单片机原理与接口技术课后习题第二章参考答案

第二章练习题参考答案

1：什么叫单片机周期？机器周期与时钟频率有什么关系？当时钟频率分别为12MHz和6MHz时，一个机器周期是多少？

答：机器周期是80C51单片机工作的基本定时单位，简称机周。一个机器周期含有12个时钟周期，当时钟频率为12MHz时，机器周期1us；当时钟频率为6MHz时，机器周期为2us。

2：80C51单片机复位的条件是什么？复位后PC、SP和P0~P3的值是什么？

答：80C51单片机复位的条件是RST引脚保持2个机器周期以上的高电平。

3：80C51 ROM空间中，0000H~0023H有什么用途？用户应怎样安排？

答：0000H~0023H是80C51系统专用单元，其中0000H为CPU复位地址，0003H~0023H 是5个中断源服务程序入口地址，用户不能安排其他内容。一般来讲，从0030H以后，用户可以自由安排。

4：堆栈的作用是什么？在堆栈中存储数据时有什么原则？如何理解？SP是什么寄存器？SP中的内容是什么？

答：堆栈是CPU用于暂时存放特殊数据的“仓库”。如子程序断口地址、中断断口地址和其他需要保存的数据。

堆栈中数据存取按先进后出、后进先出的原则。相当于冲锋枪的子弹夹，子弹一粒粒压进去，射击时，最后压进去的子弹先打出去（后进先出），最先压进去的子弹后打出去（先进后出）。

SP称为堆栈指针，专用于指出堆栈顶部的地址。无论存入还是取出数据，

SP始终指向堆栈最顶部数据的地址。

5：P0作为输出口时，有什么要求？

答：用做输出时，P0应外接上拉电阻。

6．设N1＝+1001011B，N2＝-1010100B，求：N1,N2的真值、 N1,N2的原码、N1,N2的反码和N1,N2的补码。

解：

真值：N1＝+1001011B，N2＝ -1010100B

原码：N1＝01001011B，N2＝ B

反码：N1＝01001011B，N2＝ B

补码：N1＝01001011B，N2＝ B

说明：在计算机中，数的正负在最高位分别用“０”、“１”表示。８位微型计算机中约定，最高位Ｄ７表示符号，其他７位表示数值。为了区别原来的数与它在计算机中的表示形式，我们将已经数码化了的带符号的数称为机器数，而把原来的数称为机器数的真值。

7．8051片内数据存储器RAM空间较小，仅用８位地址寻址，最大寻址范围为256个单元（00Ｈ-FFＨ），按使用情况不同可分为低128B单元和高128B单元（80H-FFH），片内数据存储器低128B按用途不同又可分为三个区域：地址从_00_H到_1F_H为通用寄存器区，地址从_20_H到_2F_H为位寻址区，地址从_30_H到_7F_H为用户区，用户区为真正的数据缓冲区，可用来暂存用户数据或当作堆栈使用。

答：8051片内数据存储器RAM空间较小，仅用８位地址寻址，最大寻址范围为256个单元（00Ｈ-FFＨ），按使用情况不同可分为低128B单元和高128B单元（80H-FFH），片内数据存储器低128B按用途不同又可分为三个区域：地址从00H到1FH为通用寄存器区，地址从20H到2FH为位寻址区，地址从30H到7FH为用户区，用户区为真正的数据缓冲区，可用来暂存用户数据或当作堆栈使用。

8．简述80C51单片机内部结构和引脚功能。

答：内部结构：由一个８位ＣＰＵ、128B内RAM、21个特殊功能寄存器，４个８位并行I/O口、两个16位定时/计数器，一个串行输入输出口和时钟电路等组成。

引脚功能：共有40个引脚，除了电源、接地、时钟端和32条I/O端线外，有4个控制引脚：ALE（地址锁存允许）、PSEN（外ＲＯＭ读选通）、RST（复位）、EA（内外ROM选择）。

9．简述80C51存储空间配置和功能。

答：80C51有三个不同的存储空间，分别是64KB ROM，64KB外RAM和256B片内RAM，用不同的指令和控制信号实现操作。１）ROM共有64KB，60KB在片外，4KB在片内。ROM主要用于存放程序，CPU读ROM中程序以程序计数器PC作为16位地址指针；用户读ROM中数据用MOVC指令，控制信号是PSEN和EA。２）外RAM共64KB，读写外RAM用MOVX指令，控制信号是P3口中的WR和RD。３）内RAM共有128B，可分为工作寄存器区（00H－1FH）、位寻址区（20H－2FH）和数据缓冲区（30H－3FH）。４）特殊功能寄存器（SFR）共有21个，离散地分布在高128B片内RAM80H－FFH中。５）程序计数器PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，主要用于CPU读ROM16位地址指针。

10．累加器的功能是什么？Ａ与Ａｃｃ有何区别？

答：累加器Acc是80C51单片机中最常用的寄存器，许多指令的操作数取自于Acc，许多运算的结果存放在Acc中，乘除法指令必须通过Acc进行。

Ａ是累加器的指令助记符，仅用于书写指令。Acc是累加器的寄存器名，代表了累加器的字节地址。凡是有累加器参与操作的指令，用Ａ表示时属于寄存器寻址，用Acc表示时属于直接寻址。寄存器寻址指令字节少，执行速度快。例如：MOV 40H，Ａ和MOV 40H，Acc 这两条指令，功能相同，都是把Ａ中的内容送入内RAM 40H单元中。但前一条指令的指令长度为２个字节，指令执行时间是１个机器周期；而后一条指令的指令长度为３个字节，指令执行时间是２个机器周期。

11．简述单片机CPU读存储器的步骤过程。

答：存储器的读操作:例如，若要将存储器40H中的内容50H读出，其简化过程如下：首先CPU将地址码40H送到地址总线上，经存储器地址译码器选通地址为40H的存储单元；２）CPU发出“读”信号，存储器读/写控制开关将数据传输方向拨向“读”；３）存储器将地址为40H的存储单元中的数据50H送到数据总线上；４）CPU将数据总线上的数据50H读人指定的某一寄存器。

12．简述单片机CPU写存储器的步骤过程。

答：存储器的写操作:例如，若要将数据ABH写入存储器地址为CDH的存储单元中，其简化过程如下：

１）CPU将地址码CDH送到地址总线上，经存储器地址译码器选通地址为CDH的存储单元；２）CPU将数据ABH送到数据总线上；３）CPU发出“写”信号，存储器读/写控制开关将数据传送方向拨向“写”；４）存储器将数据总线上的数据ABH送人已被选中的地址为CDH的存储单元中。

13．DPTR是什么寄存器？它是如何组成的？主要功能是什么？

答：数据指针DPTR是一个１６位的特殊功能寄存器。由两个８位寄存器DPH、DPL组成，DPH是DPTR高８位，DPL是DPTR低８位，既可合并作为一个１６位寄存器，又可分开按８位寄存器单独操作。相对于地址指针，DPTR称为数据指针。但实际上DPTR主要用于存放一个１６位地址，作为访问外部存储器（外RAM和ROM）的地址指针。

14．PC是否属于特殊功能寄存器？它有什么作用？PC的基本工作方式有几种？

答：PC是一个１６位的地址寄存器，用于存放将要从ROM中读出的下一字节指令码的地址，因此也称为地址指针。ＰＣ的基本工作方式有：１）自动加１。CPU从ROM中每读一个字节，自动执行PC+1→PC 。２）执行转移指令时，PC会根据该指令要求修改下一次读ROM新的地址。３）执行调用子程序或发生中断时，CPU会自动将当前PC值压入堆栈，将子程序入口地址或中断入口地址装入PC；子程序返回或中断返回时，恢复原有被压入堆栈的PC值，继续执行原顺序程序指令