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习题一答案 单片机硬件基础 一、选择题1、在计算机中，字符的编码普遍采用的是（ B ） A）BCD码 B）ASCII码 C）余3码 D）格雷码2、在MCS-51系统中，若晶振频率是6MHz，一个机器周期等于( D ) s A）0.5 B）1 C）1.5 D）23、MCS-51的时钟最高频率是 ( A ). A ）12MHz B）6 MHz C）8 MHz D）10 MHz4、 下列不是单片机总线是（D） A） 地址总线 B）控制总线 C）数据总线 D）输出总线5、将十六进制数(2AF)H。用二进制数表示为（ B） A）(0010101001l1)B B） (001010101ll1)B C）(001010101011)B D） (00l010101101)B6、将二进制数(11 11010101)B用十六进制数表示为（C） A）(5D3)H B）(5C3)H C）(3D5)H D）(3C5)H7、在机器数中，B的零的表示形式是惟一的。 A）原码 B）补码 C）反码 D）补码和反码8、若x补码=1l100001，则x=（C） A）-32 B）32 C）-31 D）319、某数在机器中用8421BCD码表示为0111 1000 l001，其真值为（ B） A）789H B）789 C）1929 D）11110001001B10、己知x为整数，且xl补=10011011，则x的十进制数值是（A） A）-101 B）+155 C）+101 D）-15511、迄今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（C） A）节约元件 B）运算速度快 C）物理器件最容易实现电路的功能 D）信息处理方便12、一字节补码所能表示的整数范围是（A） A）-128+127 B）-127+127 C）-129+128 D）-128+12813、8051与8751的区别是（C ）。 A）内部数据存储但也数目的不同 B）内部数据存储器的类型不同 C）内部程序存储器的类型不同 D）内部的寄存器的数目不同14、80C51单片机有片内RAM容量（D）。 A） 4KB B） 8KB C）128B D）256B15、EEPROM是指（D） A）掩膜ROM B）紫外线可擦除的ROM （C）闪存 D）电擦除的ROM16、（ B）不属于CPU的内部元件。 A）运算器 B）存储器 C）寄存器 D）控制器17、MCS-5l单片机复位后，程序计数器PC的内容是（C） A）00H B）FFH C）0000H D）00FFH18、803l单片机芯片在使用时应把/EA信号引脚（B） A）接高电平 B）接地 C）悬空 D）接地址锁存器的选通端19、MCS-5l的程序计数器PC为16位计数器，因此其寻址范围是（D） A）8K B）16K C）32K D）64K20、在MCS-51单片机中，唯一一个可供用户使用的16位寄存器是（B） A）PWS B）DPTR C）AC D）PC21、6MHz晶振的单片机在定时工作方式下，定时器可能实现的最小定时时间是（ B ） A）1 u s B）2 u s C）4 u s D）8 u s22、12MHz晶振的单片机在定时工作方式下，定时器可能实现的最小定时时间是（A） A）1 u s B）2 u s C）4 u s D）8 u s23、在单片机中，用作标志寄存器的一个特殊功能寄存器是（ A） A）PSW B）DPTR C）PC D）B24、单片机的指令地址存放在（ D ）中。 A）PSW B）DPTR C）SP D）PC25、在MCS-51单片机中，唯一一个用户不能直接使用的寄存器是（ C） A）PSW B）DPTR C）PC D）B26、提高单片机的晶振频率，则机器周期信号（C） A）不变 B）变长 C）变短 D）变长变短不定27、8051单片机用于选择内外程序存储器的控制信号是（B） A）RST B）/EA C）/PSEN D）ALE28、PC的值是（ C） A）当前正在执行指令的前一条指令的地址 B）当前正在执行指令的地址 C）当前正在执行指令的下一条指令的地址 D）控制器中指令寄存器的地址29、外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C）。 A）0003H B）000BH C）0013H D）001BH30、使用87C51且/EA1时，则可以扩展ROM（ B）。 A）64KB B）60KB C）56KB D）58KB 31、在扩展系统中，能够提供地址信号的高8位的端口是（ C）。 A）P0口 B）P1口 C）P2口 D）P3口32、内部RAM中具有位地址的区域是（ B ）。 A）00H1FH B）20H2FH C）20H3FH D）30H7FH33、PSW=18H时，则当前工作寄存器是（D） A）0组 B)1组 C）2组 D）3组34、控制串行口工作方式的寄存器是（C） A）TCON B)PCON C)SCON D)TMOD35、口的每一位能驱动（B）A）2个TTL低电平负载有 B)4个TTL低电平负载 C)8个TTL低电平负载有 D)10个TTL低电平负载二、填空题1、8051单片机有4个物理上独立存储空间，它们分别是内部数据存储器、和程序存储器 、外部数据存储器、 和 程序存储器。2、8031与8051单片机的主要区别在于 8051单片机片内含有掩膜式ROM型程序存储器， 8031单片机不含程序存储器。3、DPTR由两个8位的寄存器组成，其名称分别是 DPL 和 DPH 。4、单片机内部数据RAM中， 20H2FH 字节地址范围有位地址， 00H1FH和30H7FH 字节地址范围没有位地址。5、单片机内部RAM共128个单元，可以分为寄存器区 、位地址区 和通用RAM区 三部分。6、当8051单片机复位后，程序的入口地址为 0000H 。7、DPTR分为 DPL 和 DPH 两个寄存器，用来存放 16 位 地址 。8、根据应用的要求，复位电路通常有两种基本形式，它们分别是上电自动复位和手动按键 复位。9、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是00H1FH.10、在805l单片机中，一个机器周期包括6个状态周期，一个状态周期包括2个振荡周期。11、MCS-51片内20H2FH范围内的数据存储器,既可以字节寻址又可以位寻址.12、当MCS-51引脚ALE信号有效时,表示从P0口稳定地送出了低8位地址.13、8051含4KB掩膜ROM。14、当单片机复位时，累加器A的内容为 00H ;B的内容为 00H ；SP的内容为 07H ；P0P3的内容为 FFH 。15、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在_片内数据存储器内开辟的区域.16、MCS-51中凡字节地址能被_8整除的特殊功能寄存器均能寻址。17、程序状态字PSW主要起着标志寄存器 作用。18、8051单片机使用电源为 +5V 。19、8051单片机的引脚Vcc为 电源 端，Vss为 接地 端。20、8051单片机中的并行端口分别是 P0口 、 P1口 、 P2口 和 P3口 。三、判断题1、Mcs-51单片机P3端口的各端口线如果作为第二功能信号使用的话，那么它们就不能再用来进行数据I/O传送；同样道理，如果用作数据传送，就不能再作为第二功能信号使用( )2、程序计数器PC是不可寻址的，因此不能对它进行读写操作。( )3、程序计数器PC既可以对程序存储器寻址，也可以对数据存储器寻址。( )4、每个特殊功能寄存器都既有字节地址，又有位地址。( )5、30H一定是字节地址。( )6、指令地址存放在PC中。( )7、减法指令将影响进位标志位C。( )8、加法指令将影响进位标志位C，而减法指令将不影响进位标志位C。( )9、P1端口是分时复用的地址数据线。( )10、P0端口是分时复用的地址数据线。( )11、P0端口在作为地址总线使用时，提供的是低8位地址。( )12、P2端口在作为地址总线使用时，提供的是低8位地址。( )13、地址总线仅由P2口组成。( )14、数据总线仅由P0口组成。( )15、内部数据RAM与特殊功能寄存器是统一编址的。( )16、在单片机的存储器中，除了程序存储器不能用作堆栈以外，其他存储空间都能用作堆栈。( )17、在读取端口的引脚信号时，必须先对端口写入1，然后读取数据，具有这样特点的端口称为准双向端口。( )18、8051单片机具有4个并行端口。( )19、805l单片机具有1个串行端口。( )20、20H不一定是字节地址。( )21、8155的复位引脚可与89C51的复位引脚直接相连。（ ）22、若不使用MCS-51片内存储器，引脚/EA必须接地。 （）23、MCS-51的相对转移指令最大负跳距是127B。 （ ）24、当MCS-51上电复位时，堆栈指针SP=00H。 （ ） 25、MCS-51外扩I/O口与外RAM是统一编址的。 （ ）四、问答题1、MCS-5l系列单片机按片内有无程序存储器及存储器的形式分为3种基本产品，即8051、875l和8031。简述这三种基本产品的特点。解答：8051单片机：片内含有掩膜式ROM型程序存储器8751单片机：片内含有EPROM型程序存储器8031单片机：不含程序存储器2、MCS-51系列单片机的存储器逻辑上可划为几个空间?各自的地址范围和容量是多少?解答：3个空间，分别式内部数据存储器、程序存储器（片内外）、外部数据存储器。各存储器的地址范围和容量如表2.1所示。表2.1 存储器的地址范围和容量3个存储器空间地址范围容量内部数据存储器 RAM00H7FH128字节SFR80HFFH21字节程序存储器0000HFFFFH最大64K外部数据存储器0000HFFFFH最大64K3、MCS-51单片机的/EA信号有何功能?在使用8031时，该信号引脚应如何处理?为什么?解答：是访问程序存储器控制信号，/EA =0时，对外部ROM进行操作。/EA=1时，4K内对内部ROM；4K外对外部ROM。在使用8031时，/EA信号引脚应接地。因为8031没有内部的程序存储器。4、在单片机内部RAM中哪些字节有位地址，哪些字节没有位地址?解答：20H2FH字节有位地址，00H1FH和30H7FH字节没有位地址。5、内部RAM低128单元划分为哪三个主要部分?各部分的主要功能是什么?解答：寄存器区、位地址区和通用RAM区。寄存器区共占32个RAM单元，其地址为00H1FH，将这32个单元分成了4组通用寄存器。在任一时刻，只能使用其中的一组作为R0R7使用，通过设置PSW中的RSl和RS0来选择。系统复位后，默认第0组为通用寄存器组。位地址区为20H,-2FH字节地址单元，位地址为00H7FH，共有128位，从20H字节地址的最低位开始编地址，到2FH字节地址的最高位为止。位地址区可以进行位访问，也可以使用字节地址进行访问，使用方法与通用RAM区的单元相同。通用RAM区在30H7FH，可以作为一股的单元使用，也可以用做堆栈。6、程序计数器(PC)作为惟一不可寻址的专用寄存器，它有哪些特点?解答：PC是一个16位计时器，保存程序中要执行的指令地址，寻址范围为64KB。PC本身没有地址，是惟一一个不能由用户寻址的寄存器。CPU通过PC得到要执行的指令的地址，从而执行程序。PC有如下功能： (1)由程序计数器PC给出取指令的地址。 (2)PC具有自动加1的功能。 (3)PC的值可以被改变，能够接受新的数据。 转移类指令可以改变PC的值。 子程序调用和返回指令可以改变PC的值。 CPU响应中断和中断返回可以改变PC的值。7、堆栈有哪些作用?堆栈指示器(sP)的作用是什么?在程序设计时为什么还要对SP重新赋值?解答： (1)可以使用堆栈保护现场。 (2)通过堆栈指示器SP可以实现数据的压栈和弹栈操作。当压入一个数据到堆栈时，SP先加1，指向存放数据的单元，使数据压入栈顶。而当弹出一个数据时，先将SP所指向的数据弹出，然后再将SP减1，保证在堆栈未置空时，SP始终指向栈顶。因为堆栈操作中的数据的存取是在堆栈顶进行的，所以只有在堆栈置空时，SP才指向堆栈底。 (3)因为当单片机复位时，SP是指向07H单元的，重新对SP赋值，可以规定用作堆栈的存储区域，原则是尽量使用高端的存储空间作为堆栈，这是因为MCS-51单片机的堆栈是按照地址从小到大的方向生成的，从而可以避免堆栈覆盖正常存储的数据。如果不重新对SP赋值，堆栈在08H单元开始存放数据，并向上生成，就有可能覆盖位地址区乃至通用RAM区的有用的数据。8、若单片机使用频率为6MHz的晶振，那么状态同期、机器周期和指令周期分别是多少?解答： 状态周期=1/6=033 u S 机器周期=2 u S指令周期：(1、2、4)x机器周期=2、4、8 u S9、为什么说单片机的Pl和P3端口是静态IO端口，而P2端口是动态IO端口，它们在使用中各有什么特点?如果用P2端口输出一个字节数据，在端口线上能得到该数据吗?解答：(1)因为P1和P3端口的硬件结构使得由内部总线输出的数据经锁存器和场效应管输出，锁存在端口线上，所以说Pl和P3端口是具有输出锁存功能的静态IO端口；P2口。(2)不一定能得到该数据。10、说明MCS-5l系列单片机4个IO端口使用上的分工和操作上的主要特点。解答：P0端口提供程序存储器或外部数据存储器的低8位地址。P0端口还作为数据IO端口使用，是分时复用的地址数据线。Pl端口一般作为数据IO端口使用。P2端口提供程序存储器或外部数据存储器的高8位地址。P3端口可以提供第2功能线，当某一端口线不需要工作于第2功能时，可以作为数据I0端口使用。11、MCS-51单片机有哪些信号需要芯片以第二功能信号的形式提供?解答：RXD、TXD、/INT0 、/INT1 、T0、Tl、/WR 、/RD 12、单片机复位有几种方法?复位后的PC的状态以及特殊功能寄存器的状态呢？解答：(1)根据应用的要求，复位电路通常有两种基本形式，分别是上电复位和按键复位。(2)复位后PC的值为0000H。复位后特殊功能寄存器的状态如表22所示。表 8051单片机复位后特殊功能寄存器的状态特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0-P3FFHSBUF不定IP00000BSCON00HIE00000BPCON0B13、MCS-51单片机运行出错或程序进入死循环时，如何摆脱困境?解答：按复位键使单片机复位。14、8051单片机内部结构包含哪些功能部件? 答：805l单片机内部包含以下一些功能部件： (1)一个8位CPU； (2)一个片内振荡器及时钟电路； (3)4KB ROM(80C51有4KB掩膜ROM，87C5l有4KB EPR()M，80C31片内无ROM)； (4)128B内RAM； (5)可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路； (6)两个16位定时计数器； (7)21个特殊功能寄存器； (8)4个8位并行IO口，共32条可编程I0端线； (9)一个可编程全双工串行口； (10)5个中断源，可设置成2个优先级。15、ALE信号频率与时钟频率有什么关系? 答：当CPU不执行访问外RAM指令(MOVX)时，ALE以时钟振荡频率l6的固定频率输出，因此ALE信号也可作为外部芯片CLK(时钟或其他需要。但是，当CPU执行MOVX指令时，ALE将跳过一个ALE脉冲。16、 /EAVpp引脚有何功用?80C31的 引脚应如何处理?为什么? 答： /EAVpp引脚有两个功能：内外ROM选择和片内EPROM编程电源。 EA功能(内外ROM选择)：8051单片机ROM寻址范围为64KB，其中4KB在片内，60KB在片外(80C31芯片无内ROM，全部在片外)。当/EA保持高电平时，先访问内ROM，但当PC(程序计数器)值超过4KB(0FFFH)时，将自动转向执行外ROM中的程序。当/EA保持低电平时，则只访问外ROM，不管芯片内有否内ROM。 Vpp功能：片内有EPROM的芯片，EPROM编程期间，此引脚用于施加编程电源Vpp。对80C31芯片，片内无ROM，因此 必须接地。因为80C3l芯片只能选择片外ROM。17、8051 ROM空间中，0000H一0023H有什么用途?用户应怎样合理安排? 答：0000H一0023H是805l系统专用单元，其中0000H为CPU复位地址，0003H0023H是5个中断源中断服务程序人口地址，用户不能安排其他内容。一般来讲，从0030H以后，用户可自由安排。18、8051扩展I/O口从哪一个存储空间扩展?从理论上讲最多可扩展多少个8位I/O口? 答：805l扩展I/O口从外RAM存储空间扩展。扩展I/O口与扩展外RAM统一编址。从理论上讲，每一个字节都可以扩展为一个8位I/O口，因此扩展个数最多可达64K个。19、8051如何确定和改变当前工作寄存器区? 答：805l是根据程序状态字寄存器PSW中工作寄存器区选择控制位。RS1、RS0的值来确定寄存器组的。当RS1、RS000时，选择0组，当RS1、RS001时，选择1组等。20、堆栈的作用是什么？在堆栈中存取数据时有什么原则？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)，最先压进去的子弹最后打出去(先进后出)。 SP称为堆栈指针，专用于指出堆栈顶部数据的地址。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。21、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：程序计数器PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，在物理结构上是独立的。 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+lPC； (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人口地址装入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。22、8051单片机外RAM和ROM使用相同的地址。是否会在总线上出现竞争(读错或写错对象)?为什么? 答：805l单片机外RAM和ROM虽然使用相同的地址，但控制信号不一样。外RAM和外ROM都有输出缓冲器，而输出缓冲器具有三态结构，未得到允许，不能将数据送到P0口数据总线上。这个输出允许外RAM由RD、WR信号控制，外ROM由PSEN信号控制，所以外RAM和外ROM的数据信号决不会在P0口数据总线上撞车。23、8051初始化设置SP值时。应如何考虑?答：复位后SP值为07H，表明堆栈底部在07H，若不重新设置SP值，堆栈将占用原属于工作寄存器区的08HlFH单元(共24个字节)和位寻址区(20H以上)。而工作寄存器和位寻址区都有其特殊用途。工作寄存器在RAM应用中比一般内RAM 30H。7FH有更大灵活性，值得用30H一7FH中的一部分替代08HlFH因此，系统若要求堆栈深度足够大或不占用部分工作寄存器区及位寻址区，在程序初始化中，必须改变SP值，一般可置SP值为50H或60H。堆栈深度相应为48字节和32字节。若确定不用工作寄存器l区3区，且堆栈深度24B已够用，则可不重新设置SP值。24、决定程序执行顺序的寄存器是哪一个? 答：决定程序执行顺序的寄存器是PC。CPU按照PC所指出的16位地址从ROM中取址并执行。每取出一个字节，PC+lPC。一般情况下，CPU是依次执行程序；当调用子程序，中断或执行转移指令时，PC会相应产生新的地址，CPU仍然根据PC所指出的16位地址取址并执行。25、位地址00H7FH和内RAM字节地址00H7FH编址相同。读写时会不会搞错?为什么? 答：位地址00H7FH和内RAM字节地址00H7FH都是16进制数表示的地址，虽然编址相同，但两种地址分别出现在两种不同的指令中，在位操作指令中的地址是位地址，在字节操作指令中的地址是内RAM字节地址，在指令执行中，CPU不会搞错。26、8051单片机在并行扩展外存储器后。P0口、Pl口、P12口、P3口各担负何种职能? 答：在并行扩展外存储器或IO口情况下，P0口用于低8位地址总线和数据总线(分时传送)，P2口用于高8位地址总线，P3口常用于第二功能，用户能使用的IO口只有P1口和未用作为第二功能的部分P3口端线。27、P0作为输出口时。有什么要求? 答：用作输出时，P0口应外接上拉电阻。28、P0P3口负载能力各是多少? 答：P0口的负载能力能驱动8个LSTH。门电路(1个LSTFL门电路的驱动电流，低电平时为0.36mA，高电平时为20A)，P1P3口的负载能力为