51单片机基础知识及期末复习

51单片机基础知识及期末复习

51单片机简答题部分(经典)

1、啥叫堆栈？

答：堆栈是在片内RAM中特意开发出来的一具区域，数据的存取是以〃后进

先出〃的结构方式处理的。实质上，堆栈算是一具按照〃后进先出〃原则组织的一

段内存区域。

2、进位和溢出?

答：两数运算的结果若没有超出字长的表示范围，则由此产生的进位是自然

进位；若两数的运算结果超出了字长的表示范围(即结果别合理)，则称为溢出。

3、在单片机中，片内ROM的配置有几种形式？各有啥特点？

答：单片机片内程序存储器的配置形式要紧有以下几种形式：

(1)掩膜(Msak)ROM型单片机：内部具有工厂掩膜编程的ROM,ROM中的

程序只能由单片机创造厂家用掩膜工艺固化，用户别能修改ROM中的程序。掩膜

ROM单片机适合于大批量生产的产品。用户可托付芯片生产厂家采纳掩膜办法将

程序制作在芯片的ROM。

(2)EPROM型单片机：内部具有紫外线可擦除电可编程的只读存储器，用

户能够自行将程序写入到芯片内部的EPROM中，也能够将EPROM中的信息全部擦

除。擦去信息的芯片还能够再次写入新的程序，允许反复改写。

(3)无ROM型单片机：内部没有程序存储器，它必须连接程序存储器才干

组成完整的应用系统。

无ROM型单片机价格低廉，用户可依照程序的大小来挑选外接程序存储器的

容量。这种单片机扩展灵便，但系统结构较复杂。

(4)E2ROM型单片机：内部具有电可擦除叫可编程的程序存储器，使用更为

方便。该类型目前比较常用

(5)OTP(OneTineProgrammable)ROM单片机：内部具有一次可编程的程

序存储器，用户能够在编程器上将程序写入片内程序存储器中，程序写入后别能

再改写。这种芯片的价格也较低。

4、啥是单片机的机器周期、状态周期、振落周期和指令周期？它们之间是

啥关系？

答：某条指令的执行周期由若干个机器周期（简称M周期）构成，一具机器

周期包含6个状态周期（又称时钟周期，简称S周期），而一具状态周期又包含

两个振荡周期（P1和P2,简称P周期）。也算是讲，指令执行周期有长有短，但

一具机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周期，即LM=6S=12P。

5、MCS-51单片机通常内部包含哪些要紧逻辑功能部件？

答：51单片机通常由下列部件组成：一具8位CPU、一具片内振荡器及时钟

电路、内部FlashRom程序存储器、256B的RAM、2个16位的定时/计数器、可

寻址64KB片外数据存储器和64KB片外数据存储器和64KB片外程序存储器空间

的操纵电路、4个8位并行I/O端口及一具可编程全双工串行接口。

6、MCS-51单片机的存储器从物理结构上可划分几个空间？

答：MCS-51系列单片机的存储器配置从物理结构上可分为：片内程序存储

器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。从逻辑上可分为：片

内外统一编址的64KB的程序存储器、片内256B的数据存储器以及片外64KB的

数据存储器。

7、存储器中有几个保留特别功能的单元用做入口地址？分不作啥作用？

答：MCS-51系列单片机的存储器中有6个保留特别功能单元,其中OOOOH

为复位入口、0003H为外部中断0入口、000BH为TO溢出中断入口、0013H为外

部中断1入口、001BH为T1溢出中断入口、0023H为串行接口中断入口。

8、MCS-51单片机片内256B的数据存储器可分为几个区？分不起啥作月？

答：MCS-51单片机片内数据存储器可分为二个区：00H~7FH单元组成的低

128B的片内RAM区、80H~FFH单元组成的高128B的专用寄存器区。其中低128B

的RAM区又分为：OOH~1FH单元为工作寄存器区、20H~2FH单元为位寻址区、

301r7FH单元为用户RAM区。工作寄存器区可作通用寄存器用，用户RAM区可作

堆栈和数据缓冲用。专用寄存器区又称特别功能寄存器，使用80H~FFH单元。

8、MCS-51单片机的P0~P3四个1/0端口在结构上有何异同？使用时应注意

的事项？

答：MCS-51单片机的四个端口在结构上相同之处：P0~P3基本上准双向I/O

口，作输入时，必须先向相应端口的锁存器写入“1”。别同之处；P0UI的输出

级与Pl〜P3口别相同，它无内部上拉电阻，别能提供拉电流输出，而P1~P3则带

内部上拉电阻，能够提供拉电流输出。

当P0口作通用I/O口输出使用时;需外接上拉电阻才可输出高电平；但作

地址/数据总线时，别需要外接上拉电阻。P「P3口I/O输出时，均无需外接上

拉电阻。

9、存储器空间在物理结构上可划分为几个部分？

答：MCS-51存储器是采纳将程序存储器和数据存储器分开寻址的结构，其

存储器空间在物理结构上可划分为如下四个空间：片内程序存储器、片外程序存

储器、片内数据存储器、片外数据存储器。

10、开机复位后，CPU使用是的哪组工作寄存器？它们的地址是啥？CPU怎

么确定和改变当前工作寄存器组？

答：开机复位后，CPU使用的是第0组T作寄存器.它们的地址是00H~07Hc

CPU经过对程序状态字PSW中RS1、RSO的设置来确定和改变当前工作寄存器组。

如：RSI、RSO为00则指向第0组；为01则指向第1组；为10则指向第2组;

为11则指向第3组。

11、MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期的怎么分配的？当振荡频率

为8MHz时，一具单片机时钟周期为多少微秒？

答：MCS-51的时钟周期是最小的定时单位，也称为振荡周期或节拍。一具

机器周期包含12个时钟周期或节拍。别同的指令其指令周期普通是别同的，可

包含有广4个机器周期。当振荡频率为8MHz时，一具单片机时钟周期为

0.125uso

12、程序状态存储器PS1V的作用是啥？常用状态标志有哪几位？作用是啥？

答：PSW是8位寄存器，用于作为程序运行状态的标志，其格式如下：

PSW位地址D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HDOH

字节地址DOHCACF0RSIRSO0VFlP

当CPU举行各种逻辑操作或算术运算时，为反映操作或运算结果的状态，把

相应的标志位置1或清0。这些标志的状态，可由特意的指令来测试，也可经过

指令来读出。它为计算机确定程序的下一步运行方向提供依据。PSW寄存器中各

位的名称及文职如上所示，下面讲明各标志的作用。P：奇偶标志。该位始终跟

功能部件中，在数学上把它们组织在内部数据存储器地址空间80H~FFH中，以便

能使用统一的直截了当寻址方式来拜访。这些特别功能寄存器颁在以下各个功能

部件中：

(1)CPU：ACC、B、PSW>SP、DPTR(由DPL和DPH两个8位寄存器组成);

(2)中断系统：IP、IE；

(3)定时器/计数器：TMOD、TCOM、TLO、THO、TU、Till；

(4)并行I/O口：PO、Pl、P2、P3；

(5)串行口：SCON、SBUF、PCONo

15、啥是指令？啥是程序？简述程序在计算机中的执行过程。

答：指令是操纵计算机举行某种指令的命令cCPU算是依照指令来指挥和操

纵计算机各部分协调地动作，完成规定的操作。指令是由二进制代码表示的。通

常指令氛围操作码和操作数两部分：操作码规定操作的类型，操作数给出参加操

作的数据或存放数据的地址。

为完成某项规定任务，把计算机指令按一定次序举行编排组合所行成的指令

集称为程序。

程序在计算机中的执行过程实质算是执行人们所编制程序的过程，即逐条执

行指令的过程。计算机每执行一条指令都可氛围三个简短举行，即取指令，分析

指令和执行指令。

取指令简短的任务是：依照程序计数器PC中的植从程序存储器读浮现行指

令，送到指令寄存器。分析指令时期的任务是：将指令操作码取出后举行译码,

分析其指令性质。如指令要XXX作数，则寻觅操作数地址。

执行指令时期的任务是：取出操作数，然后按照操作码的性质对操作数举行

操作，即执行指令。计算机执行程序的过程实际上算是逐条指令地重复上述操作

过程，直至停机指令或循环等待指令。

16、啥叫寻址方式？MCS51有几种寻址方式？

答：寻址方式：寻址方式算是寻觅指令中操作数或操作数所在地址的方式。

也算是怎么找到存放操作数的地址，把操作数提取出来的办法。MCS51的寻址方

式有：马上数寻址、直截了当寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、

相对对址、位寻址。

17、SJMP（短转移）指令和AJMP（绝对转移）指令的要紧区不。

答：SJMP提供了以SJMP的下一条指令的起始地址为中心的256字节范围的

转移（-128〜+127）,AJMP的转移目标地址必须在与AJMP的下一条指令的第一

字节相同的2KB区的程序储存器中。短转移方便了可重定位编码。SJMP方便了

PC可重定位编码，但转移范围小。而ASJMP转移范围大，但存在跳区的限制，

AJMP指令只能位于2KB区的最终2个字节处时，才可跳到下一具区去。所以用

AJMP指令来代替SJMP指令是有条件的，也算是目标地址必须与它下面的指令存

放地址在同一具2KB区域内。

18、中断服务子程序与一般子程序有哪些异同之处？

答：相同点：基本上让CPU从主程序转去实行子程序，执行完毕后又返回主

程序。别同点：中断服务子程序是随机执行的，而一般子程序是预先安排好的;

中断服务子程序以RETI结束，而普通子程序以RET结束"RETI除了将短点弹回

PC动作之外，还要清除对应的中断优先标志位（片内别可寻址的触发器），以便

新的中断请求能被响应。

19、MCS-51响应中断的条件是啥？CPU响应中断后，CPU要举行哪些操作？

别同的中断源的中断入口地址是啥？

答：CPU响应中断的条件如下：

①首先要有中断源发出有效的中断申请；

②CPU中断是开放的，即中断总允许位EA=L允许所有中断源申请中断。

③申请中断的中断源的中断允许位为1,即此中断源能够向CPU申请中断。

以上是CPU响应中断的基本条件。假如上述条件别脚，则CPU普通会妨碍中

断。然而，若有下列任何一种事情存在，则中断响应会被阻挠。

①CPU正处在为一具同级或高级的中断服务中。

②现行机器周期别所执行的指令的最终一具机器周期。作此限制的目的在与

使当前指令执行完毕后，才干举行中断响应，以确保当前指令的完整执行。

③当前指令是返回指令（RET、RETD或拜访IE、指的指令。因为按MCS-51

中断系统的特性规定，在执行完这些指令之后，还应在接着执行一条指令，然后

才干妨碍中断。

若存在任何一种事情，CPU将丢弃中断查询结果；否则，将在紧继续的下一

具机器周期内执行中断查询结果，响应中断。

CPU响应中断后，爱护断点，硬件自动将（PC）一堆栈，寻觅中断源，中断

矢量一PC,程序转向中断服务程序入口地址。其中，INTO=0003H,TO二OOOBH,

INTl=0013H,Tl=OOlBH,串行接

n=0023Ho

20、单片机对中断优先级的处理原则是啥？

答：⑴低级别能打断高级，高级可以打断低级；

⑵一具中断以被响应，同级的被禁止；

⑶同级，按查询顺序，INTO-TO-INT1-T1一串行接口

21、MCS-51的外部中断有哪两种触发方式？他们对触发脉冲或电平有啥要

求？

答：有电平触发和脉冲触发.电平方式是低电平有效.只要单片机在中断要

求引入端INTO和1NT1上采样到低电平常，就激活外部中断。脉冲方式则是执冲

的下条沿有效。这种方式下，在两个相邻机器周期对中断请求引入端举行采样中，

如前一次为高，后一次为低，即为有效中断请求。所以在这两种中断请求信号方

式下，中断请求信号的高电平状态和低电平状态都应至少维持一具周期以保电平

变化能被单片机采样用。

22、啥是中断和中断系统？其要紧功能是啥？

答：当CPU正在处理某件情况的时候，外部发生的某一件情况请求CPL・迅速

去处理，于是，CPU临时终止当前的工作，转去处理发生的情况，中断处理完该

事件往后，再回到原来被终止的地点，接着原来的工作。这种过程称为中断，实

现这种功能的部件称为中断系统。

功能：（1）使计算机具有实时处理功能，能对外界异步发生的事件作出及时

的处理。（2）彻底消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作

效率。（3）实现实时操纵。

23、MCS-51有哪些中断源？

答：MCS-51有如下中断源：INTO：外部中断0请求，低电平有效（由P3.2

输入）；INT1：外部中断1请求，低点平有效（由P3.3输入）；T0：定时器/计数

器0溢出中断请求；T1：定时器/计数器1溢出中断请求；TX/RX：串行借口中断

请求。经过对特别功能积累器TCON、SCON、IE、IP的个位举行置位或复位等操

作，可实现各种中断操纵功能。

24、讲明外部中断请求的查询和响应过程。

答：当CPU执行主程序第K条指令时，外设向CPU发出中断请求，CPU接到

中断请求信号并在本条指令执行完后，中断主程序的执行并保存断点地址，然后

转去响应中断。CPU在每一具S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一具机器

周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标记为1,将在接

下来的机器周期S1期间按优先级举行中断处理，中断系统经过硬件自动将相应

的中断矢量地址装入PC,以便进入相应的中断服务程序。中断服务完毕后，CPU

返回到主程序第K+1条指令接着执行。

25、MCS-51响应中断的条件？

答：(1)有中断源发出中断请求c

(2)中断总允许位EA=1,即CPU开中断。

(3)申请中断的中断源的中断允许位为1,即中断没有被屏蔽。

(4)无同级或更高级中断正在服务。

(5)当前指令周期差不多结束。

(6)若现行指令为RETI或拜访IE或IP指令时，该指令以及紧继续的另一

条指令已执行完毕。

26、简述MCS-51单片机的中断响应过程。

答：CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采纳每个中断源，CPU在下一具机器

周期S6期间按优

先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1,将在接下来的机器周

期S1期间按优先级举行中断处理，中断系统经过硬件自动将相应的中断矢量地

址装入PC,以便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断，MCS-51首先置位相

应的中断“优先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的

PC值压入堆栈，以爱护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC,于是CPU

继续从中断服务程序的入口处开始执行。关于有点中断源，CPU在响应中断后会

自动清除中断标志。

27、在执行某一中断源的中断服务程序时，假如有新的中断请求浮现，试咨

询在啥事情下可响应新的中断请求？在啥事情下别能响应新的中断请求?

答：符合以下6个条件可响应新的中断请求：有中断源发出中断请求、中断

总允许位EA=1,即CPI开中断、申请中断的中断源的中断允许位为1,即中断没

有被屏蔽、无同级或更高级中断正在被服务、当前的指令周期已结束、若现行指

令为RETI或拜访IE或IP指令时，该指令以及紧继续的另一条指令已执行完。

假如新的中断请求“优先级”低于正在执行的中断请求或与其同级，则别能

被响应。

28、MCS-51单片机外部中断源有几种触发中断请求的办法？怎么实现中断

请求？

答：有两种方式：电平触发和沿触发。电平触发方式：CPU在每个机器周期

的S5P2期间采样外部中断引足的输入电平。若为低电平，使lEl(IEO)置T,

申请中断：若为高电平，则IE1(IE0)清零.边沿触发方式：CPU在每个机器周

期的S5P2期间采样外部中断请求引足的输入电平。假如在相继的两个机器周期

采样过程中，一具机器周期采样到外部中断请求为高水平，继续下一具机器周期

采样到外部中断请求为低水平，则使IE1(到外置1,申请中断;否则，I外(IE0)

置0。29、啥是中断优先级？中断优先级处理的原则是啥？

答：通常，在系统中有多个中断源，有时会浮现两个或更多个中断源并且提

出中断请求的事情。这就要求计算机既能区分各个中断源的请求，又能确定首先

为哪一具中断源服务。为了解决这一咨询题，通常给各中断源规定了优先级不,

称为优先权或中断优先级。

中断优先级处理的原则是：当两个或者两个以上的中断源并且提出中断请求

时，计算机首先为优先权最高的中断源服务，服务结束后，再响应级不较低的中

断源。

30、中断响应过程中，为啥通常要爱护现场？怎么爱护？

答：因为普通主程序和中断服务程序都也许会用到累加器、PSW寄存器和其

他一些寄存器。CPU在进入中断服务程序后，用到上述寄存器时，就会破坏它原

来存在寄存器中的内容；一旦中断返回，将会造成主程序的混乱。因而在进入中

断服务程序后，普通要先爱护现场，然后再执行中断处理程序，在返回主程序前

再恢复现场。

爱护现场的普通办法是把累加器、PSW寄存器及其他一些与主程序有关的寄

存器压入堆栈。在爱护现场和恢复现场时，为了别使现场数据受到破坏或者造成

混乱，普通规定此刻CPU别响应新的中断请求。这就要求在编写中断服务程序时

注意在爱护现场前要关中断，在恢复现场后要开中断。假如在中断处理时允许有

更高级的中断打断它，在爱护现场之后要再开中断，恢复现场之前关中断。

31、MCS-51定时器有哪几种工作模式？有何区不？

答：有模式0，模式1，模式2,模式3。

（1）模式0：挑选定时器（T0或口）的高8位和低5位组成的一具13位

定时器/计数器。TL低5位溢出时向TH进位,TH溢出时向中断标志位TFO进位，

并申请中断。

定时时刻t=（213-初值）*振荡周期*12；计数长度为213=8192个外部脉冲。

（2）模式I:与模式0的唯一区不是寄存器TH与TL以全部16位参与操作.

定时时刻廿（216-初值）*振荡周期*12；计数长度为216=65536个外部脉

冲。

（3）模式2：把TLO与TL1配置成一具能够自动重装载的8位定时器/计数

器。TL用作8位计数器，TH用以保存初值。TL计数器溢出是别仅使TFO置1,

而且还自动将TH中的内容装载到TL中。

定时时刻1=（28-初值）*振荡周期*12；计数长度为256个外部脉冲。

（4）模式3：对T0和T1别大相同。

若T0设为模式3,TLO和THO被分为两个相互独立的8位计数器。TLO为8

位计数器，功能与模式0和模式1相同，可定时可计数。

THO仅用于作简单的内部定时功能，它占用了定时器T1的操纵位TR1和中

断标志位TF1,启动和关闭仅受TR1的操纵。

定时器T1无工作模式3,但T0在工作模式3时T1仍可设置为模式0~2。

32、串行数据传送的要紧优点和用途是啥？

答：串行数据传送是将数据按位举行传送的方式。其要紧优点是所需的传送

线根数少，关于远距离数据传送的事情，采纳串行方式是比较经济的。因此窜行

方式要紧用于计算机与远程终端之间的数据传送。

33、简述串行接口接收和发送数据的过程。

答：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特别功能

寄存器SBUF举行读或写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOVSBUF,A”指

令），即向发送缓冲器SBUF装载并开始由TXD引足向外发送一帧数据，发送完便

使发送中断标志位口二1。在满脚串行接口接收中断标志位RI（SCONo）二0的条

件下，置允许接收位REN（SC0N.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并

装载到接收SBUF中,并且使RI=1。当发读SBUF命令时（执行“MOVA,SBUF”

指令），便由接收缓冲器SBUF取出信息经过MCS-51内部总线送CPU。

34、MCS-51串行接口有几种工作方式？

答：MCS-51串行接口有四种工作方式；方式0（8位同步移位寄存器），方

式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。

35、MCS-51中SC0N的SM2、TB8、RB8有何作用?

答：MCS-5I中SCON的SM2是多机通信操纵位，要紧用于方式2和方式3c

若置SM2=1,则允许多机通信。

TB8是发送数据的第9位，在方式2或方式3中，依照发送数据的需求有软

件置位或复位。它在许多通信协议中可用作奇偶校验位；在多机通信中作为发送

地址帧或数据帧的标志位。

RB8是接收数据的第9位，在方式2或方式3中，接收到的第9位数据放在

RB8位。它或是约定的奇/偶校验位，或是约定的地址/数据标识位。

36、简述单片机多机通信的原理。

答：当一片MCS-51主机与多片从机通信时，所有从机的SM2位置1。主机

首先发送的一帧数据为地址，即某从机机号，其中第9位1,所有的接收到数据

后，将其中第9位装入RB8中。各个从机依照收到的第9位数据（RB8中）的值

来决定从机可否再接收主机的信息。若（RB8）=0,讲明是数据帧，则使接收中

断标志位RI=0,信息丢失；若（RB8）=1,讲明是地址帧，数据装入SBUF

并置RI=L中断所有从机,惟独被寻址的目标从机清除机2（S独被）,以接

收主机发来的一帧数据（点对点通信）。其他从机仍然保持SM2=1。

37、串行通信的总线标准是啥？有哪些内容？

答：美国电子工业协会（EIA）正式发布的串行总线接口标准有RS—232C、

RS—422、RS—423和RS—485等。在异步串行通信中应用最广的标准总线是

RS-232CO它包括了按位串行传输的电气和机械方面的规定，如适用范围、信号

特性、接口信号及引足讲明等，适用于短距离(<15m)或带调制解调器的通信场

合。采用RS—422、RS—485标准时,通信距离可达1000m。

38、简述单片机系统扩展的基本原则和实现办法。

答：(1)以P0口作地址/数据总线，此地址总线是系统的低8位地址线。(2)

以P2口的口线作高位地址线。(别固定为8位，需要几位就从P2口引出几条口

线。)(3)操纵信号线：

①、使用ALE作为地址锁存的选通信号，以实现低8位地址线。

②、以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。

③、以EA信号作为外程序存储器的挑选信号。

④、以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读写选通信号、执行MOVX

指令时，这两个信号分不自动有效.

39、8255有哪几种工作方式？怎么样挑选其工作方式？

答：8255有3种工作方式，即方式0、方式1、方式2。

(1)方式0(基本输入/输出方式)：这种方式别需要任何选通信号。A口、B

口及C口的高4位和低4位都能够被设定输入或输出。作为输出口时，输出的数

据被封锁；B口和C口作为输入口时，其输入的数据别封锁。

(2)方式1(选通输入/输出方式)：在这种工作方式下，A、B和C三个口将

分为两组。A组包括A口和C口的高4位,A口可由编程设定为输入口或输出口，

C口的高4位则用来作为输入/输出操作的操纵和同步信号；B组包括B口和C

口的低4位，B口可由编程设定为输入口或输出口，C口的低4位则用来作为输

入/输出操作的操纵和同步信号。A口和B口的输出数据都被锁存。

(3)方式2