海南大学单片机

1、1、简述MCS-51单片机的结构特点。（1）存储结构的特点：程序存储器和数据存储器在空间分开，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针。（2）输入/输出接口的特点：引脚在程序控制下有第二功能，可供设计者灵活选择。（3）MCS-51单片机内部含有一个全双工的异步通信接口，即可同时发送和接收数据，可以方便地组成分布式控制系统。（4）MCS-51单片机内部有专门的位处理机，具有较强的位处理功能。为单片机位控制提供了方便。2、简述单片机的四个I/O口在使用上有哪些分工和特点,系统扩展时的作用分别是什么。 P0口: 可作通用I/O口用，也可作地址/数据线用。作通用I/O口用时，输出级为开漏 极电路，在

2、驱动外部电路时应接上拉电阻;在接有外部存储器时，P0口作地址/数据线用，先输出低8位地址到外部地址锁存器，后输人指令代码或输人/输出数据。 Pl口: 是一个8位准双向口，作通用I/O口用。 P2口: 是一个8位准双向口，作通用I/O口用。当外部接有存储器时，可用于输出高8位地址。 P3口: 是一个多功能端口。其基本功能仍然是通用I/O口，使用时与Pl、P2口类似。 其第二功能则是串行口、外部中断线、定时器/计数器的输入及外部数据存储器的选通信号等。准双向口：某引脚的输出变为输入时，用户应向锁存器写“1”，以免错误读出引脚内容（MOV P0，#0FFH MOV A,P0）。当复位时，口锁存器均置

3、“1”，作为输入口使用。P1P2P3均内置上拉电阻，P0输出端口必须外接上拉电阻，P0.X才有高电平输出。3、单片机的控制线有哪些，功能是什么？ALE：地址锁存允许输出，在系统扩展时用于控制何时锁存P0口输出的低8位地址，实现低8位地址和数据的分离。此外，ALE输出的脉冲信号频率为晶振频率的1/6，因此它也可以用于外部时钟脉冲使用。：片外程序存储区的读选通信号，当读片外ROM时，有效（低电平），实现对片外程序存储器的读操作。：当为低电平时，不管片内是否有ROM，CPU只从片外程序存储器取指；而当为高电平时，CPU先从片内程序存储器取指，当PC的值超过0FFFH（4KB）时，将自动转去执行片外程

4、序存储器取指。对片内无ROM的8031，必须接低电平。RST：复位信号。在此引脚连续给出两个机器周期以上的高电平即可以使单片机复位，完成片内的初始化操作。4、MCS-51单片机的RAM分为几部分，各有什么特点和功能。（1）工作寄存器区。4组工作寄存器区占据内部RAM的00H1FH单元，每组8个寄存器分别用R0R7表示，用来暂存数据及中间结果，使用灵活。在任一时刻，CPU通过程序状态寄存器PSW中的RS1、RS0位的状态来选择当前所使用的工作寄存器区。（2）位寻址区。内部RAM的20H2FH单元，既可以字节寻址，作为一般的RAM单元使用；又可以按位寻址进行布尔操作。位寻址区对应128个位地址00

5、H7FH。（3）用户数据区。内部RAM 30H7FH单元是供用户使用的数据区，用户的大量数据存放在此区域，在实际使用时，常把堆栈也开辟在此。（理解部分）MCS-51系列内部只有128B RAM区（地址为00H7FH）和128B的特殊功能寄存器区SFR（地址为80HFFH）。究竟访问的是哪个区域的存储单元，是通过不同的寻址方式加以区分的。访问高128B RAM单元（80HFFH）采用的是寄存器间接寻址方式；访问特殊功能寄存器SFR区域（80HFFH），则只能采用直接寻址方式；访问低128B RAM（00H7FH）时，两种寻址方式均可采用。5、程序控制位PSW的作用是什么？常用的标志有哪些位？作用

6、是什么？程序状态字，主要起着标志寄存器的作用。其中，CY、AC、OV为重点6、8051单片机主要由哪几部分构成，各有什么特点1） CPU结构 ALU算术/逻辑运算定时控制部件OSC和IR；专用寄存器组PC、A、B、PSW、SP和DPTR等2）存储器结构 片内ROM0000H0FFFH（4KB）片外ROM0000HFFFFH（最多64KB）；片内RAM00H7FH（128B）；片外RAM0000HFFFFH（64KB）；SFR21个3）I/O端口 并行口P0、P1、P2和P3；串行口串行发送/接收4）定时/计数器：T0/T1有定时和计数两种模式5）中断系统（5级）：T0、T1、INT0、INT1

7、和串口中断7、简述复位的用途、复位的方法，复位后RAM的状态如何？单片机的复位是使CPU和系统的其他功能部件处在一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。常见的复位电路连接有以下几种：（1）上电自动复位电路。在通电瞬间，由于电容两端电压不能突变，故在RST端的电位与VCC相同；随后C通过R充电，充电电流逐渐减少，RST端的电位也逐渐下降，只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。（2）按键自动/手动复位电路。该电路除了具有上电复位功能外，若要手动复位只需按下按钮S即可。 自动复位 手动复位8、简述CHMOS型单片机的节电方式。MCS-51系列的CHMOS型单片机还能提供两种节

8、电工作方式，即空闲方式（待机方式）和掉电方式（停机方式）以进一步降低功耗。CHMOS型单片机的节电工作方式是由特殊功能寄存器PCON控制，PCON的格式如下：IDL：空闲方式控制位。置“1”后单片机进入空闲方式。PD：掉电方式控制位。置“1”后单片机进入掉电方式。GF0：通用标志位。GF1：通用标志位。SMOD：串行口波特率倍率控制位。PCON.4PCON.6：保留位，对于HMOS型单片机仅SMOD位有效。若IDL和PD同时置“1”时，则先激活掉电方式。（1） 空闲方式： CPU执行一条将PCON.0置“1”的指令，就使它进入空闲状态。这种方式供给CPU的内部时钟使信号被切断，但时钟信号仍提供

9、给中断、串行口和定时器，使它们继续工作。（以下部分理解）CPU有两种方法可退出空闲方式：被允许的中断源请求中断时，IDL（PCON.0）将被硬件清“0”，于是终止空闲方式，CPU响应中断，执行中断服务程序。中断处理完以后，从使单片机进入空闲方式指令的下一条指令开始继续执行程序。硬件复位。由于在空闲方式下时钟振荡器一直在运行，故RST引脚上的高电平信号只需保持两个机器周期就能使IDL置“0”，使单片机退出空闲状态，从它停止运行的地方恢复程序的执行，即从空闲方式的启动指令之后继续执行。注意，空闲方式的下一条指令不应是对口的操作指令和对外部RAM的写指令，以防硬件复位过程中对外部RAM的误操作。（2

10、） 掉电方式：当系统检测到电源电压下降到一定值，就认为出现了电源故障，此时可通过INT0或INT1产生中断。（以下部分理解）中断服务程序中包含以下两个基本任务：把有关的数据传送到内部RAM，并执行一条将PCON.1置“1”的指令，使它进入掉电方式，该指令是CPU执行的最后一条指令，执行完该指令以后，便进入掉电方式。在电源电压下降到允许限度之前，把备用电源加到RST/VPD引脚上。在掉电方式，由于时钟被冻结，一切功能都停止，只有内部RAM和寄存器内容维持不变，I/O引脚状态和相关的特殊功能寄存器的内容保持不变，ALE和PSEN为逻辑低电平，外围器件、设备处于禁止状态。退出掉电方式的唯一方法是硬件

11、复位。须注意，在进入掉电方式以前，VCC不能先降下来；在掉电方式终止前，VCC应先恢复到正常操作水平。9、时钟周期、指令周期和机器周期，状态周期的含义是什么，如果MCS-51的晶振频率为12MHZ，其时钟周期、机器周期各是多少。时钟周期：振荡周期是时钟脉冲频率的倒数是最小的时间单位。机器周期：单片机的基本操作周期为机器周期。1个机器周期可分为6个状态，用S1、S2、S3、S4、S5、S6表示；两个振荡脉冲构成1个状态，前一个脉冲叫P1（相位1），后一个脉冲叫P2（相位2），即所谓两相P1和P2组成1个状态。所以，一个机器周期共由12个时钟脉冲周期组成。指令周期：CPU执行一条指令所需的时间称指

12、令周期。指令周期以机器周期为单位。MCS-51单片机指令分单机器周期指令（简称单周期指令）、双周期指令及四周期指令。当时，时钟周期为,机器周期为10、简述80C51单片机指令系统的概念及寻址方式概念：指令是指示计算机执行某种操作的命令。计算机所能执行的全部指令的集合称为指令系统。不同的计算机都有不同的指令系统，指令系统的强弱在很大程度上决定了这类计算机智能的高低。寻址方式：立即寻址:指在指令中直接给出操作数，立即数前面必须加“#”，以区别“数”和“地址”。(MOV A,#30H)直接寻址:指在指令中直接给出操作数单元的地址。(MOV A,70H)寄存器寻址:指令中将指定寄存器的内容作为操作数。

13、（MOV A,R1）寄存器间接寻址:指令中要到寄存器的内容所指的地址去取操作数,指令中给出的寄存器的内容前必须加“”，以区别寄存器寻址。(MOV A,R1)相对寻址:相对寻址是指以程序计数器PC的当前值为基准，与指令中给出的相对偏移量rel相加，其结果作为跳转指令的转移地址。这类寻址方式主要用于跳转指令。（简言之，指令中给出的操作数为程序转移的偏移量）（SJMP 50H） 变址寻址:以DPTR及PC作基址寄存器，累加器A作变址寄存器，以两者内容相加形成的16位程序存储器地址作为操作数地址。(MOV A,A+DPTR)位寻址:对数据位进行操作。(直接地址表示法：MOV C,20H;点操作符表示法

14、：MOV C,20H.4;位名称表示法：SETB RS1)11、中断的基本概念，及功能作用是什么？概念：在计算机执行程序的过程中，当出现某种情况，如发生紧急事件或其他情况时，由服务对象向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行，而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再返回来继续执行原来被中断的程序。功能：能实现中断响应及中断的返回；能实现中断优先级（权）排队；实现中断嵌套；中断屏蔽。12、51单片机有几个中断源？中断源有几个等级？中断源是如何控制的？在出现同级中断申请时，CPU按什么顺序响应（按由高级到低级的顺序写出各个中断源）？各个中断源的入口地址是多少？ 51系列

15、有6个中断源，可提供两级中断源优先级，即高级中断和低级中断，实现两级中断嵌套。这6个中断源分别是：由P3.2和P3.3引脚输入的外部中断0（）和外部中断1（）、定时器T0和定时器T1溢出中断、串行口发送中断TXD和接收中断RXD（通过“或”逻辑后看做1个中断源，合称串行口中断）它们的中断标志IE0 、TF0、IE1、TF1、TI、RI存放在TCON、SCON寄存器中。中断优先级由特殊功能寄存器IP控制，在出现同级中断申请时，CPU按如下顺序响应各个中断源的请求：INT0、T0、INT1、T1、串口，各个中断源的入口地址分别是0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。 （以下理

16、解）6个中断源的具体功能：INT0：由IT0选择为低电平有效还是下降沿有效。此引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE0置1，申请中断。 INT1：由IT1选择为低电平有效还是下降沿有效。此引脚上出现有效的中断信号时，中断标志IE1置1,申请中断。 TF0：T0溢出中断请求标志。当T0发生溢出时，置位TF0，并向CPU申请中断。 TF1:T1溢出中断请求标志。当T1发生溢出时，置位TF1，并向CPU申请中断。 RI、TI:串行口中断请求标志。当串行口接收完一帧数据时置位RI或当串行口发送完一帧数据时置位TI，向CPU申请中断。13、 中断过程外部中断： 外部中断有，分电平触发和边沿触发两种形式

17、，由特殊功能寄存器TCON中的IT0、IT1位控制。特殊功能寄存器TCON的地址为88H，可位寻址，每一位有相应的位地址，其格式如下：其中，IT0、IT1、IE0、IE1，为有关中断的控制位，TF1、TR1、TF0、TR1为定时器控制位。中断控制方式：低电平触发：当IT0=0（IT1=0）时，为低电平触发，CPU在每个机器周期的S5P2期间对采样，一旦在P3.2（P3.3）引脚上检测到低电平，则认为有中断请求，使IE0(IE1)置“1”，向CPU请求中断。下降沿触发方式：当IT0=1(IT1=1)时，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样，当在前一周期检测到高电平，后一周期检测到低电平，则认为

18、有中断请求，使IE0(IE1)置“1”，向CPU申请中断。定时器中断：定时器T0、T1溢出中断标志位TF0、TF1，当T0（T1）发生计数器溢出时，由硬件将TF0、TF1置“1”，向CPU申请中断，中断响应后，由硬件自动清“0”。串行口中断： 串行口的发送（TXD）和接收（RXD）中断标志TI和RI，存放在特殊功能寄存器SCON中的D1和D0位。特殊功能寄存器SCON的地址为98H，可位寻址，每一位有相应的位地址，其格式如下：RI，接收中断标志位。TI，发送中断标志位。发送TI中断标志：当CPU将一个数据写入发送缓冲器SBUF时，就启动发送，每发送完1帧数据，由硬件自动将TI置“1”，向CPU

19、申请中断，启动CPU再次输入数据。CPU响应中断后不会自动将TI清“0”，需用户在中断服务程序中用指令“CLR TI”等清“0”。接受RI中断标志：在串行口允许接收时，即可串行接收数据，当1帧数据接收完成后，由“硬件”自动将RI置“1”，向CPU申请中断，从串口读入数据，CPU响应中断后，也要用“CLR RI”清“0”，以便接收新的数据。串行口请求由TI和RI的逻辑或后得到，RI和TI只要有一个为“1”，都会产生中断请求。需要自己看书的题：1、给定汇编程序，说明延时时间。2、给定汇编程序，说明程序执行结果（PUSH、POP）。3、字扩展，6264（8K*8）扩展成16K，画出电路连线写出地址空

20、间。14、定时器T0、T1的工作方式有哪些，特点分别是什么？TMOD的地址为89H，用于设定定时器T0、T1的工作方式。无位地址不能位寻址，只能通过字节指令进行设置。复位时，TMOD所有位均为“0”。其格式如下：TMOD的低4位为T0的工作方式字段，高4位为T1的工作方式字段，它们的含义是完全相同的。M1和M0方式选择位对应关系：MCS-51的定时器T0有4种工作方式，即方式0、方式1、方式2及方式3。定时器T1只有3种工作方式，即方式0、方式1及方式2。定时器在使用时必须初始化。（1）方式0当M1、M0两位为00时，定时器被选为工作方式0，13位计数器。在这种方式下，16位寄存器TH0和TL

21、0只用13位，由TH0的8位和TL0的低5位构成。TL0的高3位是不定的，可以不必理会。因此方式0是一个13位的定时计数器。当TL0的低5位计数溢出时即向TH0进位，而TH0计数溢出时向中断标志位TF0进位（称硬件置位TF0），并请求中断。因此，可通过查询TF0是否置“1”或考察中断是否发生（通过CPU响应）来判断定时器T0是否溢出。（理解）当时，为定时工作方式。开关接到振荡器的12分频器输出，计数器对机器周期脉冲计数。其定时时间为：(初值)时钟周期12。当时，为计数方式。开关与外部引脚T0（P3.4）接通，计数器对来自外部引脚T0的输入脉冲计数，当外部信号发生负跳变（下降边沿）时，计数器加1

22、。（2）方式1 当M1、M0两位为01时，定时器被选为工作方式1，方式1和方式0的差别仅在于计数器的位数不同。方式1为16位计数器。作为定时方式使用时，其定时时间为：(初值)时钟周期12。（3）方式2 当M1、M0两位为10时，定时器被选为工作方式2，为8位计数器。TL0作为8位计数器，TH0作为重置初值的缓冲器，在程序初始化时，由软件赋予同样的初值，一旦计数器溢出便置位TF0，同时自动将TH0中的初值再装入TL0，从而进入新一轮的计数，如此循环不止，而TH0中的初值始终不变。其一次定时时间为： (初值)时钟周期12。（4）方式3 当M1、M0两位为11时，定时器T0被选为工作方式3，这种工作

23、方式只有定时器T0才有。此时T0被拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0。15、已知单片机系统晶振频率为6MHz，若要求定时值为10ms时，定时器T0工作在方式1时，定时器T0对应的初值是多少：TMOD的值是多少：TH0=?TL0=?16、串行通道的基本概念 计算机与外界的信息交换称为通信，通常有并行和串行两种通信方法。并行通信，数据字节的各位同时发送，通过并行接口实现。MCS-51的P0口、P1口、P2口、P3口就是并行接口。例如，P1口作为输出口时，CPU将一个数据写入P1口以后，数据在P1口上并行地同时输出到外部设备；P1口作为输入口时，对P1口执行一次读操作，在P1口引脚上输入的8位数

24、据同时被读到CPU。 串行通信，数据字节一位一位地串行顺序传输，通过串行接口实现。串行口进行数据传输的主要缺点是传输速率比并行口要慢，但它能节省传输线，特别是当数据位数很多和远距离传输时，这一优点更加突出。串行通信只用很少几根信号线完成信号的传输，但必须依靠一定的通信协议（包括设备的选通、传输的启动、格式、结束）。 串行通信有两种基本的通信方式，即异步通信ASYNC和同步通信SYNC。17.在利用MCS-51内部的定时器进行定时或计数之前，首先要通过软件对它进行初始化。初始化包括下述几个步骤： 确定工作方式字：对TMOD寄存器正确赋值。 确定定时器初值：计算初值，并直接将初值写入寄存器THx、TLx。 由于计数器采用加法计数，通过溢出产生中断标志，因此不能直接输入所需的“计数值”，而是要从计数器的最大值减去“计数值”才是应置入THx、TLx的初值。 设计数器的最大值为M，在不同的工作方式中，M可以