第2章 MCS-51单片机结构及原理题解

第2章 MCS-51单片机结构及原理 习题

1．MSC－51单片机内部由哪些功能部件组成，各有什么功能？ 答：以80C51单片机为例，其内部功能部件有：

控制器：是对取自程序存储器中的指令进行译码，在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号，完成指令所规定的功能；

运算器：根据控制器发来的信号，执行算术逻辑运算操作； 存储器：包括程序存储和数据存储器；

定时器计数器：2个16位定时器/计数器，可对机器周期计数，也可对外部输入脉冲计数； 中断系统：可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求； 输入输出接口：4个8位并行口和一个全双工串行口；

2．MSC－51单片机外部引脚的名称是什么？各有什么功能？ 答：(1) 电源及晶振引脚

VCC(40脚)：+5V电源引脚 VSS(20脚)： 接地引脚 XTAL1(19脚)；外接晶振引脚（内置放大器输入端） XTAL2(18脚)：外接晶振引脚（内置放大器输出端） (2) 控制引脚

RST/VPD(9)为复位/ 备用电源引脚 ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入

PSEN(29)：输出访问片外程序存储器读选通信号 EA/ VPP (31)：外部ROM允许访问/ 编程电源输入 (3) 并行I/O口引脚

P0.0～P0.7（39～32脚）——P0口； P1.0～P1.7（1～8脚）——P1口； P2.0～P2.7（21～28脚）——P2口； P3.0～P3.7（10～17脚）——P3口。

3．51系列单片机的封装有哪些类型？请说明每一种封装引脚之间的距离。 答：51系列单片机的封装有:

40引脚双列直插封装（DIP——dual in-line package），引脚之间的距离是100mil(2.54mm)； 44引脚方形扁平封装（QFP ——quad flat package）方式，引脚之间的距离是2.54mm； 44引脚带引线的塑料芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)。

4．什么是复位？单片机复位电路有哪几种，工作原理分别是什么？ 答：复位——使单片机恢复原始默认状态的操作。

单片机复位电路有:上电复位电路，由电阻和电容构成，通过上电时，电容相当于短路而使复位引脚在晶振有效的情况下保持2个机器周期的高电平；按钮开关复位电路，由两个电阻的分压构成，通过手工按下按钮，使复位引脚在晶振有效的情况下保持2个机器周期的高电平。

5．通常的微机系统存储器结构有哪几种？MCS-51单片机存储器属于哪一类？CS-51可寻址多大空间？

答：通常的微机系统存储器结构有两种结构，即哈佛结构和冯诺依曼结构(也叫普林斯顿结构)，MCS-51单片机存储器属于哈佛结构，MCS-51可寻址空间是两个64KB，即64KB的程序存储空间和64KB的数据存储空间。

6．片内RAM中低128个单元划分为哪三个主要部分？各部分的主要功能是什么？

答：片内RAM中低128个单元划分为三个部分：

①工作寄存器区（00H-1FH），四组，每组8个，可作工作寄存器切换使用； ②可位寻址区（20H-2FH），16B，位地址为00H-7FH，用作为按位寻址的空间； ③用户RAM区（30H-7FH），80B，用作普通RAM单元或堆栈。

7．程序状态字寄存器PSW各位的定义是什么？ 答：程序状态字寄存器PSW各位的定义如下：

PSW.7 CY C PSW.6 AC A PSW.5 F0 F PSW.4 RS1 RS PSW.3 RS0 RS PSW.2 OV O PSW.1 F1 F PSW.0 P P PSW.7：进/借位标志CY，加法有进位时置1，减法有借位时置1； PSW.6：辅助进位标志AC，加法运算低四位向高上四位有进位时置1； PSW.5、PSW.1：用户标志位F0和用户标志位F1， 保存用户的位数据；

PSW.4、PSW.3：工作寄存器选择控制位RS1和RS0，00至11分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器

PSW.2 ：溢出标志位OV，有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于255即乘积在BA中，或除法运算除数为0)时置1

PSW.0：奇偶标志位P，累加器A中1的个数为奇数时置1。

8．什么是时钟周期？什么是机器周期？什么是指令周期？当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为多少微秒？

答：时钟周期又叫振荡周期或拍，用P表示，是MCS-51单片机中最小的时间单位，在一个时钟周期内，CPU完成一个最基本的动作。

机器周期：由12个时钟周期构成，完成一个基本操作

指令周期：是执行一条指令所需的时间，根据指令的复杂性，可由1~4个机器周期构成。 当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为1微秒。

9．P0、P1、P2和P3口的结构和功能分别是什么？

答：P0口的每一位由1个锁存器 、2个三态缓冲器 、1个输出控制电路（非门 X、与门、电子开关MUX、输出驱动电路构成，其功能既可以作为通用I/O口实现输入/输出功能，也可作为单片机地址线的低8位和数据线实现外部扩展功能。在用作输入输出口时，需外接上拉电阻。

P1口的每一位由1个锁存器 、1个场效应管驱动器V和2个三态门缓冲器构成，其作用是用作输入输出口

P2口的每一位由1个锁存器、2个三态缓冲器、1个输出控制单元、1个输出驱动单元构成，其功能是用作输入输出口，或地址总线的高8位。

P3口的每一位由1个锁存器、2个三态缓冲器、1个第二功能控制单元 、1个输出驱动单元构成，其作用是用作输入输出口或第二功能。

10．80C51单片机引脚ALE的作用是什么？当80C51不外接存储器时，ALE上的输出的脉冲频率是多少？

答：80C51单片机引脚ALE的作用是对外部存储寻址时锁存P0口输出的低8位地址，当80C51不外接存储器时，ALE上的输出的脉冲频率是fosc/6。

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