51单片机课后三章答案孙育才东南大学

3、何谓只读存储器ROM？试述ROM、PROM、OTP、EPROM、EEPROM各自的功能特点？

解：（1）只读存储器（ROM）：ROM固化后的信息在工作时是不可改变的，只能从中读出信息，一般用来存放固定的程序和数据。 （2）特点：固化后的信息在工作时是不能改变的。

（3）ROM即掩膜ROM由生产厂家成批实现程序固化，只能读出不能改写；PROM可由用户用专门的固化器进行程序固化，一经固化后，只能读出，不能再改写；EPROM可通过紫外线照射完成信息的擦洗，经过擦洗后又可再次固化，即紫外线可擦除、电可写入；EEPROM不需要脱机擦洗和固化，可直接在计算机应用系统中进行在线修改，即电可擦除、电可写入。

4、为什么说MCS-51系列单片机的存储器结构独立？这种独特结构有什么突出优点？

解：（1）因为MCS-51单片机采用的是哈佛结构，这种结构的特点是吧程序存储器和数据存储器截然分开，各有自己的寻址系统、控制信号和功能。

（2）这种结构的优点是能有效地使用较大而固定的程序和频繁地处理大量的数据或变量。

5、就目前而言，MCS-51系列单片机片内程序存储器分哪些类型？如何合理选择单片机？

解：MCS-51系列单片机按片内不同程序存储器的配置来分，可以分为以下3种类型：?片内带Mask ROM(掩膜ROM)型：8051、80C51、8052、80C52。此类单片机适合大批量使用。

?片内带EPROM型：8751、87C51、8752。此类单片机价格较贵，不宜于大批量使用。

?片内无ROM(ROMLess)型：8031、80C31、8032。此类单片机由于必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片，造成系统电路复杂，目前较少使用。

6、为什么MCS-51系列单片机的程序存储器寻址空间为64KB？是什么限定了它的最大寻址空间？如何理解片内、片外程序存储器统一编址？为什么主机（CPU）总是0000H地址单元开始访问程序存储器？由此应更深层次理解些什么？ 解：8051单片机内部设置有4KB的ROM、8051单片机内部设置有4KB的EPROM作为内部程序存储器，而8031内部没有程序存储器，必须外接程序存储器。由于MCS-51单片机设置有16位的程序计数器，因此可以寻址64KB的程序的程序存储器。

因为PC是16位的计数器，最大可指向的地址是2^16=64K，所以由PC限定了程序存储器的最大寻址空间。

片内、片外统一编址程序存储器空间为64K字节，片内外ROM取指速度相同。 用作上电复位后引导程序的存放单元。因为复位后PC的内容为0000H，CPU总是从0000H开始执行程序。

7编程时对程序存储器的地址分配有哪些特殊的规定？如何正确分配地址空间和编程？

解:

采用哈佛结构正确分配地址空间和编程。

7、MCS-51系列单片机的数据存储器（包括SFR）划分有哪些地址空间？各有什么特点？如何正确应用和编程？

解:MCS-51的数据存储器也分为内部和外部两部分,分别用MOV和MOVX 指令访

问.

MCS-51内部RAM共分三部分：工作寄存器、位寻址RAM区、字节寻址RAM区。 访问外部RAM的读/写选通信号由/RD、/WR提供。 采用位（布尔）处理器正确应用和编程。

8、MCS-51系列单片机采用4组工作寄存器有什么突出特点？如何正确编程和应用？

解:每组8字节R0—R7.某一时刻只能使用一组,由PSW中的RS0、RS1来选择,原先的工作寄存器将被屏蔽和保护,相当于 进栈保护，不用的工作寄存器单元可作RAM用。

9、访问外部程序存储器和数据存储器有何区别？为什么说在结构上它们是截然分开的？

解:CPU访问外部程序存储器时,PC的低8位地址由P0口输出,高8位地址由P2输出.从外部程序存储器读入的指令由P0口输入。

CPU访问外部数据存储器的地址由数据指针DPTR或工作寄存器Ri提供, Ri提供8位地址,由P0口输出; DPTR提供16位地址, DPL由P0口输出,DPH由P2输出.读写操作的数据由P0口输入/输出。

由于访问外部程序或数据存储器各有不同的选通信号，提供访问的地址单元不同，从而在结构上把程序存储器和数据存储器分开。

10、访问内部或外部数据存储器有何本质区别？访问速度一样吗？访问外部数据存储器有哪两种编程方法？有何区别？

解:访问内部还是外部RAM是通过不同的指令来区别。访问内部RAM选用MOV类指令，访问外部RAM选用MOVX指令。 内部访问速度快

CPU访问外部数据存储器的地址由数据指针DPTR或工作寄存器Ri提供, Ri提供8位地址,由P0口输出; DPTR提供16位地址, DPL由P0口输出,DPH由P2输出.

读写操作的数据由P0口输入/输出。

1、MCS-51单片机的片内部集成了哪些功能部件,各个功能部件的最主要功能是什么?

解：MCS-51单片机在片内集成了中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。

CPU是整个单片机的核心部件，由运算器和控制器组成。运算器可以完成算术运算和逻辑运算，其操作顺序在控制器控制下进行。控制器是由程序计数器PC（Program Counter）、指令寄存器IR（Instruction Register）、指令译码器ID（Instruction Decoder）、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路组成。CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。

程序存储器（ROM）用于存储程序、常数、表格等。 数据存储器（RAM）用于存储数据。

8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器T0和T1，均为二进制加1计数器。可用于定时和对外部输入脉冲的计数。

8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。可实现对5个中断源的管理。8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。其中，IE用于控制5个中断源中哪些中断请求被允许向CPU提出，哪些中断源的中断请求被禁止；IP用于控制5个中断源的中断请求的优先权级别。

I/O接口是MCS-51单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，用于信息传送过程中的速度匹配和增加它的负载能力。可分为串行和并行I/O接口。

2、说明8051型单片机的外部引脚EA的功能作用。该引脚EA外接高电平有何原

则区别？

解：EA为访问内部或外部程序存储器选择信号。

EA=1，首先访问片内程序存储器，当程序计数器PC的容量超过片内存储空间(OFFFH)时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

3、何谓时钟周期、机器周期、指令周期、计算机器周期？当主振频率fosc=6MHZ时，其对应的机器周期是多少？

解：时钟周期：又称状态周期、状态时间S，是振荡周期的两倍。分为P1、P2节拍。 P1节拍通常完成逻辑操作， P2节拍通常完成内部寄存器间数据传送。 若把一条指令执行过程分为几个基本操作，则执行每个基本操作所需要的时间，称为机器周期

指令周期：CPU执行一条指令所需要的时间。是以机器周期为单位的 ，CPU执行一条指令通常需要1～4个机器周期 。

8051的时钟周期即CPU的晶振的振荡频率的振荡周期(频率的倒数) 当振荡频率为6MHZ时,振荡周期=1/6MHZ=1/6us

机器周期是完成一个基本操作的时间单元，一个机器周期=12个时钟周期 当振荡频率为6MHZ时,机器周期=12x1/6=2us

4、何谓程序状态字PSW？各位的含义是什么？如何定义工作寄存器？这样的工作寄存器结构有什么优点？如何正确选用？

解：程序状态字psw是一个8位寄存器，寄存当前指令执行后的状态，为下条或以后的指令的执行提供状态条件。

Cy—高位进位标志。AC—辅助进位标志。F0—用户标志。RS1、RS0—选择工作寄存器组位OV—溢出标志。 P—奇偶校验位。

内部4个工作寄存器组由RS1、RS2选择，每个寄存器组有8个8位的工作寄存器，这是8051单片机所特有的，是内部数据存储器RAM中的一部分。

使用不同的工作寄存器组时，通过设置RS1（PSW.4）和RS0（PSW.3）两位的

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