1、完整版单片机原理与应用简答题1何谓单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？答：单片机是在一块集成电路上把 CPU、存储器、定时器 / 计数器及多种形式的 I/O 接口集成在一起而构成的微型计算机。它与通用微型计算机相比，具有如下特点：（ 1 ） 单片机的程序存储器和数据存储器是分工的，前者为 ROM，后者为 RAM；（2） 采用面向控制的指令系统，控制功能强；（ 3 ） 多样化的 I/O 接口，多功能的 I/O 引脚；（4） 产品系列齐全，功能扩展性强；（5） 功能是通用的，像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。2单片机主要应用在哪些领域？ 答：单片机的应用范围很广泛，诸如智能化
2、家用电器、仪器仪表、工业控制、计算机外部设备、 智能机器人、电信及导航等方面。3在各种系列的单片机中，片内 ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？ 答：各种类型的单片机片内程序存储器的配置形式主要有以下几种形式：（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制造厂家用掩膜工艺固化，用户不能修改 ROM中的程序。例如： MCS 51 系列的 8051。掩膜 ROM单片机适合于大批量生产的产品。用户可委托芯片生产厂家采用掩膜方法将程序 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
3、可以自行将程序写 入到芯片内部的 EPROM中，也可以将 EPROM中的信息全部擦除。擦去信息的芯片还可以 再次写入新的程序，允许反复改写。例如： MCS51 系列的 8751。EPROM型单片机使用比较方便， 但价格较高， 适合于研制产品或结构要求简单的小批量产品。（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能组成完整的应用系统。 例如： MCS 51 系列的 8031。无 ROM型单片机价格低廉，用户可根据程序的大小来选择外接程序存储器的容量。这种单 片机扩展灵活，但系统结构较复杂。（4） E 2ROM型单片机 :内部具有电可擦除叫可编程的程序存储器 , 使用
4、更为方便。 例如： MCS 51的派生型 89C51 单片机。（ 5 ） OTP（One Time Programmable）ROM 单片机：内部具有一次可编程的程序存储器，用户可以 在编程器上将程序写入片内程序存储器中，程序写入后不能再改写。例如： NEC公司的PD75P308GF 3B9。这种芯片的价格也较低。4控制器的组成和作用答：控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成。用来 协调指挥计算机系统的操作。5 微型计算机组成答：微型计算机组成由微处理器（ CPU）、存储器、接口适配器（ I O接口电路 ）及输入 /输出设 备组成。通过系统总线将它们连接起来
5、，以完成某些特定的运算与控制。6什么叫寻址方式答： 寻址方式：寻址方式就是寻找指令中操作数或操作数所在地址的方式。也就是如何找到存 放操作数的地址，把操作数提取出来的方法。7 什么叫堆栈：答：堆栈是在片内 RAM中专门开辟出来的一个区域， 数据的存取是以 后进先出 的结构方式处理 的。实质上，堆栈就是一个按照 后进先出 原则组织的一段内存区域。8什么是汇编语言？什么叫指令周期？答： 汇编：汇编语言源程序在交付计算机执行之前，需要先翻译成目标程序，这个翻译过程叫汇编。指令周期：指执行一条指令所占用的全部时间。通常一个指令周期含 14 个机器周期。 9什么是进位和溢出答：两数运算的结果若没有超出字
6、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（即结果不合理），则称为溢出。例如将正数 3FH 和负数 D0H相加， 其结果不会超出 8 位字长的表示范围，所以其结果 10FH中的进位是正常进位（也就是模）。但是，若正数 3FH与正数 70H 相加，其结果为 AFH，最高位为 1 ，成了负数的含义，这就不合理 了，这种情况称为溢出。2-4 问答题18051 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？答： 8051 单片机是个完整的单片微型计算机。芯片内部包括下列硬件资源：（ 1 ） 8 位 CPU；（2） 4KB 的片内程序存储器 ROM。可寻址 64KB程序存
7、储器和 64KB 外部数据存储器；（ 3 ） 128B 内部 RAM；4) 21 个 SFR；（ 5 ） 4 个 8 位并行 I/O 口（共 32 位 I/O 线）；（ 6 ） 一个全双工的异步串行口；（7） 两个 16 位定时器 / 计数器；（8） 5 个中断源，两个中断优先级；（ 9 ） 内部时钟发生器。2EA/V PP 引脚有何功用？ 8031 的引脚应如何处理？为什么？答： EA/V PP是双功能引脚，功能如下：（1） EA 接高电平时，在低 4KB程序地址空间（ 0000H0FFFH）， CPU执行片内程序存储器的指 令，当程序地址超出低 4KB空间（ 1000HFFFFH）时， C
8、PU将自动执行片外程序存储器的 指令。（ 2 ） EA 接低电平时， CPU只能执行外部程序存储器的指令。8031 单片机内部无 ROM，必须外接程序存储器。因此， 8031 的 EA引脚必须接低电平。在对 8751 单片机内部的 EPROM编程时， 此引脚 VPP外接 +12V 电压，用于固化 EPROM程序。38051 单片机存储器的组织结构是怎样的？答： 8051 存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间：（1） 64KB 的程序存储器地址空间： 0000HFFFFH，其中 0000H0FFFH为片内 4KB 的 ROM地址空 间， 1000HFFFFH为
9、外部 ROM地址空间；（2） 256B 的内部数据存储器地址空间， 00HFFH，分为两大部分，其中 00H7FH（共 128B 单 元）为内部静态 RAM的地址空间， 80HFFH 为特殊功能寄存器的地址空间， 21 个特殊功 能寄存器离散地分布在这个区域；（ 3 ） 64KB 的外部数据存储器地址空间： 0000HFFFFH，包括扩展 I/O 地址空间。 4片内数据存储器分为哪几个性质和用途不同的区域？答： 8051 内部 128B 的数据 RAM区，包括有工作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区。各 区域的特性如下：（1） 00H 1FH为工作寄存器组区，共分 4 组，每组占用 8个
10、RAM字节单元，每个单元作为 一个工作寄存器，每组的 8 个单元分别定义为 8 个工作寄存器 R0R7。当前工作寄 存器组的选择是由程序状态字 PSW的 RS1、RS0 两位来确定。 如果实际应用中并不需00H7FH。要使用工作寄存器或不需要使用 4 组工作寄存器，不使用的工作寄存器组的区域仍 然可作为一般数据缓冲区使用，用直接寻址或用 Ri 的寄存器间接寻址来访问。2） 20H 2FH为可位寻址区域，这 16 个字节的每一位都有一个地址，编址为 当然，位寻址区也可以用作字节寻址的一般数据缓冲区使用（3）30H7FH为堆栈、数据缓冲区。5单片机有哪几个特殊功能寄存器？各在单片机的哪些功能部件中
11、？答：8051 单片机内部有 21 个特殊功能寄存器，在物理上是分散在片内各功能部件中，在数学上 把它们组织在内部数据存储器地址空间 80HFFH中，以便能使用统一的直接寻址方式来访问。这些特殊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、TL0、TH0、TL1、 TH1；（4） 并行 I/O 口： P0、 P1、 P2、P3；（5） 串行口： SCON、SBUF、 PCON。6PC 是什么寄存器？是否属于特殊功能寄
12、存器？它有什么作用？答：PC是 16 位程序计数器（ Program Counter ），它不属于特殊功能寄存器范畴，程序员不以 像访问特殊功能寄存器那样来访问 PC。PC是专门用于在 CPU取指令期间寻址程序存储器。 PC 总是保存着下一条要执行的指令的 16 位地址。通常程序是顺序执行的，在一般情况下，当取出一 个指令（更确切地说为一个指令字节）字节后， PC自动加 1。如果在执行转移指令、子程序调用/ 返回指令或中断时，要把转向的地址赋给 PC。7DPTR 是什么寄存器？它由哪些特殊功能寄存器组成？它的主要作用是什么？答：DPTR是 16 位数据指针寄存器， 它由两个 8 位特殊功能寄存
13、器 DPL（数据指针低 8 位）和 DPH （数据指针高 8位）组成， DPTR用于保存 16 位地址，作间址寄存器用， 可寻址外部数据存储器， 也可寻址程序存储器。3-3 简答题1简述 MCS-51 汇编语言指令格式。答： MCS-51汇编语言格式如下： 标号： 操作码助记符 操作数 1 操作数 2 操作数 3 注释 标号是用户定义的符号，其值 代表这条指令的地址。 操作码助记符是指令系统规定的代表特定指令功能的英文缩写符。 每条指 令都有操作码记符。 指令的操作数最多有 3 个，也有无操作数的指令。 注释字段是用户对程序的 说明，便于对程序的阅读和理解。简答2MCS-51 指令系统主要有哪
14、几种寻址方式？试举例说明答： MCS-51指令操作数主要有以下 7 种寻址方式：寻址方式举例立即寻址MOVA， #16直接寻址MOV20H，P1寄存器寻址MOVA，R0寄存器间接寻址MOVX A, DPTR变址寻址MOVCA, A+DPRT相对寻址SJMPLOOP位寻址ANLC， 70H3对访问内部 RAM和外部 RAM，各应采用哪些寻址方式？答：对内部 RAM的寻址方式有直接寻址、寄存器间接寻址和可对位寻址的位寻址。对外部 RAM的寻址方式只能用寄存器 R0/R1（8位地址）或 DPTR（ 16 位地址）间接寻址。4 设内部 RAM（ 30H）=5AH，（ 5AH） =40H，（ 40H）=
15、00H，端口 P1=7FH，问执行下列指令后，各有关存储单元（即R0，R1，A，B，P1，30H，40H 及 5AH单元）的内容如何？MOV R0,#30H;R0=30HMOV A,R0;A=5AHMOV R1,A;R1=5AHMOV B,R1;B=5AHMOV R1,P1;(5AH)=7FHMOV A,P1;A=7FHMOV 40H,#20H;(40H)=20HMOV 30H,40H;(30H)=20H解：每一条指令执行后的结果如注释字段所标。最后结果为： R0=30H，R1=5AH， A=7FH，B=5AH，P1=7FH，( 30H)=20H，( 40H) =20H，( 5AH)=7FH。
16、5 SJMP（短转移）指令和 AJMP（绝对转移）指令的主要区别。前者提供了以 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），后者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区的最后 2 个字节处时，才可跳到下一个区去。因 此用 AJMP指令来代替 SJMP指令是有条件的， 也就是目标地址必须与它下面的指令存放地址在同 一个 2KB 区域内。1、2、4
17、 章的编程1. 8225A 控制字地址为 300FH,请按:A 口方式 0输入,B 口方式 1输出,C 口高位输出 ,C 口低 位输入 ,确定 8225A 控制字并编初始化程序 .解：控制字为 10010101=95H初始化程序： MOV DPTR ,#300FHMOV A,#95HMOVX DPTR ,A2.编定一个软件延时 1S 和 1mi 的子程序设 osc=6Hz ，则一个机器周期 1。 解：( 1) 1S=2US*5*1000005*100000=250*200*10(2) ORG 1000HTIME:MOV R7,#10T3: MOV R6,#200T2: MOV R6,#250T
18、1: DJNZ R5,T1DJNZ R6,T2DJNZ R7,T3RET(2)1min=60 ，调用上面 1s 子程序 60 次ORG 0030HMOV R0,#60LOOP:LCALL TIMEDJNZ R0,LOOPRET方式 2，采用偶校验方式。设晶振频率为 6MHz。解：查询方式发送程序如下MOV SCON,#8OHM OV PCON,#80HMOV R0,#50HMOV R7,#16HLOOP: MOV A,R0MOV C,PMOV TB8,CMOV SBUF,AJNB T1,$CLR T1INC R0DJNZ R7,LOOPRET4.，已知单应用单片机内部定时器 T0工作在方式 1
19、下,从P1.0 输出周期为 2ms的方波脉冲信号 片机的晶振频率为 6MHZ。请（ 1）计算时间常数 X，应用公式 X=2t （f ）（ 2 ）写出程序清单解： X=216-t（F/12）=216-1*10 -3*6*10 6/12=OFEOCHORG 3000HSTART:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#OCHMOV THO,#OFEHSETB TR0LOOP: JBC TFO,DONESJMP LOOPDONE: MOV TL0,#OCHMOV THO,#OFEHCPL P1.0SJMP LOOP5.应用单片机内部定时器 T0 工作在方式 1 下,从 P1.0 输出周期为 1m
20、s的方波脉冲信号，已知单 片机的晶振频率为 6MHZ。请（ 1）计算时间常数，应用公式 X=2t （ f ）（ 2 ）写出程序清单解：解： X=216-t（F/12）16 -3 6=216-0.5*10 -3*6*10 6/12=FF06HORG 3000HSTART:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#06HMOV THO,#FFHSETB TR0LOOP: JBC TFO,DONESJMP LOOPDONE: MOV TL0,#06HMOV THO,#FFHCPL P1.0SJMP LOOP5-3 简答题1 8031 的扩展储存器系统中，为什么 P0 口要接一个 8 位锁存器，而
21、P2 口却不接？ 答：这是因为 P0口是扩展储存器系统的多路低 8 位地址和数据总线，在访问外部存储器时， P0口分时用作输出外部储存器低 8 位地址和传送数据， 为了在整个访问外部存储器期间， 对外部存 储器存在着有效的低 8 位地址信号，所以 P0 口需要外接一个地址锁存器。 ALE 信号就是用来把 P0口输出的地址字节锁存在这个外接的锁存器中，再从锁存器输出外部存储器的低 8 位地址。 而 P2口只用作扩展存储器系统的高 8 位地址线，并在整个访问外部存储器期间不变，所以不必 外接地址锁存器。 2 在 8031 扩展系统中，外部程序存储器和数据存储器共用 16 位地址线和 8 位数据线，为什么 两个存储空间不会发生冲突？ 答：这是因为外部程序存储器和外部数据存储器所使用的控制信号不同。 对外部程序存储器的选 读通是用 PSEN控制线， 而对外部数据存储器的读 / 写控制是用 RD和 WR读、 写控制线， 所以不会 发生地址冲突。
