51单片机基础知识及期末复习.doc
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1、51单片机简答题部分(经典)1、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。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(即结果不合理),则称为溢出。3、在单片机中,片内ROM的配置有几种形式?各有什么特点?答: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
2、。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。(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。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) 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
3、比较常用(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。这种芯片的价格也较低。4、什么是单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期?它们之间是什么关系?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,一个机器周期包含6个状态周期(又称时钟周期,简称S周期),而一个状态周期又包含两个振荡周期(P1和P2,简称P周期)。也就是说,指令执行周期有长有短,但一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周期,即1M=6S=12P。5、MCS-51单片机通常内部包含哪些
4、主要逻辑功能部件?答: 51单片机通常由下列部件组成:一个8位CPU、一个片内振荡器及时钟电路、内部Flash Rom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控制电路、4个8位并行I/O端口及一个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
5、器。7、存储器中有几个保留特殊功能的单元用做入口地址?分别作什么作用?答:MCS-51系列单片机的存储器中有6个保留特殊功能单元,其中0000H为复位入口、0003H为外部中断0入口、000BH为T0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?分别起什么作用?答:MCS-51单片机片内数据存储器可分为二个区:00H7FH单元组成的低128B的片内RAM区、80HFFH单元组成的高128B的专用寄存器区。其中低128B的RAM区又分为:00H1FH单元为工作寄存器区、20H2FH
6、单元为位寻址区、30H7FH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殊功能寄存器,使用80HFFH单元。8、MCS-51单片机的P0P3四个I/O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:P0P3都是准双向I/O口,作输入时,必须先向相应端口的锁存器写入“1”。不同之处;P0口的输出级与P1P3口不相同,它无内部上拉电阻,不能提供拉电流输出,而P1P3则带内部上拉电阻,可以提供拉电流输出。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,不需要外接
7、上拉电阻。P1P3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存储器是采用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?它们的地址是什么?CPU如何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组工作寄存器。它们的地址是00H07H。CPU通过对程序状态字PSW中RS1、RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。如:RS1、RS0为00则指向第0组;为01则指向第1组;为10则
8、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、指令周期的如何分配的?当振荡频率为8MHz时,一个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。一个机器周期包含12个时钟周期或节拍。不同的指令其指令周期一般是不同的,可包含有14个机器周期。当振荡频率为8MHz时,一个单片机时钟周期为0.125s 。12、程序状态存储器PSW的作用是什么?常用状态标志有哪几位?作用是什么?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 D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H字节地址D0H
9、C AC F0 RS1 RS0 OV F1 P当CPU进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,可由专门的指令来测试,也可通过指令来读出。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,下面说明各标志的作用。P:奇偶标志。该位始终跟踪累加器A内容的奇偶性。如果有奇数个“1”,则置P为1,否则置0。在MCS-51的指令系统中,凡是改变累加器A中内容的指令均影响奇偶标志位P。F1:用户标志。由用户置位或复位。OV:溢出标志。有符号数运算时,如果发生溢出时,OV置1,否则清0。对于一个字节的有符号数,如果用
10、最高位表示正、负号,则只有7位有效位,能表示128+127之间的数;如果运算结果超出了这个数值范围,就会发生溢出,此时,OV=1,否则OV=0。此外,在乘法运算中,OV=1表示乘积超过255;在除法运算中,OV=1表示除数为0。RS0、RS1:工作寄存器组选择位,用以选择指令当前工作的寄存器组。由用户用软件改变RS0和RS1的组合,以切换当前选用的工作寄存器组,其组合关系如下。RS1 RS0 寄存器组 片内RAM地址 0 0 第0组 00H07H 0 1 第1组 08H0FH 1 0 第2组 10H17H 1 1 第3组 18H1FH13、EA/VPP引脚有何功用?8031的引脚应如何处理?为
11、什么?答:EA/VPP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,CPU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。14、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?答:MCS-51单片机内部有21个特殊功能寄存器,在
12、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。15、什么是指令?什么是程序?简述程序在计算机中的执行过程。 答:指令是控制计算机进行某种指令的命令。CPU就是根据指令来指挥和控制计算机各部分协调地动作
13、,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进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就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进行,即取指令,分析指令和执行指令。取指令简短的任务是:根据程序计数器PC中的植从程序存储器读出现行指令,送到指令寄存器。分析指令阶段的任务是:将指令操作码取出后进行译码,分析其指令性质。如指令要求操作数,则寻找操作数地址。执行指令阶段的任务是:取出操作数,然后按
14、照操作码的性质对操作数进行操作,即执行指令。计算机执行程序的过程实际上就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、什么叫寻址方式?MCS51有几种寻址方式?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。MCS51的寻址方式有:立即数寻址、直接寻址、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)指令的主要区别。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
15、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。18、中断服务子程序与普通子程序有哪些异同之处? 答:相同点:都是让CPU从主程序转去实行子程序,执行完毕后又返回主程序。不同点:中断服务子程序是随机执行的,而普通子程序是预先安排好的;中断服务子程序以RETI结束,而一般子程序以RET结束。RET
16、I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(片内不可寻址的触发器),以便新的中断请求能被响应。19、MCS-51响应中断的条件是什么?CPU响应中断后,CPU要进行哪些操作?不同的中断源的中断入口地址是什么? 答: CPU响应中断的条件如下:首先要有中断源发出有效的中断申请;CPU中断是开放的,即中断总允许位EA=1,允许所有中断源申请中断。申请中断的中断源的中断允许位为1,即此中断源可以向CPU申请中断。以上是CPU响应中断的基本条件。如果上述条件不足,则CPU一般会影响中断。但是,若有下列任何一种情况存在,则中断响应会被阻止。CPU正处在为一个同级或高级的中断服务中。现行机
17、器周期不 所执行的指令的最后一个机器周期。作此限制的目的在与使当前指令执行完毕后,才能进行中断响应,以确保当前指令的完整执行。当前指令是返回指令(RET、RETI)或访问IE、IP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,还应在继续执行一条指令,然后才能影响中断。若存在任何一种情况,CPU将丢弃中断查询结果;否则,将在紧接着的下一个机器周期内执行中断查询结果,响应中断。CPU响应中断后,保护断点,硬件自动将(PC)堆栈,寻找中断源,中断矢量PC,程序转向中断服务程序入口地址。其中,INT0=0003H,T0=000BH,INT1=0013H,T1=001BH,串行接口
18、=0023H。20、单片机对中断优先级的处理原则是什么?答:低级不能打断高级,高级能够打断低级;一个中断以被响应,同级的被禁止;同级,按查询顺序,INT0T0INT1T1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什么要求?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INT0和INT1上采样到低电平时,就激活外部中断。脉冲方式则是脉冲的下条沿有效。这种方式下,在两个相邻机器周期对中断请求引入端进行采样中,如前一次为高,后一次为低,即为有效中断请求。因此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个周
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