完整word版参考复习C51单片机复习题.docx
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完整word版参考复习C51单片机复习题
第1章单片机硬件系统
1.什么是单片机、单片机系统、单片机应用系统？
答：
单片机：
又名微控制器，是将微型计算机中的中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）及I/O口电路等主要部件，结合连接它们的总线集成在一块芯片上，即它是一块智能芯片。
单片机系统：
单片机本身只是一块芯片，它并不能集成计算机的全部电路，因此需要加上时钟、复位电路等，才能构成单片机最小应用系统；若最小系统资源不足时，还需扩展外围电路和外围芯片等，从而构成能满足应用要求的单片机系统。
单片机应用系统：
它是为实际的控制应用而设计的，该系统与控制对象结合在一起，是满足嵌入式对象要求的全部电路系统。
它在单片机的基础上配置了前/后向通道接口电路、人机交互通道接口电路、串行通信接口等面向对象的接口电路。
另单片机系统和单片机应用系统都是软硬件结合的系统，缺一不可。
2.单片机有哪些特点？
答：
单片机的特点很多，主要是体积小品种多，价格便宜，可靠性高，使用灵活，还有
（1）突出控制功能
（2）ROM和RAM分开（3）单片机资源具有广泛的通用性（4）易于扩展ROM、RAM、定时/计数器、中断源等资源。
3.为什么说AT89C51单片机是MCS-51系列的兼容机？
AT89C51单片机有何优点？
答：
AT89系列单片机是将FLASH存储器技术和MCS-51系列单片机的基本内核相结合的单片机，且管脚也与之兼容，可以直接代换，所以说AT89C51是MCS-51系列的兼容机。
AT89C51单片机是AT89系列机的标准型单片机，它的优点主要有：
内ROM是FLASH存储器，已获得广泛应用的80C51兼容，采用静态逻辑设计，操作频率范围宽，具有两个软件选择的节电模式等。
4.AT89C51单片机由哪些主要功能部件组成？
答：
MCS-51系列——89C51单片机由下列部分组成：
1个8位CPU、128B的RAM、4K程序存储器、18个特殊功能寄存器SFR、4个并行口、1个串行口、2个定时计数器和中断系统等资源。
补充:
MCS-52系列单片机的内部资源有哪些？
答：
MCS-52系列单片机内部有：
1个8位CPU、128B的RAM、8K程序存储器、21个特殊功能寄存器SFR、4个并行口、1个串行口、3个定时计数器和中断系统等资源。
5.简述单片机应用研发过程和研发工具（了解）。
答：
任务分析→方案论证→硬件设计→软件设计→仿真调试→实物制作与调试。
研发工具：
调试仿真软件KEIL、在线仿真器、编程器或ISP下载器、PROTEUS仿真平台、教学实验板等。
6.AT89C51单片机内部结构主要有哪些部件组成？
它们的主要功能是什么？
答：
AT89C51单片机内部结构主要有：
（1）中央处理器CPU，是单片机的核心，完成运算和控制功能；
（2）内部数据存储器（256字节），前面128个单元00H~7FH存储内部数据，后面128个单元80H~FFH被专用寄存器占用，用来实现对片内各部件进行管理、控制、监视；
（3）程序计数器PC，是一个16位专用寄存器，其内容为下一条执行指令的地址；
（4）Flash内部程序存储器（4K），用于存储程序、原始数据、表格等；
（5）4个并行I/O口（8位），实现数据的并行输入输出；
（6）串行通信口，实现单片机和其他数据设备之间的串行数据传送；
（7）2个定时器/计数器（16位），实现定时或计数功能；
（8）中断控制系统，共5个中断源，分高低两个优先级；
（9）一个片内振荡器和时钟电路，为单片机产生时钟脉冲序列；
（10）总线，用于连接各个部件和单片机系统的扩展。
7.请将AT89C51的40个引脚按4类（电源、时钟、控制和I/O引脚）分类。
答：
电源
（2）：
Vss接地端，Vcc接DC正电源线；
时钟
（2）：
XTAL1，XTAL2
控制（4）：
RST复位输入，ALE/（/PROG）地址锁存允许/编程脉冲，/PSEN外ROM读选通信号，（/ES）/VPP内外ROM选择/编程电源
I/O引脚（32）：
P0~P3并行8位I/O口
8.AT89C51单片机引脚/EA、RST、ALE、/PSEN的功能是什么？
答：
/EA是片内外ROM选择端，ROM的寻址范围为64KB，而AT89C51内部只有4KBROM，当不够用时可在外扩展ROM。
当/EA信号为低电平时，指访问外部ROM；当/EA为高电平时，则先访问内部ROM，当PC值超过4KB时自动转向外部ROM中执行。
RST复位信号，当此引脚上的信号出现至少两个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE地址锁存控制信号，当系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。
/PSEN外部ROM的读选通信号，在访问外部ROM时，每个机器周期两次PSEN有效（低电平），但在此期间内，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN将不出现。
8-
（1）说明MCS-51单片机的外部引脚EA的作用？
答:
1、引脚EA为访问内/外部程序存储器控制信号。
引脚EA高电平时，对ROM的读操作先从内部4KB开始，当地址范围超出4KB时自动切换到外部进行；
当引脚EA为低电平，对ROM的读操作限定在外部程序存储器。
9.（了解）什么是单片机的振荡周期、状态时钟周期、机器周期和指令周期？
它们之间有什么关系？
答：
单片机是按一定的时序进行工作的，而时序是通过XTAL1和XTAL2引脚跨接振荡器与内部振荡电路共同产生固定频率的波形。
我们把振荡频率的倒数称振荡周期。
状态时钟周期是指单片机时钟信号的周期，是振荡周期的两倍，又称状态周期。
一个机器周期由6个状态组成，即机器周期等于6个状态时钟周期或等于12个振荡周期。
指令周期是指单片机执行一条指令所占用的时间，根据指令的不同，可包含有1、2、4等机器周期的倍数。
10.当AT89C51单片机外接晶振为4MHZ时，其振荡周期、状态时钟周期、机器周期、指令周期的值各为多少？
答：
振荡周期为0.25μs，状态时钟周期为0.5μs，机器周期为3μs，指令周期根据指令而不同可能是3μs、6μs、12μs等。
11.MCS-51单片机扩展系统中，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，扩展空间都为64KB，为什么两个存储空间不会发生冲突？
答：
MCS-51单片机是通过不同的信号来对片外数据存储器和程序存储器进行读、写的：
片外数据存储器的读、写：
通过RD和WR信号和片选信号等来控制；
程序存储器的读：
通过PSEN信号控制。
此外，通过用不同的命令（指令）来实现。
12、什么是堆栈?
简述单片机的堆栈处理过程。
什么是堆栈指针寄存器SP？
复位后SP值是多少？
答:
堆栈是:
按着“先进后出”的原则进行操作的一段片内数据存储器区域。
堆栈处理过程:
◆数据存入栈时，SP指针先加1，再存入数据；
◆数据出栈时，先取数据，再把SP指针减1。
堆栈指针SP就是指向堆栈区域的第一个存储单元地址（也称“栈顶”），向堆栈中每存一个数，SP中的值就自动加1，每取一个数就自动减1，SP指针始终指向栈顶地址。
复位后，SP值SP=07H，这样堆栈就要从08H开始，而08H属于工作寄存器区，若程序要用到这些寄存器组则要将SP设置大些，因此堆栈最好在内部的RAM（30H~7FH）中开辟。
13.（了解）AT89C51单片机的ROM空间中，这6个地址（0、03H、0BH、13H、1BH、23H）有什么特殊的意义和用途？
用户应怎样合理安排？
答：
他们都是特殊的地址单元，其中0000H是单片机复位后，系统开始取指、执行指令的地址，即单片机复位后PC值为0000H；而03H、0BH、13H、1BH、23H是单片机5个中断服务子程序的入口地址。
相邻中断入口地址间隔8个单元。
当程序使用中断时，在入口地址处安放一条跳转指令，而相应的中断服务子程序从转移地址开始安放，若中断服务子程序小于等于8个单元可直接存在入口地址开始的8个单元内。
若没有用到中断功能，这些单元就可以作为一般的程序存储器用。
14.位地址3EH和字节地址3EH有何区别？
位地址3EH具体在片内RAM中什么位？
答：
字节地址3EH是内RAM低128字节中的一个字节存储单元。
而位地址是针对可位寻址区域而言的，位寻址区占用了字节地址的20H~2FH共16个字节，字节地址20H中的20H.0~20H.7位地址是00H~08H，因此位地址3EH是字节地址27H中的第7位。
15．程序计数器寄存器PC的作用？
复位后PC中值各为何？
答：
程序计数器PC时一个16位的计数器，其内容为将要执行的指令的首地址，寻址范围达64KB，PC具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。
PC不可寻址，无法对它进行读写。
复位后，PC=0000H，使单片机从0000H单元开始执行。
16.画图说明AT89C51单片机的存储空间结构。
答：
程序存储器ROM结构内RAM存储器结构
补充：
8051单片机内部的存储器结构
存储器是计算机的重要硬件之一，单片机存储器结构有两种类型：
一种是程序存储器和数据存储器统一编址，属于普林斯顿结构。
另一种是程序存储器和数据存储器分开编址的哈佛结构。
MCS-51采用的是哈佛结构。
19、8051单片机的内部RAM的结构
内部256B共分为：
RAM（低128B）和特殊功能寄存器SFP区（高128B）（参考教材P15--）
MCS-51内部有128个字节的数据存储器RAM，它们可以作为数据缓冲器、堆栈、工作寄存器和软件标志等使用。
内部RAM地址为00H～7FH，不同的地址区域内，规定的功能不完全相同。
低128字节地址空间的RAM中不同的地址区域功能分配为：
①工作寄存器区（00H-1FH）
单片机的内部工作寄存器以RAM形式组成，即工作寄存器包含在内部数据存储器中。
地址为00H～1FH单元，内部RAM的低32字节分成4个工作寄存器区，每一个区有8个工作寄存器，编号为R0～R7。
②位寻址空间（20H-2FH）
CPU不仅对内部RAM的20H～2FH这16个单元有字节寻址功能，而且具有位寻址功能（可以单独读写某一位）。
给这128位赋以了位地址为00H～7FH，CPU能直接寻址这些位。
③堆栈和数据缓冲区（30H-7FH）
原则上MCS-51单片机的堆栈可以设在内部RAM的任意区域内，但是一般设在30H～7FH的范围内。
栈顶的位置由堆栈指针SP指出。
④特殊功能寄存器SFR区（高128B，即80H～FFH）
在高128B区中，在80H～FFH的地址空间内离散地分布着18个特殊功能寄存器（SFR），并允许像访问内部RAM一样方便地访问特殊功能寄存器。
例如：
四个口P0~~P3、ACC、TMOD、TCON、SCON、SP、TH0、TL0等。
（参考教材P17）
（补充：
8052有21个特殊功能寄存器。
）
输入/输出（I/O）口及其简单应用
1.AT89C51四个I/O口使用时有哪些分工和特点？
试作比较，并填写下表。
I/O口
相同的结构
不同的结构
基本功能
第二功能
SFR字节地址
位地址
范围
驱动能力
P0
都有锁存器、输入缓冲器和输出驱动器
多路选择开关
输入输出
数据线
/低8位地址线
80H
80~87H
强，8个LSTTL输入，8个引脚最大吸收电流26mA
P1
输入输出
90H
90~97H
4个LSTTL输入，8个引脚最大吸收流15mA
P2
多路选择开关
输入输出
高8位地址线
A0H
A0~A7H
P3
选择输出功能
输入输出
第二功能
B0H
B0~B7H
2.AT89C51的4个I/O口作为输入口时，为什么要先写“1”？
答：
AT89C51读操作时，为读入正确的引脚信号，必须先保证场效应管截止。
因为场效应管导通，引脚电平为0，显然，从引脚输入的任何外部信号都被场效应管强迫短路，严重时可能因有大电流流过场效应管，而将它烧坏。
为保证场效应管截止，必须先向锁存器写“1”，使场效应管截止。
3.P0口作输出口时，为什么要外加上拉电阻？
答：
因为当P0口作数据传输作用时，输出驱动器是开漏电路，需要外加上拉电阻。
4.为什么外扩存储器时，P0口要外接锁存器，而P2口却不接？
答:
因为P0口8位是地址线与数据线分时复用的,即P0口8位先输出外部数据存储器的低8位地址到锁存器中锁存，然后再输出8位数据到数据总线上。
P2口8位输出的数据只作为地址总线的高8位，所以不需要连接锁存器。
5.为什么当P2口作为扩展程序存储器的高8位地址后，就不宜作I/O口用？
答：
P2口虽然有地址/数据的双重作用，可是在同一时间只能在一个状态下工作，如果有外部ROM，访问的操作连续不断，P2口作为高8位要不断的传送地址，因此不宜再作为数据传输用，如果是外RAM，则根据对其读写的频繁度来决定是否将P2口作为数据传输。
6．单片机P3口各引脚的第二功能有哪些？
答：
单片机P3口各引脚复用的第二功能有：
串行通信（P3.0,P3.1）、外部中断请求输入（P3.2,P3.3）、外部计数脉冲（P3.4,P3.5）和外部存储器的读写控制信号（（P3.6,P3.7）。
定时器/计数器与中断系统
1.与定时器/计数器工作相关的寄存器是哪两个？
分别列表说明它们各控制位的含义和功能是什么？
答：
与定时器/计数器工作相关的两个特殊寄存器是TMOD和TCON，各有8位。
（1）TMOD是工作方式寄存器，高四位和低四位分别用于控制T0和T1，作用相同，因此这里就介绍低四位，它们分别是：
M0，M1这两位用于工作方式选择，对应于定时器状态而言；C/（T）位是计数/定时方式选择位；GATE是门控位，用于定时器启动信号源的选择。
（2）TCON是控制寄存器，其中低四位用于外部中断信号控制，高四位用于定时器/计数器控制，其中：
TR1定时器/计数器1启动标志；TR0定时器/计数器0启动标志。
2．简述8051的定时/计数器T0和定时/计数器T1的工作方式分别有哪几种?
答:
定时/计数器T0的工作方式有：
工作方式
各方式功能说明
方式0
13位定时/计数器
方式1
16位定时/计数器
方式2
8位自动重置定时/计数器
方式3
两个8位的定时/计数器
定时/计数器T1的工作方式
工作方式
方式说明
0
13位定时/计数器
1
16位定时/计数器
2
8位自动重置定时/计数器
重要知识点:
晶振频率fosc
时钟周期（也称为振荡周期）==1/fosc
1状态周期=2拍==2*时钟周期
1机器周期=6拍==6*状态周期=12*时钟周期
补充说明：
定时器/计数器的最大定时容量、定时容量、初值之间的关系如何？
答：
定时器/计数器的最大定时容量是指从0开始到最终溢出的容量，在方式0和方式2下最大定时容量分别为213＝8192和28＝256，
而定时容量是根据当前初值到最终溢出的容量；而初值就是指当前定时器/计数器在定时/计数开始之前赋予的数值，定时容量就是最大容量和初值的差。
3、晶振fosc=6MHz,T0工作在模式1,最大定时的时长是多少?
答:
最大定时=（M-T0初值）×时钟周期×12
=（216-0）×1/6×12=131072μs
补充：
晶振fosc=12MHz,T0工作在模式0、模式1和模式2,最大定时的时长分别是多少?
答：
在模式0：
最大定时=（M-T0初值）×时钟周期×12
=（213-0）×1/12×12
=8192μs
在模式1：
最大定时=（M-T0初值）×时钟周期×12
=（216-0）×1/12×12
=65536μs
在模式2：
最大定时=（M-T0初值）×时钟周期×12
=（28-0）×1/12×12==256μs
4、已知一台MCS51单片机系统使用fosc=12MHZ（或6MHZ）的外部晶体振荡器，计算：
1）该单片机系统的状态周期、时钟周期与机器周期各为多少？
答:
1）状态周期=2/fosc=0.167μs
时钟周期=1/fosc==1/12μs
机器周期=12/fosc=1μs（2μs）
2）当单片机的工作在方式2时，T0的最大定时时间为多少？
2）TMAX=28×机器周期
=256×1us=256μs（256*2μs=512us）
（3）定时200μs,则定时器0（T0）装入的初值是多少？
T0初值=28-200μs/1μs=56=38H（28-200μs/2μs=156=9CH）
5、MCS-51采用6MHz的晶振，定时0.5ms，如用定时器方式1时的初值应为多少（16进制数）？
答:
因为:
定时时间=（216-初值）*机器周期
所以:
T0初值==216-500μS/2μs
==65536-250=65286=FF06H
补充：
（1）若定时1ms，如用定时器方式1时的初值应为多少？
答:
T0初值=216-1000μS/2μs==65536-500=65036=FE0CH
（2）若定时10ms，如用定时器方式1时的初值应为多少？
答:
T0初值=216-10000μS/2μs==65536-5000=60536=EC78H
（3）若定时100ms，如用定时器方式1时的初值应为多少？
答:
T0初值=216-100000μS/2μs==65536-50000=15536=3CB0H
思考:
（1）若采用方式0或方式2时,上述结果是多少?
?
（2）若采用12MHz的晶振，上述结果又是多少？
？
6.什么叫中断？
设置中断有什么优点？
答：
单片机执行程序的过程中，为响应内部和外部的随机发生的事件，CPU暂时终止执行当前程序，转去处理突发事件，处理完毕后，再返回来继续执行原来终止了的程序，这一过程称为中断。
设置中断使单片机能够及时的响应并处理运行过程中内部和外部的突发事件，解决单片机快速CPU与慢速外设间的矛盾，提高单片机工作效率及其可靠性。
7.写出AT89C51单片机5个中断源的入口地址、中断请求标志名称、位地址和所在的特殊功能寄存器。
中断源
入口地址
中断请求标志名称
中断请求标志位地址
所在特殊寄存器
INT0
0003H
IE0
89H
TCON
T0
000BH
TF0
8DH
TCON
INT1
0013H
IE1
8BH
TCON
T1
001BH
TF1
8FH
TCON
串行口
0023H
TI、RI
99H、98H
SCON
8.中断处理过程包括哪4个步骤？
简述中断处理过程。
答：
中断过程可以分为四步，分别是中断请求、中断响应、中断服务和中断返回。
当中断源要CPU为其服务时，先发出一个中断请求信号，CPU不断查询中断请求标志，一旦查询到某个中断请求标志置位，则根据中断响应条件去响应请求，从而转去执行中断服务程序。
但转去中断程序时，要求先保护现场，将相关的在服务子程序可能改变的存储单元内容压入堆栈保护，然后再去执行中断服务程序主体，最后中断返回，再返回前将原先的堆栈内容出栈，即恢复现场。
9.中断响应需要哪些条件？
答：
条件：
（1）已经开总中断（EA=1）和相应中断源的中断；
（2）未执行同级或更高级的中断；（3）当前执行指令的指令周期已经结束；（4）正在执行的不是中断返回指令和访问IE、IP的指令，否则要再执行一条指令后才能响应。
10.AT89C51单片机中断优先级有几级？
答：
AT89C51单片机中断优先级共有两级，优先级分为高优先级和低优先级。
当几个中断源同时请求时，CPU先服务高优先级的中断，可由程序编程决定。
11．AT89C51单片机响应中断的优先顺序应依什么原则？
写出同级中断源的中断响应优先级别（从高至低）。
答：
单片机响应中断的优先顺序应依什么原则是：
按着二级优先级从高到低，相同优先级的中断再按默认的优先级次序从高到低的响应原则。
同级中断源的中断响应次序（从高至低）如下表：
最高
次高
第三
第四
最低
外部中断0
定时计数器中断0
外部中断1
定时计数器中断1
串行口中断
12．MCS-51系列单片机具有几个中断源？
分别是什么？
各自的中断标志位是什么？
其中，CPU响应外部中断后，如何清除中断请求标志位？
答:
MCS-51系列单片机共有5个中断源，分别为:
外部中断0
定时计数器中断0
外部中断1
定时计数器中断1
串行口中断
中断标志为分别为：
外部中断0
定时计数器中断0
外部中断1
定时计数器中断1
串行口中断
IE0
TF0
IE1
TF1
TI和RI
在CPU响应外部中断（INT0/INT1）后,
在边沿触发方式下，IE0、IE1可由硬件自动清除；
在电平触发方式下，IE0、IE1由软件清除。
补充:
串行口中断的标志位TI和RI则由软件清0.
定时器/计数器的标志位TF0和TF1由自动硬件清0.
13．MCS-51单片机有几个中断源？
各中断请求如何提出的？
中断程序的入口地址是多少？
（教材----P117）
答：
8051单片机一共有5个中断源。
外部中断两个INT0和INT，当其为低电平时向CPU提出中断请求，有两种触发方式：
电平触发和边沿触发。
两个定时/计数器T0和T1，当计数满或定时时间到了可向CPU提出中断请求，由软件设置开启和关闭这两个中断。
串行口的发送/接收时数据完成后，（置位TI/RI），向CPU提出中断请求。
各中断程序的入口地址是：
教材----P117
MCS-51系列单片机共有5个中断源及入口地址表:
外部中断0
定时计数器中断0
外部中断1
定时计数器中断1
串行口中断
0003H
000BH
0013H
001BH
0023H
15.已知FOSC＝6MHZ，使P1.7输出高电平宽40us，低电平宽360us的连续矩形脉冲，使用T0定时的初值分别是多少？
答：
利用T0分别定时器40us和360us来控制P1.7引脚，
初值计算过程：
根据晶振得一个机器周期为2us，
输出高电平宽40us时，其初值（T0）＝28-40/2＝ECH（40us）
输出低电平宽360us时，其初值（T0）＝28-360/2＝4CH（360us）
16.已知FOSC＝6MHZ，试编写程序，利用T0工作在方式2，使P1.0和P1.1分别输出周期为1ms和400us的方波。
此时的时间初值是多少？
答：
采用200us定时，
初值计算过程：
根据晶振得一个机器周期为2us，
初值（T0）＝28-200/2＝9CH
A/D和D/A转换接口
1．简述ADC0809转换的基本过程。
答：
1．输入3位地址（A,B,C），并使ALE=1，
将地址存入地址锁存器中，经地址译码器译码从8路模拟通道中选通一路模拟量送到比较器。
2．送START一高脉冲，START的上升沿使逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换，并使EOC信号为低电平。
3．当转换结束时，转换的结果送入到
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