51单片机基础知识及期末复习

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。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。该类型目前比较常用（5）OTP(OneTimeProgrammable)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FlashRom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：00H~7FH单元组成的低128B的片内RAM区、80H~FFH单元组成的高128B的专用寄存器区。其中低128B的RAM区又分为：00H~1FH单元为工作寄存器区、20H~2FH单元为位寻址区、30H~7FH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80H~FFH单元。8、MCS-51单片机的P0~P3四个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：P0~P3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P1~P3口不相同，它无内部上拉电阻，不能提供拉电流输出，而P1~P3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，不需要外接上拉电阻。P1~P3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00H~07H。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1~4个机器周期。当振荡频率为8MHz时，一个单片机时钟周期为0.125μs。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D7HD6HD5HD4HD3HD2HD1HD0H字节地址D0HCACF0RS1RS0OVF1P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。RS1RS0寄存器组片内RAM地址00第0组00H~07H01第1组08H~0FH10第2组10H~17H11第3组18H~1FH13、EA/VPP引脚有何功用？8031的引脚应如何处理？为什么？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（0000H~0FFFH），CPU执行片内程序存储器的指令，当程序地址超出低4KB空间（1000H~FFFFH）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80H~FFH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，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。RETI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：①首先要有中断源发出有效的中断申请；②CPU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。③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。①CPU正处在为一个同级或高级的中断服务中。②现行机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。③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）