习题作业

第二章习题

2.2 问答思考题

(1)51单片机内部结构由哪些基本部件组成?各有什么功能? 提示
从图2.1的内部图框中可得到各基本部件的名称,其中CPU具有解释指令、执行操作、控制时序和处理数据等功能;ROM主要用于存放程序代码及程序中用到的常数;RAM主要用于存放中间运算结果、数据暂存和标志位等信息;定时/计数器可实现定时控制、脉冲计数和波特率发生器功能;可编程I/O口可以实现单片机与外部设备间的数据与信息传输功能;可编程串行口具有单片机与外部串行设备间的数据的收发功能;时钟振荡器具有产生单片机各系统所必需的时钟信号的功能。
(2) 单片机的程序状态字寄存器PSW中各位的定义分别是什么? 提示
CY(PSW7)进位标志,AC(PSW6)辅助进位标志,F0(PSW5)用户标志位,RS1、RS0(PSW4、PSW3)工作寄存器组指针,OV(PSW2)溢出标志,F1(PSW1)用户标志位。
(3) 51单片机引脚按功能可分为哪几类?各类中包含的引脚名称是什么? 提示
电源及晶振引脚(4只)——VCC、VSS、XTAL1、XTAL2;控制引脚(4只)——/PSEN,ALE、/EA、RST;并行 I/O口引脚(32只)——P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、P3.0~P3.7。
(4)51单片机在没接外部存储器时,ALE引脚上输出的脉冲频率是多少? 提示
6分频
(5)计算机存储器地址空间有哪几种结构形式?51单片机属于哪种结构形式? 提示
普林斯顿结构是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构,即ROM和RAM位于同一存储空间的不同物理位置处。哈佛结构是一种将程序指令存储器和数据存储器分开设置的存储器结构,即ROM和RAM位于不同的存储空间。51系列单片机属于这种结构。
(6)如何认识80C51存储空间在物理结构上可划分为4个空间,而在逻辑上又可划分为3个空间? 提示
51系列单片机共有4个存储空间,即片内ROM、片外ROM、片内RAM和片外RAM。由于片内、片外程序存储器是统一编址的,因此从逻辑地址来看只有3个存储器空间,即ROM、片内RAM和片外RAM
(7)80C51片内低128B RAM区按功能可分为哪几个组成部分?各部分的主要特点是什么? 提示
可分为3个组成部分:地址00H~1FH的32个数据存储单元可作为工作寄存器使用。这32个单元又分为4组,每组8个单元,按序命名为通用寄存器R0~R7;地址为20H~2FH的16字节单元,既可以像普通RAM单元按字节地址进行存取,又可以按位进行存取。这16字节共有128个二进制位,位地址为00H~7FH;地址为30H~7FH的80字节单元为用户RAM区,这个区只能按字节存取。在此区内用户可以设置堆栈区和存储中间数据。
(8)80C51片内高128B RAM区与低128B RAM区相比有何特点? 提示
高128B RAM区中仅有21个字节单元(称为特殊功能寄存器)可被用户使用,其余为系统保留单元用户不可用,而低128 RAM区的所有单元用户都可使用。
(9)80C52片内高128B RAM区与80C51片内高128B RAM区相比有何特点? 提示
0C52有两个并列的高128B RAM区,地址都是80H~FFH,其中一个作为特殊功能寄存器专用,另一个则可作为普通RAM使用,但却只能采用寄存器间接寻址方式访问。
(10)什么是复位?单片机复位方式有哪几种?复位条件是什么? 提示
单片机在开机和死机时需要复位,以便使各功能部件处于一个确定的初始状态开始工作。复位可以由两种方式产生,即上电复位方式和按键复位方式。复位的条件是,在RST引脚端出现满足复位时间要求的高电平状态,该时间等于系统时钟振荡周期建立时间再加2个机器周期时间(一般不小于10ms)。
(11) 什么是时钟周期和指令周期?当振荡频率为12MHz时,一个机器周期为多少微秒? 提示
晶振或外加振荡源的振荡周期称为时钟周期,执行一条指令所需要的时间称为指令周期。振荡频率为12MHz时,一个机器周期为1微秒。
(12)简述负边沿D触发器的导通、隔离、锁存功能的实现原理。 提示
当时钟端为脉冲下降沿之前时,输入端和输出端之间是断开的,此时两者间为隔离状态;当时钟端为脉冲下降沿时,输入端和输出端之间是导通的,输出端跟随输入端变化;当时钟端为脉冲下降沿之后时,输入端和输出端之间又是断开的,此时输出端的状态不会随输入端变化,即为锁存状态。
(13)如何理解单片机I/O端口与特殊功能寄存器P0~P3的关系? 提示
I/O端口P0~P3对应于并行I/O口的单元电路,特殊功能寄存器P0~P3则可视为并行I/O口中的4个8位的D触发器。
(14) 如何理解通用I/O口的准双向性?怎样确保读引脚所获信息的正确性? 提示
无条件输出和有条件输入的I/O口称为准双向I/O口,读引脚前先写1到I/O口可避免引脚内电位被钳制到0
(15) 80C51中哪个并行I/O口存在漏极开路问题?此时没有外接上拉电阻会有何问题? 提示
P0口工作在通用I/O口方式时,上拉场效应管V2将处于截止状态,由此会产生漏极开路现象,此时若没有外接上拉电阻会造成P0口引脚的电平状态不确定。
(16) P0端口中的地址/数据复用功能是如何实现的? 提示
当希望利用P0口传输CPU地址和数据信息时,需要先使与门A解锁,同时使多路开关MUX与非门X接通,这样内部“地址/数据”端的电平便可传输到引脚P0.n上。与经由锁存器输出的通用I/O口方式不同,这种方式称为地址/数据分时复用方式。不过要使传输到P0.n上的地址和数据信息分开还需要地址/数据锁存接口电路的配合才行。
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