51单片机思考题与习题

第一章思考题与习题

1. 什么叫嵌入式系统？与单片机的关系如何？

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，针对具体应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统被称为嵌入式系统。单片机又称嵌入式微控制器，是嵌入式系统应用的主流。

2. 单片机主要应用在哪些方面？ 电子、消费电子等方面。

3. 单片机系统的开发过程分几步进行？

单片机的应用开发可分为五个过程，总体方案设计、硬件单元电路设计与制作、应用程序的设计与调试、系统联调、固化（烧写）与脱机运行。

4. 下表每一行给出了一种数制的无符号数，试将它转换为其他两种数制，并填入表中。

二进制 010110011B 110010010B 11110101B 01101100B 11111111B 01110110B 十进制 179 402 245 108 255 118 十六进制 0B3H 192H 0F5H 6CH 0FFH 76H

5. 试写出下列真值所对应的机器数。 （1）+1010011 （2）-1011010 （3）+0101110 （4）-0111111 以8位二进制补码表示为：

（1）11010011 （2）10100110 （3）10101110 （4）11000001 6. 试写出下列机器数所对应的真值。 （1）11000000 （2）01111111 （3）01011011 （4）11111111 （1）-64 （2）+127 （3）+91 （4）-1

7. 下表每一行给出原码、反码或补码中的一个值，试求出其它两个码，并填入下表中。

原码 01111111B 10000000B 10001111B 01010101B 10000010B 00000011B 反码 01111111B 11111111B 11110000B 01010101B 11111101B 00000011B 补码 01111111B 00000000B 11110001B 01010101B 0FEH 03H

8. 将下列有符号数的二进制补码转换为十进制数，并注明它的正负。 （1）11111111B （2）01111111B （3）10000011B （4）11111100B （5）00000011B （6）01111100B

（1）-1 （2）+127 （3）-125 （4）-4 （5）+3 （6）+124

9. 一个字节的十六进制数最大值相当于多大的十进制数，两个字节的十六进制数最大

值相当于多大的十进制数？

一个字节十六进制数最大值为0FFH，相当于十进制数255，两个字节的十六进制数最大值为0FFFFH，相当于十进制数65535。

第二章思考题与习题

1. 微型计算机由哪几个功能部件组成？各功能部件的作用如何？

微型计算机由CPU、三总线、存储器、I/O接口电路及外围设备组成。CPU作为系统的运算中心和控制中心；三总线用于完成微处理器、内存储器和I/O接口电路之间信息的相互交换；存储器用于程序与数据的存储；I/O接口电路作为CPU与外部设备的联接桥梁，用于信号的标准化；外围设备可实现显示、输入、打印、通信等功能。

2. 三总线是指什么？它们的主要功能是什么？ 三总线是指数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）和控制总线（Control Bus）。数据总线（DB）的功能是完成微处理器与内存、I/O接口电路之间的数据传送；地址总线（AB）是微处理器向内存和I/O接口电路传送地址信息的通路；控制总线（CB）是微处理器向内存和I/O接口电路发出的命令信息或由外界向微处理器传送状态的信息通路。

3. 微型计算机存储器的地址线与存储容量有什么关系？如果存储器的地址线有13根，则存储容量为多大？

地址线的多少与存储容量的关系满足：存储容量=2n（n为地址线的数量），如果存储器的地址线有13根，则存储容量为8KB。

4. 89S51单片机的存储器从物理结构上分别可划分为几个空间？

89S51单片机的存储器在物理结构上有4个存储空间：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。

5. 89S51单片机采用何种方式区分内外程序存储器及内外数据存储器？

单片机的程序存储器是在片内存储器还是片外存储器，取决于单片机外围引脚EA的状态。片内和片外数据存储器采用不同的指令加以区别，在访问片内数据存储器时，可使用MOV指令；要访问片外数据存储器可使用MOVX指令。

6. 89S51单片机内部数据存储器分为几个空间？每个空间有何特点？

89S51单片机的内部数据存储器分为00~7FH及80H~FFH两块空间。片内数据存储区地址为00~7FH空间划分为工作寄存器区、位寻址区及用户RAM区三个空间；80H~FFH地址空间中只有26个存储空间被特殊功能寄存器（SFR）占用。工作寄存器区共32个存储单元，分为4组，每组由8个地址单元组成通用寄存器R0~R7，每组寄存器均可作为CPU当前的工作寄存器。位寻址区共16个字节，每个字节8位，共128位，这128位用位地址编号，范围为00H~7FH，位寻址区既可采用位寻址方式访问，也可以采用字节寻址方式访问。用户RAM区共80个单元，可作为堆栈或数据缓冲使用。特殊功能寄存器SFR专门用来设置单片机内部的各种资源，记录电路的运行状态，参与各种运算及输入/输出操作。

7. 程序状态字PSW的作用是什么？常用状态位是哪些？作用是什么？ 程序状态字PSW用来存放与当前指令执行结果相关的状态。常用的状态位有CY、AC、OV、P、RS1、RS0等。CY用于标志运算过程中是否有进位或借位；AC用于标志累加器中D3位向D4位是否存在进位或借位；OV用于标志有符号数运算过程中是否存在超出范围的情况；P用于指示累加器A中操作结果的“1”的个数的奇偶性，在串行通信中做数据校验；RS1、RS0用于选择工作寄存器组别。

8. 89S51单片机内部有几个特殊功能存储单元？分别有何用途？

89S51单片机内部有26个特殊功能存储单元，各自用途请参见表2-3。

9. 89S51单片机复位后，CPU使用的是哪一组工作寄存器？它们的字节地址分别是什么？CPU如何确定和改变当前工作寄存器组？

89S51单片机复位后，CPU使用的是第0组工作寄存器，它们的字节地址为00H~07H。CPU通过标志寄存器中的RS1、RS0两位状态确定和改变当前工作寄存器组。

10. 89S51单片机的4个I/O端口P0~P3在结构上有何异同？使用时应注意什么？ 89S51各端口中P0口既可作地址/数据总线口，又可作通用I/O口。在作地址/数据总线口时，它是真正的双向口，可以直接驱动MOS输入，不需要加上拉电阻。当它作通用I/O口时，应注意必须外接上拉电阻才能驱动MOS输入。对P1、P2、P3口而言，内部已接有上拉电阻，因此不必外接任何电阻就可驱动MOS输入。P0口和P1、P2、P3口作通用I/O口时一样，在输入时分为“读锁存器”和“读引脚”两种操作，这两种操作是用不同的指令区分的。

11. 简述89S51中下列各引脚信号的作用：

RD、WR、PSEN、EA、ALE

RD：读信号 WR：写信号 PSEN：读片外部程序存储器选通信号 EA：片外程序存储器选择信号 ALE：地址锁存允许信号

12. 什么是时钟周期、机器周期、指令周期？它们之间有何关系？

时钟电路产生的最小时序单位称为时钟周期；单片机执行一次基本操作所需要的时间单位为一个机器周期；单片机执行一条指令所需要的时间称为指令周期。1个机器周期=12个时钟周期，1个指令周期，通常由1~4个机器周期组成。

13. “复位”的含义是什么？89S51单片机常用的复位电路有哪些？复位后各内部存储器的值分别为多少？

复位就是对单片机进行初始化操作，使单片机内部各寄存器处于一个确定的初始状态。89S51单片机常用的复位电路有上电复位和按钮复位两种。复位后SP为07H，P0~P3为0FFH，SBUF不定，除SP、P0~P3及SBUF外，其余各寄存器值均为0。

第三章思考题与习题

1. MCS-51单片机指令格式是怎样的？各有何含义？ 汇编语言表示的指令格式为： [标号:] 操作码助记符 [操作数1，操作数2， 操作数3] [；注释]

标号：表示该指令所在的地址。操作码：表示该语句要执行的操作内容。操作数：表示操作码的操作对象。注释：为阅读程序方便而加的解释说明。

2. MCS-51单片机有几种寻址方式？描述这些寻址方式的执行过程？

MCS-5l系列单片机共有7种寻址方式，立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、相对寻址、变址寻址、位寻址。

立即寻址：操作数直接由指令给出，寻址时直接到程序存储器中查找操作数。

直接寻址：操作数在指令给出的地址单元中，寻址时直接到数据存储器中查找操作数。 寄存器寻址：所需查找的操作数在寄存器中。 寄存器间接寻址：所要查找的操作数位于以寄存器的内容为地址的单元中。寻址时从寄

存器中查找的值做为地址再次查找操作数。

相对寻址：不是寻找操作数的地址，而是要得到程序跳转位置对应的目标地址。

变址寻址：以16位寄存器（数据指针DPTR或程序计数器指针PC）作为基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器，并以两者内容相加形成新的16位地址作为操作数所在的地址，查找操作数。

位寻址：将位地址中的内容做为操作数。

3. 指出在下列各条指令中，30H分别代表什么含义？

MOV A， #30H ；为立即数 MOV A， 30H ；为直接地址 MOV 30H， #30H ；30H为直接地址，#30H为立即数 MOV 30H， 28H ；30H为直接地址 MOV C， 30H ；为位地址

4. 设（A）=0FH，（R0）=30H，内部RAM的（30H）=12H，（31H）=0BH，（32H）=0CH， 请指出每条指令中源操作数的寻址方式，并写出执行下列程序段后上述各单元内容的变化结果。

MOV A， @R0 ；寄存器间接寻址，（A）=12H MOV @R0， 32H ；直接寻址，（30H）=0CH MOV 32H， A ；寄存器寻址，（32H）=12H MOV R0， #31H ；立即寻址，（R0）=31H MOV A， @R0 ；寄存器间接寻址，（A）=0BH

5. 用指令实现下列数据传送。

（1）内部RAM 20H单元内容送内部RAM 30H单元。 MOV 30H，20H

（2）外部RAM 20H单元内容送内部RAM 30H单元。 MOV R0，#20H MOVX A，@R0 MOV 30H，A

（3）外部RAM 1000H单元内容送寄存器R2中。 MOV DPTR，#1000H MOVX A，@DPTR MOV R2，A

（4）内部RAM 20H单元内容送外部RAM 1000H单元。 MOV A，20H MOV DPTR，#1000H MOVX @DPTR，A

（5）外部RAM 20H单元内容送外部RAM 1000H单元。 MOV R0，#20H MOVX A，@R0 MOV DPTR，#1000H MOVX @DPTR，A

（6）ROM 2000H单元内容送内部RAM 30H单元。 MOV DPTR，#2000H CLR A MOVC A，@A+DPTR

MOV 30H，A

（7）ROM 2000H单元内容送外部RAM 20H单元。 MOV DPTR，#2000H CLR A MOVC A，@A+DPTR MOV R0，#20H MOVX @R0，A

（8）ROM 2000H单元内容送外部RAM 1000H单元。 MOV DPTR，#2000H CLR A MOVC A，@A+DPTR MOV DPTR，#1000H MOVX @DPTR，A 6. 设（A）= 5AH，（R0）=20H，（20H）=6BH，（B）=02H，（PSW）=80H。写出下列指令执行后的结果及对标志位的影响。（每条指令都以题中规定的原始数据参加操作）。

（1）ADD A，R0 ；（A）=7AH，（PSW）=01H （2）ADDC A，20H ；（A）=0C6H，（PSW）=44H （3）SUBB A，#20H ；（A）=39H，（PSW）=00H （4）INC A ；（A）=5BH，（PSW）=81H （5）MUL AB ；（A）=0B4H ，（B）=00H，（PSW）=00H （6）DIV AB ；（A）=2DH，（B）=00H，（PSW）=00H （7）ANL 20H，#45H ；（20H）=41H，（PSW）=80H （8）ORL A，#32H ；（A）=7AH，（PSW）=81H （9）XRL 20H，A ；（20H）=31H，（PSW）=80H （10）XCH A，20H ；（A）=6BH，（20H）=5AH，（PSW）=80H （11）SWAP A ；（A）=0A5H，（PSW）=80H （12）CPL A ；（A）=0A5H，（PSW）=80H （13）RR A ；（A）=2DH，（PSW）=80H （14）RLC A ；（A）=0B5H，（PSW）=01H 7. 写出执行下列程序段的运行结果。 （1）MOV A，#20H

MOV DPTR，#2030H MOVX @DPTR，A MOV 30H，#50H MOV R0，#30H MOVX A，@R0

外部RAM（2030H）=20H，（DPTR）=2030，（30H）=50H，（R0）=30H，（A）=0FFH （2）MOV A，#79H

MOV 20H，#88H ADD A，20H DA A SWAP A

内部RAM（20H）=88H，（A）=76H，（PSW）=0C1H 8. 试写出达到下列要求的程序。

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