单片机原理与应用 试题库(1)

12．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。

13．80C51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：80C51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 。

14．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 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80C51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。

RS1 RS0 寄存器组 片内RAM地址 0 0 第0组 00H~07H 0 1 第1组 08H~0FH 1 0 第2组 10H~17H 1 1 第3组 18H~1FH

15．EA/VPP引脚有何功用？80C31的引脚应如何处理？为什么？

答：EA/VPP是双功能引脚，功能如下：

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。

EA接低电平时，CPU只能执行外部程序存储器的指令。

80C31单片机内部无ROM，必须外接程序存储器。因此，80C31的EA引脚必须接低电平。

16．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：80C51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。

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17．什么是指令？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，直至等待指令或循环等待指令。

18．简述80C51汇编指令格式。

答：操作码 [目的操纵数][，源操作数]。

19．什么叫寻址方式？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。

20．简述80C51的寻址方式和所能涉及的寻址空间。

答：立即数寻址：程序存储器ROM。

直接寻址：片内RAM低128B和特殊功能寄存器。 寄存器寻址：R0～R7，A，AB，Cy，DPTR。 寄存器间接寻址：片内RAM低128B，片外RAM。 变址寻址：程序存储器64KB。 相对寻址：程序存储器256B范围。

位寻址：片内RAM的20H～2FH字节地址，部分特殊功能寄存器。

21．要访问特殊功能寄存器和片外数据存储器，应采用哪些寻址方式？

答：SFR：直接寻址，位寻址，寄存器寻址；片外RAM：寄存器间接寻址。

22．如何访问片内RAM单元，可使用哪些寻址方式？

答：低128B．直接寻址，位寻址，寄存器间接寻址，寄存器寻址(R0～R7)。 高128B．直接寻址，位寻址，寄存器寻址。

23．简述寄存器间接寻址方式及其寻址范围。

答：(1)寄存器中存放的是操作数的地址，操作数是通过寄存器间接得到，这种寻址方式称为寄存器间接寻址方式。 (2)寻址范围：① 内部RAM低128单位，形式@Ri(i=0,1)。② 外部RAM64K使用DPTR作间址寄存器，形式为@DPTR。

24．说明十进制调整的原因和方法。

答：压缩BCD码在进行加法运算时本应逢十进一，而计算机只将其当作十六进制数处理，此时得到的结果不正确。用DAA指令调整（加06H，60H，66H）。

25． SJMP（短转移）指令和AJMP（绝对转移）指令的主要区别。

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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。

26．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。

27．80C51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80C51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=0023H。

28．单片机对中断优先级的处理原则是什么？

答：⑴低级不能打断高级，高级能够打断低级； ⑵一个中断以被响应，同级的被禁止；

⑶同级，按查询顺序，INT0→T0→INT1→T1→串行接口

29．什么是中断和中断系统？其主要功能是什么？

答：当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一事件请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。

功能1；使计算机具有实时处理功能，能对外界异步发生的事件作出及时的处理。 功能2：完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率。 功能3：实现实时控制。

30．80C51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期以保电平变化能被单片机采样用。

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31．什么是中断和中断系统？其主要功能是什么？

答：当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一件事情请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时终止当前的工作，转去处理发生的事情，中断处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。

功能：（1）使计算机具有实时处理功能，能对外界异步发生的事件作出及时的处理。（2）完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率。（3）实现实时控制。

32．80C51有哪些中断源？

答： 80C51有如下中断源：INTO：外部中断0请求，低电平有效（由P3.2输入）；INT1：外部中断1请求，低点平有效（由P3.3输入）；TO：定时器/计数器0溢出中断请求；T1：定时器/计数器1溢出中断请求；TX/RX：串行借口中断请求。通过对特殊功能积存器TCON、SCON、IE、IP的个位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能。

33．说明外部中断请求的查询和响应过程。

答：当CPU执行主程序第K条指令时，外设向CPU发出中断请求，CPU接到中断请求信号并在本条指令执行完后，中断主程序的执行并保存断点地址，然后转去响应中断。CPU在每一个S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标记为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。中断服务完毕后，CPU返回到主程序第K+1条指令继续执行。

34．80C51响应中断的条件？

答：（1）有中断源发出中断请求。 （2）中断总允许位EA=1，即CPU开中断。

（3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽。 （4）无同级或更高级中断正在服务。 （5）当前指令周期已经结束。

（6）若现行指令为RETI或访问IE或IP指令时，该指令以及紧接着的另一条指令已执行完毕。

35．简述80C51单片机的中断响应过程。

答：CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采用每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断，80C51首先置位相应的中断“优先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈，以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断标志。

36．在执行某一中断源的中断服务程序时，如果有新的中断请求出现，试问在什么情况下可响应新的中断请求？在什么情况下不能响应新的中断请求？

答：符合以下6个条件可响应新的中断请求：有中断源发出中断请求、中断总允许位EA=1，即CPU开中断、申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽、无同级或更高级中断正在被服务、当前的指令周期已结束、若现行指令为RETI或访问IE或IP指令时，该指令以及紧接着的另一条指令已执行完。

如果新的中断请求“优先级”低于正在执行的中断请求或与其同级，则不能被响应。

37．80C51单片机外部中断源有几种触发中断请求的方法？如何实现中断请求？

答：有两种方式：电平触发和沿触发。电平触发方式：CPU在每个机器周期的S5P2期间采样外部中断引脚的输入电平。若为低电平，使IE1（IE0）置“1”，申请中断；若为高电平，则IE1（IE0）清零。边沿触发方式：CPU在每个机器周期的S5P2期间采样外部中断请求引脚的输入电平。如果在相继的两个机器周期采样过程中，一个机器周期采样到外部中断请求为高水平，接着下一个机器周期采样到外部中断请求为低水平，则使IE1（IE0）置1，申请中断；否则，IE1（IE0）置0。

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