第2章 单片机的硬件结构（附答案）

第2章 单片机的硬件结构

（一）填空题

1. 通过堆栈实现子程序调用，首先要把（PC）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回

时再进行出栈操作，把保护的断点送回（PC）。

2. 80C51单片机的时钟电路包括两部分内容，即芯片内的（高增益反相放大器）和芯片外

跨接的（晶振）与（微调电容）。若调高单片机的晶振频率，则单片机的机器周期会变（低）。

3. 通常单片机有两种复位操作，即（上电自动复位）和（按键手动复位）。复位后，PC值

为（0000H），SP值为（07H），通用寄存器的当前寄存器组为（第0）组，该组寄存器的地址范围是从（00H）到（07H）。

4. 80C51单片机中，一个机器周期包含（6）个状态周期，一个 状态周期又可划分为（2）

个拍节，一个拍节为（1）个振荡脉冲周期。因此，一个机器周期应包含（12）个振荡脉冲周期。

5. 单片机程序存储器的寻址范围由PC的位数决定。80C51的PC为16位，因此程序存储

器地址空间是（64KB）。

6. MCS-51单片机由（8位CPU）、（程序存储器）、（数据存储器）、（并行I/O口）、（串行

I/O口）、（定时器/计数器）、（中断系统）、振荡器和时钟电路组成，各部分通过（内部总线（地址总线、数据总线和控制总线））相连。 （二）单项选择题

1. 下列概念叙述正确的是（D）

（A）80C51中共有5个中断源，因此在芯片上相应地有5个中断请求输入引脚 （B）特殊的存取规则使得堆栈已不是数据存储区的一部分 （C）可以把PC看成是数据存储空间的地址指针

（D）CPU中反映程序运行状态和运算结果特征的寄存器是PSW 2. 取址操作后，PC的值是（C）

（A）当前指令前一条指令的地址 （C）下一条指令的地址

（B）当前正在执行指令的地址 （D）控制寄存器中指令寄存器的地址

3. 80C51单片机中，设置堆栈指针SP为37H后就发生子程序调用，这时SP的值变为（C）

（A）37H （B）38H （C）39H （D）3AH

4. 设置堆栈指针SP = 30H后，进行一系列的堆栈操作。当进栈数据全部弹出后，SP应指

向（A）

1 / 6

（A）30H单元 （B）07H单元 （C）31H单元 （D）2FH单元 5. 下列关于堆栈的描述中，错误的是（C）

（A）80C51的堆栈在内部RAM中开辟，所以SP只需8位就够了 （B）堆栈指针SP的内容是堆栈栈顶单元的地址

（C）在80C51中，堆栈操作过程与一般RAM单元的读/写操作没有区别 （D）在中断响应时，断点地址自动进栈

6. 在单片机芯片内设置通用寄存器的好处不应该包括（A）

（A）提高程序运行的可靠性 （C）为程序设计提供方便 7. 下列叙述中正确的是（D）

（A）SP内装的是堆栈栈顶单元的内容

（B）在中断服务程序中没有PUSH和POP指令，说明此次中断操作与堆栈无关 （C）在单片机中配合实现“程序存储自动执行”的寄存器是累加器 （D）两数相加后，若A中数据为66H，则PSW中最低位的状态为0

2.1. MCS-51单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？

MCS-51单片机由8位CPU、程序存储器、数据存储器、4个8位并行I/O口、一个全双工串行I/O口、2个16位定时器/计数器、中断系统、21个特殊功能寄存器（SFR）： CPU是MCS-51单片机的核心，完成运算和控制操作；

程序存储器用于存放程序和原始数据；数据存储器用于存放运算结果、暂存数据和数据缓存； 并行I/O口实现数据并行输入输出；

串行I/O口可用来进行串行通信，扩展并行I/O口，实现单片机与外设的数据传送； 定时器/计数器分别可以实现定时和计数两个功能；

中断系统控制有高级和低级两个优先级，可通过编程控制每个中断源的启动和优先级高低的设定；

？？？时钟电路主要为单片机产生时钟脉冲序列，石英晶体和微调电容需要外接。 2.2 说明MCS-51单片机的引脚 EA的作用，该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能？ 内部有ROM的单片机，在正常运行时应把EA引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行，当PC值超过内部ROM地址空间时，自动转向外部ROM去执行程序。对内部无ROM

（B）提高程序运行速度 （D）减小程序长度

2 / 6

的单片机，EA引脚应始终接低电平，即直接接地即可，迫使CPU从外部ROM取指令。 2.3 MCS-51的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系？ 振荡周期=1/fosc 机器周期=12/fosc 机器周期=12振荡周期

2.4在MCS-51 单片机中，如果采用6 MHZ 晶振，1个机器周期为（2μs）。

2.5程序存储器的空间里，有5个单元是特殊的，这5个单元对应MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的地址以及对应的中断源。

中断源 外部中断0 外部中断1 定时计数器T0溢出 定时计数器T1溢出 串行口中断 2.8 判断下列说法是否正确：

（A）8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。 （×）

（B）区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。（×）

（C）在MCS-51中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。（√） （D）PC可以看成是程序存储器的地址指针。 （√）

2.9 8031单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（04H），因上电时PSW=（00H）。这时当前的工作寄存器区是（第0）组工作寄存器区。

2.10 什么是机器周期？1个机器周期的时序是如何来划分的？如果采用12MHZ晶振，1个机器周期为多长时间？

一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需要的时间。

时序划分：一个机器周期包括12个时钟周期，分为6个状态；S1-S6。每个状态又分为2拍；P1和P2。因此，1个机器周期中的12个时钟周期表示为：S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2。

机器周期= 12/fosc?12/(12MHZ)?1?s 2.11判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？

入口地址 0003H 0013H 000BH 001BH 0023H 3 / 6

（A）DPTR是可以访问的，而PC不能访问。 （√） （B）它们都是16位的寄存器。 （√） （C）它们都具有加1的功能。 （√）

（D）DPTR可以分为2个8位寄存器使用，但PC不能。 （√）

2.12、内部RAM中，哪些单元可作为工作寄存器区，哪些单元可以进行位寻址？写出它们的字节地址。

地址为00H-1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每个区包括8个8位工作寄存器，编号为R0-R7。字节地址为20H-2FH的16个单元可进行128 位的位寻址，这些单元构成了1位处理机的存储器空间。位地址范围是00H-7FH。

2.13使用8031单片机时，需将EA引脚接（低）电平，因为其片内无（程序）存储器。 2.14片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分？各部分的主要功能是什么？ 片内RAM的低128B RAM（00H~7FH）由工作寄存区、位寻址区、数据缓存区组成： 00H-1FH地址安排为4组工作寄存器区，每个区包括8个8位工作寄存器，编号为 R0-R7。可以通过改变PSW中的RS1、RS0来切换当前的工作寄存器区，这种功能给软件设计带来极大的方便，特别是在中断嵌套时，为实现工作寄存器现场内容保护提供了方便； 20H-2FH是16个单元的位寻址区，位寻址是指CPU能直接对这些位进行置‘1’，清‘0’，求反，传送能逻辑操作；

30H-7FH是数据缓存区，只能以存储单元的形式使用，一般常把堆栈开辟于此区。 2.15 判断下列说法是否正确

（A）程序计数器PC不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。 （√） （B）内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。 （×） （C）8031共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。（×） 2.16 PC的值是：（C）

（A）当前正在执行指令的前一条指令的地址 （B）当前正在执行指令的地址

（C）当前正在执行指令的下一条指令的地址 （D）控制器中指令寄存器的地址

2.17 通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把（PC）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到（PC）。

4 / 6

2.18 写出P3口各引脚的第二功能。

P3口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 串行输入口 串行输出口 外部中断0 外部中断1 定时器0外部计数器 定时器1外部计数器 外部数据存储器写选通 外部数据存储器读选通 2.19 MCS-51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS-51的PC是16位的，因此其寻址的范围为（64）KB。

2.20 当MCS----51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何来摆脱困境？ 软件陷阱、复位

2.21 判断下列说法是否正确？

（A）PC是1个不可寻址的特殊功能寄存器 （×） （B）单片机的主频越高，其运算速度越快（√）

（C）在MCS----51单片机中，1个机器周期等于1微秒 （×） （D）特殊功能寄存器SP内装的是栈顶首地址单元的内容（×）

2.22 如果手中仅有一台示波器，可通过观察哪个引脚的状态，来大致判断MCS----51单片机正在工作？

ALE 因为单片机正常工作时，ALE引脚输出时钟频率为振荡周期的1/6 2.23 什么是堆栈？堆栈有何作用？

堆栈是一种数据结构，所谓堆栈就是只允许在其一端进行数据写入和数据读出的线性表。 堆栈是一个特殊的存储区，暂存数据和地址，它是按先进后出或后进先出的原则存放数据。 作用：保护断点，保护现场

2.24程序指针（PC）和数据指针（DPTR）有何异同？

1、 都是16位寄存器，PC是ROM，DPTR相同点 是RAM 5 / 6

2、 都可以作为地址寄存器，都是通过P0和P2口进行16位地址线数据输出 1、 PC没有地址，不可以进行寻址，而DPTR是特殊功能寄存器，可以进行寻不同点 址 2、 DPTR可以作为2个独立的8位寄存器DPH和DPL使用，而PC不可以

6 / 6

第2章 单片机的硬件结构（附答案）