习题和思考题答案
1. 第一台电子数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构，计算机由哪几部分组成？
运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来，经历了哪四代的变化？
经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
5. 什么叫单片机？其主要特点有哪些？
单片机就是在一片半导体硅片上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I／O、串行I／O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的用于测控领域的微型计算机，简称单片机。单片机技术易于掌握和普及、功能齐全，应用广泛、发展迅速，前景广阔、嵌入容易，可靠性高。
6. 举例说明单片机的应用？
略
7. 当前单片机的主要产品有哪些？各自有何特点？
MCS是Intel公司生产的单片机的系列符号， MCS-51系列单片机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进入我国，并在我国应用最为广泛的单片机机型之一，也是单片机应用的主流品种。
其它型号的单片机：PIC单片机、TI公司单片机、AVR系列单片机。
8. 简述单片机应用系统的开发过程。
（1）根据应用系统的要求进行总体设计
总体设计的目标是明确任务、需求分析和拟定设计方案，确定软硬件各自完成的任务等。总体设计对应用系统是否能顺利完成起着重要的作用。
（2）硬件设计
根据总体设计要求设计并制作硬件电路板（即目标系统），制作前可先用仿真软件（如Proteus软件）进行仿真，仿真通过后再用硬件实现并进行功能检测。 （3）软件设计
软件编程并调试，目前一般用keil软件进行设计调试。调试成功后将程序写入目标单片机芯片中。
（4）综合调试
进行硬软件综合调试，检测应用系统是否达到设计的功能。
9. 说明单片机开发中仿真仪的作用。
单片机本身没有开发功能，必须借助开发器（仿真仪）来排除应用系统的硬件故障和软件错误。在硬件设计和软件设计完成后，将调试完成的程序借助开发器固化到单片机的芯片中，完成整体的开发过程。
10．MCS一51系列单片机的基本型芯片分为哪几种？它们的差别是什么？
MCS-5l系列单片机主要包括基本型产品： 8031、 8051、 8751（对应的低功耗型 80C31、80C51、87C51）和增强型产品：8032、 8052、8752。8031片内没有程序存储器、8051单片机片内含有 4 KB的 ROM，8751单片机片内含有 4 KB的 EPROM。
11．叙述AT89S51单片机的特点，并说明“S”的含义是什么？
AT89S51单片机增加了一些新的功能，如看门狗定时器WDT、ISP（在系统编程，也称在线编程）及SPI串行接口技术等。片内Flash存储器允许在线(+5V）电擦除、使用编程器或串行下载写入对其重复编程。另外，AT89C5x／AT89S5x单片机还支持由软件选择的两种节电工作方式，非常适于电池供电或其他要求低功耗的场合。
“S”表示含有串行下载的Flash存储器，
12．简述单片机开发中Proteus软件和keil软件的作用。
单片机应用系统设计时可先用Proteus软件进行设计和仿真，以提高设计的成功率。keil软件用于单片机软件的录入、编辑、编译、调试。Keil软件提供了包括宏汇编、链接器、库管理和仿真调试器在内的完整开发方案，并通过集成开发环境（μVision）将它们组合在一起。
第二章 单片机硬件系统
一．填空
1．MCS-51系列单片机中8051/8751/8031单片机的区别是 内部是否有ROM 。
2．单片机由CPU、存储器和 I/O接口 3部分组成。
3．AT89S51 单片机的 应接 高 电平，可扩充的外部程序存储器最大容量为 60KB 。
4．当 信号有效时，表示CPU要从 外部ROM读取信息。
5．89SC51单片机的状态寄存器PSW中，RS0和RS1的用途是工作寄存器组选择位 ，CY的作用为 进位借位位 和 位累加器 。
6．晶振频率12M，机器周期为 1uS 。指令周期为 1uS 至 4uS 。
7．单片机复位时，PC的值是 0000H ，SP的值是 0007H 。
8．89S51 单片机的内部RAM容量为 128B 。 外部可扩充的数据RAM的容量为 64KB 。
9．工作寄存器组共占 32 字节的地址空间，地址从 00 H到 1F H。 10．位寻址区有 16 字节，有 128 位。
11．堆栈的数据结构为 后进先出 ，堆栈应设置在内部RAM 30-7FH 区域。
12．89S51 单片机共有 4 个8位并行I/O口；其中作地址低8位的是 P0口 ， 作地址高8位的是 P2口 ，具有双功能作用的是 P3口 。
13．除了单片机和电源外，单片机最小系统还包括 时钟 电路和 复位 电路。
14．21个SFR的寻址区域为 80-FFH 。其中可位操作的SFR 的地址特征是 地址能被8整除 。
二．选择题
1．89S51单片机四个并行I/O口中，可作为数据总线的是（ A ）
A.P0 B.P1 C.P2 D.P3
2． 若特殊功能寄存器PSW的RS1、RS0位的内容是01,那么此时工作寄存器R1的字节地址是（ C ）
A. 19H B. 11H C. 09H D. 01H
3．CPU复位时，下面说法正确的是（A ）
A.P0=FFH B.P1=00H C.SP=00H D.PC=07H
4．复位时，RST引脚应保持（ C ）
A. 一个机器周期的高电平 B. 一个机器周期的低电平
C. 二个机器周期的高电平 D. 二个机器周期的低电平
5．下列是关于89S51单片机特殊功能寄存器（SFR）的描述, 其中正确的是（ B ）。
A.特殊功能寄存器容量为32B，分为四组。
B.特殊功能寄存器容量为21B, 部分有位地址。
C.特殊功能寄存器容量64kB, 字节地址和位地址范围均为0000H～FFFFH 。
D.特殊功能寄存器容量为128B, 字节地址和位地址范围均为00H～7FH。
6．程序计数器PC中存放的是（ A ）
A. 下一条要执行的指令的地址 B. 当前执行的指令
C. 下一条要执行的指令 D.当前执行的指令的地址
7．MCS-51单片机堆栈操作，正确的说法是（ C ）
A.数据入栈再修改指针 B. 修改指针再出栈
C. 修改指针数据入栈 D. 以上说法都不对
8．ALE信号有效时，表示（ D ）
A. 从ROM中读取数据 B. 从RAM中读取数据
C.P0口输出数据 D.P0口输出地址
9．89S51单片机的CPU是（ C ）
A. 32位CPU B. 16位CPU
C. 8位CPU D. 4位CPU
10．89S51单片机的PC是16位的计数器，其寻址范围是（ D ）
A. 8KB B. 16KB
C. 32KB D. 64KB
三、回答问题
1．简述MCS-51 单片机的内部结构。
（l）8位微处理器（CPU）；
（2）时钟和复位电路；
（3）片内存储器：数据存储器（128B RAM）；程序存储器（ 4KB Flash ROM）；
（4）2个可编程的16位定时器／计数器；
（5）P0-P3 4个8位可编程并行I/O口；
（6）l个全双工的异步串行口；
（7）中断系统具有5个中断源，2个优先级；
（8）AT89C51单片机的特殊功能寄存器（SFR）21个（AT89S51单片机扩展到26个）
2．程序状态寄存器PSW的作用是什么？叙述OV、AC、P位的具体含义。
PSW用来保存ALU运算结果的特征和处理器的状态。OV：溢出标志位，有溢出时OV= l，否则OV= 0；AC：辅助进位、借位标志（低4位与高4位间的进位、借位），有辅助进位、借位
时AC=1，否则AC=0；P：奇偶标志位，运算结果中有奇数个“l”时P=1，会则P=0，可用于串行通信时的奇偶校验。
3．说明MCS-51 单片机的堆栈和堆栈指针的用途。
堆栈主要是为子程序调用和中断操作而设立的。堆栈的具体功能有两个：保护断点和现场保护。
堆栈的操作需要一个指针指示，在单片机中设置了堆栈指针SP。堆栈指针SP指示堆栈栈顶的位置，存放该位置的地址。
4．简述晶振周期、状态周期、机器周期、指令周期的含义和它们之间的关系。
时钟周期：又称震荡周期，是单片机时钟控制信号的基本时间单位。时钟周期是单片机晶振频率的倒数。
机器周期：CPU完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一个机器周期包含6个S状态周期：S1、S2、S3、S4、S5、S6。每个S状态有P1和P2 2个节拍，一拍即一个震荡周期，因此一个机器周期包含12个振荡周期。
指令周期：一条指令的执行时间称作指今周期。MCS-51单片机的指令按执行时间可以分为三类：单周期指令、双周期指令和四周期指令。
5．位地址20H和字节地址20H有何区别，位地址20H在内存的什么位置？
位地址是单片机进行位操作时某一位的地址，字节地址是单片机进行8位操作时数据的地址。位地址20H在字节地址24H的最低位，见表2-5。
6． 信号和 、 信号功能有何不同。
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