单片机原理第2章习题解答.doc

### 单片机原理第2章习题解答知识点解析 #### 一、填空题解析 1. **机器周期计算**： - **题目描述**：在 AT89S52 单片机中，如果采用 6MHz 晶振，一个机器周期为多少？ - **知识点解释**：单片机的时钟频率决定了它的基本运行速度。对于 AT89S52 单片机，一个机器周期通常定义为完成一个最基本操作所需的时间。在本题中，采用 6MHz 的晶振频率，由于 AT89S52 的机器周期等于 12 个时钟振荡周期，所以一个机器周期的时间为 \(\frac{1}{6MHz} \times 12 = 2\mu s\)。 2. **机器周期与时钟周期的关系**： - **题目描述**：AT89S52 单片机的机器周期等于多少个时钟振荡周期？ - **知识点解释**：在 AT89S52 单片机中，一个机器周期等于 12 个时钟振荡周期。这是单片机设计中的一个固定比例，用来确保指令能够正确执行。 3. **位地址与字节地址的关系**： - **题目描述**：内部 RAM 中，位地址为 40H、88H 的位，该位所在字节的字节地址分别是多少？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机的内部 RAM 中，每个字节可以被细分为 8 个位，每个位都有自己的位地址。位地址 40H 和 88H 分别对应字节地址 28H 和 88H。这是因为位地址 40H 对应于第 8 行（即第 8 位），因此所在字节的地址为 28H；同理，位地址 88H 对应于第 88H 位所在的字节地址 88H。 4. **特定字节地址中的位地址**： - **题目描述**：片内字节地址为 2AH 单元最低位的位地址是多少？片内字节地址为 A8H 单元的最低位的位地址是多少？ - **知识点解释**：单片机的内部 RAM 中，每个字节可以被细分为 8 个位，每个位都有自己的位地址。字节地址为 2AH 的最低位位地址为 50H；字节地址为 A8H 的最低位位地址为 A8H。这是因为最低位的位地址总是等于该字节地址加上最低位的位置编号（在这里为 0）。 5. **奇偶标志位 P 的理解**： - **题目描述**：若 A 中的内容为 63H，那么，P 标志位的值是多少？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机中的 P 标志位用于指示累加器 A 中“1”的个数的奇偶性。当 A 中“1”的个数为偶数时，P 标志位的值为 0；反之，若为奇数，则 P 标志位的值为 1。因此，A 中的内容为 63H (二进制为 01111111)，其中包含 6 个“1”，故 P 标志位的值为 0。 6. **复位状态下的寄存器配置**： - **题目描述**：AT89S52 单片机复位后，R4 所对应的存储单元的地址是多少？复位后 PSW 的值是多少？此时当前的工作寄存器区是哪一组？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机复位时，PSW 寄存器被清零，这意味着 PSW 的值为 00H。在这种情况下，R4 所对应的存储单元地址为 04H，且此时的工作寄存器区为 0 组工作寄存器区。这是因为在复位状态下，PSW 的低四位决定了工作寄存器区的选择，而 PSW 的初始值为 00H，故选择的是第 0 组工作寄存器区。 7. **工作寄存器区地址范围**： - **题目描述**：内部 RAM 中，可作为工作寄存器区的单元地址是多少？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机的内部 RAM 中，工作寄存器区位于地址 00H 至 1FH 的范围内。这个区域内包含了 4 组工作寄存器，每组包含 8 个寄存器 (R0-R7)，共 32 个寄存器。 8. **堆栈操作与中断返回机制**： - **题目描述**：通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把什么内容入栈，以进行断点保护？调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到哪里？先弹出的是原来哪里的内容？ - **知识点解释**：在 AT89S52 单片机中，通过堆栈操作实现子程序调用时，首先会将程序计数器 PC 的内容入栈，以保护当前的指令地址，确保在执行完子程序后能够准确地返回到调用处。当调用子程序返回指令时，堆栈中的内容会被弹出，送回到 PC 寄存器，以恢复被中断的指令流。在堆栈操作中，先入栈的是程序计数器 PC 的高位 (PCH)，因此先弹出的是原来 PCH 中的内容。 9. **程序存储器的寻址范围**： - **题目描述**：AT89S52 单片机程序存储器的寻址范围是多少？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机的程序计数器 PC 是 16 位的，因此其寻址范围最大为 \(2^{16}\) 字节，即 64KB。这表示 AT89S52 单片机能够直接访问的最大程序存储器空间为 64KB。 10. **复位状态下的 I/O 端口配置**： - **题目描述**：AT89S52 单片机复位时，P0~P3 口的各引脚为什么电平？ - **知识点解释**：在 AT89S52 单片机复位时，P0~P3 口的各引脚默认被设置为高电平。这是因为复位状态下，这些端口被配置为通用输入输出 (GPIO) 功能，并被自动置为高电平状态。 11. **外部振荡器的应用**： - **题目描述**：AT89S52 单片机使用片外振荡器作为时钟信号时，引脚 XTAL1 接什么？引脚 XTAL2 的接法是什么？ - **知识点解释**：当 AT89S52 单片机使用外部振荡器作为时钟信号时，XTAL1 引脚应该连接外部振荡器的输出信号，而 XTAL2 引脚应悬空。 12. **复位状态下的堆栈指针与程序计数器**： - **题目描述**：AT89S52 单片机复位时，堆栈指针 SP 中的内容是多少？程序指针 PC 中的内容是多少？ - **知识点解释**：在复位状态下，AT89S52 单片机的堆栈指针 SP 的内容被初始化为 07H，而程序计数器 PC 的内容被初始化为 0000H。这意味着在复位后，堆栈的顶部地址为 07H，而程序将从地址 0000H 开始执行。 #### 二、单选题解析 1. **当前 PC 的值**： - **题目描述**：程序在运行中，当前 PC 的值代表什么？ - **知识点解释**：PC (程序计数器) 在程序执行过程中，始终指向当前指令的下一个指令的地址。因此，选项 C “当前正在执行指令的下一条指令的首地址”是正确的。 2. **单片机性能评估**： - **题目描述**：下列哪种说法是正确的？ - **知识点解释**：选项 B “单片机的主频越高，其运算速度越快。”是正确的。主频越高意味着单片机的时钟频率越高，单位时间内可以执行更多的指令，从而提高运算速度。 #### 三、判断题解析 1. **程序存储器扩展**： - **题目描述**：使用 AT89S52 单片机且引脚 \(\overline{EA}\) = 1 时，是否仍可外扩 64KB 的程序存储器？ - **知识点解释**：错误。当 \(\overline{EA}\) = 1 时，AT89S52 单片机将优先访问片内的程序存储器，而非片外的程序存储器。因此，此时无法外扩 64KB 的程序存储器。 2. **区分片内外存储器**： - **题目描述**：区分片外程序存储器与片外数据存储器的最可靠的方法是什么？ - **知识点解释**：错误。区分片外程序存储器与片外数据存储器的最可靠方法并非依据地址范围的高低端，而是通过访问方式的不同来进行区分。程序存储器通常使用读取指令的方式访问，而数据存储器则通过数据读写操作进行访问。 3. **I/O 口输入模式**： - **题目描述**：在 AT89S52 单片机中，为使准双向的 I/O 口工作在输入方式，是否必须事先预置为 1？ - **知识点解释**：正确。在 AT89S52 单片机中，为了将准双向 I/O 口配置为输入模式，确实需要预先将其对应的寄存器位设置为 1。 4. **PC 的角色**： - **题目描述**：PC 是否可以看作是程序存储器的地址指针？ - **知识点解释**：正确。PC (程序计数器) 的主要作用就是指向程序存储器中的指令地址，因此它可以被视为程序存储器的地址指针。 5. **特殊功能寄存器位置**： - **题目描述**：AT89S52 单片机中特殊功能寄存器 (SFR) 是否使用片内 RAM 的部分字节地址？ - **知识点解释**：正确。AT89S52 单片机中的特殊功能寄存器确实使用了片内 RAM 的一部分字节地址，这些寄存器提供了对单片机各种功能的直接访问。 6. **位寻址区的双重用途**： - **题目描述**：片内 RAM 的位寻址区是否只能供位寻址使用，而不能进行字节寻址？ - **知识点解释**：错误。尽管位寻址区的主要用途是支持位级别的寻址，但也可以对其进行字节级别的寻址。这意味着用户可以选择按位或按字节的方式来访问这一区域。 7. **特殊功能寄存器的位寻址**： - **题目描述**：AT89S52 单片机共有 32 个特殊功能寄存器，它们的位都是可以用软件设置的，因此，是否都可以位寻址？ - **知识点解释**：错误。虽然 AT89S52 单片机中有 32 个特殊功能寄存器 (SFR)，但并不是所有的 SFR 都是可以位寻址的。只有那些被专门标记为可位寻址的 SFR 才能通过位寻址方式进行访问。 8. **堆栈与 RAM 的关系**： - **题目描述**：堆栈区是否是单片机内部的一个特殊区域，与 RAM 无关？ - **知识点解释**：错误。堆栈实际上是位于单片机内部 RAM 中的一个特殊区域，用于保存函数调用过程中的局部变量、函数参数以及返回地址等信息。因此，堆栈与 RAM 有着密切的联系。 9. **空闲模式下的 CPU 与外设状态**： - **题目描述**：AT89S52 单片机进入空闲模式时，CPU 是否停止工作？片内的外围电路是否继续工作？ - **知识点解释**：正确。当 AT89S52 单片机进入空闲模式时，CPU 确实会停止工作，但片内的外围电路（如中断系统、串行口和定时器）仍然会继续运行。 10. **RAM 与 SFR 在空闲或掉电模式下的状态保持**： - **题目描述**：AT89S52 单片机不论是进入空闲模式还是掉电运行模式后，片内 RAM 与 SFR 中的内容是否保持原来的状态？ - **知识点解释**：正确。无论 AT89S52 单片机是进入空闲模式还是掉电运行模式，片内 RAM 与特殊功能寄存器 (SFR) 中的内容都会保持不变，直到下次复位或重新上电。 11. **掉电运行模式下的 CPU 与外设状态**： - **题目描述**：AT89S52 单片机进入掉电运行模式时，CPU 与片内的外围电路是否都停止工作？ - **知识点解释**：正确。在掉电运行模式下，AT89S52 单片机的 CPU 和片内的外围电路（如中断系统、串行口和定时器）都会停止工作。 12. **退出掉电运行模式的方式**： - **题目描述**：AT89S52 单片机的掉电运行模式是否可以采用响应中断方式来退出？ - **知识点解释**：正确。AT89S52 单片机的掉电运行模式可以通过响应外部中断来退出，这种方式使得单片机能够在接收到特定的中断信号时迅速恢复运行。 #### 四、简答题解析 1. **集成的功能部件概述**： - **题目描述**：AT89S52 单片机片内集成了哪些功能部件？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机片内集成了以下功能部件： - 1个微处理器 (CPU)； - 256个数据存储器 (RAM) 单元； - 8K Flash 程序存储器； - 4个8位可编程并行 I/O 口 (P0 口、P1 口、P2 口、P3 口)； - 1个全双工串行口； - 3个16位定时器/计数器； - 1个瞧门狗定时器； - 一个中断系统，包括 6 个中断源，2 个优先级； - 32个特殊功能寄存器 (SFR)。 2. **中断入口地址与中断源**： - **题目描述**：AT89S52 的 64KB 程序存储器空间中，有哪些单元地址对应 AT89S52 单片机 6 个中断源的中断入口地址？ - **知识点解释**：AT89S52 单片机的 6 个中断源及其相应的中断入口地址如下所示： | **中 断 源** | **中断入口地址** | | ------------ | ----------------- | | 外部中断 0 | 0003H | | 定时器/计数器 0 溢出 | 000BH | | 外部中断 1 | 0013H | | 定时器/计数器 1 溢出 | 001BH | | 串行口中断 | 0023H | | 定时器/计数器 2 溢出 | 002BH | 这些中断入口地址是固定的，一旦发生相应的中断事件，单片机会自动跳转至相应的地址执行中断服务程序。