MCS-51單片機(jī)常見問題14問

一、MCS-51單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要功能部件?它們的作用是什么?

MCS-51單片機(jī)在一塊芯片中集成了 CPU 、RAM、ROM、定時/計數(shù)器、多功能 I/O 口 和中斷控制等基本功能部件。 單片機(jī)的核心部分是 CPU ，CPU 是單片機(jī)的大腦和心臟。 程序存儲器用于存放編好的程序或表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲器用于存放中間運算結(jié)果、數(shù)據(jù) 暫存和緩沖、標(biāo)志位等。 定時/計數(shù)器實質(zhì)上是加法計數(shù)器，當(dāng)它對具有固定時間間隔的內(nèi)部機(jī)器周期進(jìn)行計數(shù)時 ，它是定時器;當(dāng)它對外部事件進(jìn)行計數(shù)時，它是計數(shù)器。 I/O 接口的主要功能包括：緩沖與鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格式轉(zhuǎn)換、傳遞狀態(tài)(外 設(shè)狀態(tài))和發(fā)布命令等。 中斷控制可以解決 CPU 與外設(shè)之間速度匹配的問題，使單片機(jī)可以及時處理系統(tǒng)中許 多隨機(jī)的參數(shù)和信息，同時，它也提高了其處理故障與應(yīng)變能力的能力。

二、MCS-51單片機(jī)的 EA、ALE和PSEN 端的功能是什么?

答：ALE——ALE 為地址鎖存允許信號，在訪問外部存儲器時，ALE 用來鎖存 P0送出的低 8 位地址信號。 PSEN ——外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)訪問外部 ROM 時， PSEN 產(chǎn)生負(fù)脈沖作 為外部 ROM的選通信號;在訪問外部 RAM或片內(nèi) ROM時，不會產(chǎn)生有效的PSEN 信 號。 PSEN 可驅(qū)動 8 個LSTTL 門輸入端。 EA ——訪問外部程序存儲器控制信號。對 8051 和8751 ，它們的片內(nèi)有 4KB 的程序存 儲器。當(dāng) EA 為高電平時，CPU 訪問程序存儲器有兩種情況：一是訪問的地址空間在 0 ～4K 范圍內(nèi)，CPU 訪問片內(nèi)程序存儲器;二是訪問的地址超出 4K 時，CPU 將自動執(zhí) 行外部程序存儲器的程序。對于 8031 ，EA 必須接地，只能訪問外部 ROM。

三、MCS-51單片機(jī)的 P3口具有哪些功能?

答：P3口是雙功能口，除了作為準(zhǔn)雙向通用 I/O 口使用外，每一根口線還具有第二種功能 ，P3口的各位如不設(shè)定為第二功能則自動處于第一功能。P3的第二功能涉及到串行口 、外部中斷、定時器，與特殊功能寄存器有關(guān)。

四、89C51單片機(jī)有幾個中斷源？它們的中斷標(biāo)志位分別是什么？這些中斷標(biāo)志位是如何產(chǎn)生的？又是如何清“0”的？

答：5個，外部中斷0：IE0，開放中斷后，當(dāng)INTO引腳有下降沿或者低電平時產(chǎn)生，響應(yīng)中斷后自然清0

五、如果采用晶振的頻率為 3MHz ，定時/計數(shù)器工作方式 0、1、2 下，其最大的定時時間為多少？

答：內(nèi)部定時脈沖周期=機(jī)器周期=12/3Mhz=4us

工作方式 0：Tmax

=8192*4us=32.768ms

工作方式 1：Tmax

=65536*4us=262.144ms

工作方式 2：Tmax

=256*4us=1.024ms

六、定時/計數(shù)器用作定時器時，其計數(shù)脈沖由誰提供？定時時間與哪些因素有關(guān)？

答：其計數(shù)脈沖由單片機(jī)振蕩脈沖 12 分頻輸出的機(jī)器周期脈沖提供，定時時間與工作方式、晶振頻率和預(yù)置數(shù)等因素有關(guān)。

七、定時/計數(shù)器的工作方式 2 有什么特點？適用于哪些應(yīng)用場合？

答：工作方式2 具有初值自動重新加載和循環(huán)工作的特點，適用于產(chǎn)生固定脈寬的脈沖信號，和作為串行口波特率發(fā)生器使用。

八、一個定時器的定時時間有限，如何實現(xiàn)兩個定時器的串行定時，來實現(xiàn)較長時間的定時？

答：方法一：讓一個定時器先定時，溢出后，再啟動另一個定時器定時；

方法二：在第一個中斷處理子程序中加入計數(shù)器，計數(shù)器滿后，就去啟動另一個定時器定時，把要處理的事件放第二個中斷處理子程序中。

九、簡述串行口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。

答：MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個全雙工的異步串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（SBUF），這兩個在物理上獨立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)，串行口發(fā)送的過程是：先從累加器 A 中讀入 8 位數(shù)據(jù)到 SBUF，隨后在串行口有硬件自動加入起始位和停止位，構(gòu)成一個完整的幀格式，然后在移位脈沖的控制下，由 TXD端串行輸出，一個字符幀發(fā)送完后，使 TXD輸出線維持在 1 狀態(tài)下，并將 SCON 寄存器的 TI置1，通知 CPU 可以發(fā)送下一個字符幀。串行口接收的過程是：SCON 的REN 位應(yīng)處于允許接收狀態(tài)（REN=1），在此前提下，串行口采樣 RXD端，當(dāng)采樣到從 1 向0 的狀態(tài)跳變時，就認(rèn)定是接收到起始位，隨后在移位脈沖的控制下，把通過位采樣脈沖接收到的數(shù)據(jù)位移入接收寄存器中，直到停止位到來之后把停止位送入 RB8 中，并置位中斷標(biāo)志位 RI ，通知 CPU 從SBUF 取走接收到的一個字符。

十、為什么定時/計數(shù)器 T1用做串行口波特率發(fā)生器時，應(yīng)采用方式 2？若已知時鐘頻率、通信波特率，如何計算其初值？

答：因為方式 2 是有自動重裝載計數(shù)值的功能，從而可以產(chǎn)生精確的波特率。串行工作方式0 和方式 2 波特率是固定的，所以不用設(shè)初值；串行工作方式 1 和方式 3 時：波特率：BR = (2SMOD×Td)/32溢出一次的時間：1/ Td  = (256-TH1)*12/ fosc溢出率：Td  =  fosc/[12×(256-TH1)]初值：TH1 = 256-  fosc/（12* Td）

十一、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中為什么要進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展？

答：8031 、8032 等單片機(jī)不提供用戶程序存儲器，必須進(jìn)行程序存儲器的擴(kuò)展，以存放控制程序、數(shù)據(jù)表格等；8751 等單片機(jī)雖然向用戶提供 EPROM 程序存儲器，但程序存儲器空間容量不大，程序存儲空間不足時，還必須擴(kuò)展外部程序存儲器。MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部通常有 128B至256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，用于一般的控制及運算是足夠的，但若用于數(shù)據(jù)存儲，其容量是不足的，在這種情況下，必須擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器。MCS-51系列單片機(jī)對外提供 32 條I/O 口線，但其 P0口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，P2口用于提供高 8 位地址，而其 P3口具有第二功能，若擴(kuò)展了程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器，單片機(jī)的 I/O 口往往也不夠用，有時必須進(jìn)行 I/O 口的擴(kuò)展。應(yīng)用系統(tǒng)中有時還涉及到數(shù)據(jù)的輸入、輸出、人機(jī)交互信息等接口問題，必須進(jìn)行有關(guān)接口電路擴(kuò)展。

十二、A/D 及D/A 轉(zhuǎn)換的含義是什么？

答：A/D 轉(zhuǎn)換是指將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，主要用于微機(jī)控制系統(tǒng)的模擬信號數(shù)據(jù)采集。D/A 轉(zhuǎn)換是指將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，主要用于恢復(fù)模擬信號或進(jìn)行模擬控制。

十三、DAC0832器件有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？其含義是什么？

答：DAC0832是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的器件。它的主要技術(shù)指標(biāo)及含義如下：分辨率：8 位，可以將 8 位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量；建立時間：1μS ，即從數(shù)字量寫入 8 位DAC寄存器到產(chǎn)生與輸入數(shù)字量對應(yīng)的模擬量輸出的時間；輸入信號：與 TTL 電平兼容的二進(jìn)制信號；輸出信號：與輸入二進(jìn)制信號對應(yīng)的電流信號；電源：單一+5V 電源；

十四、ADC0809器件有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？其含義是什么？

答：ADC0809是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的 AD器件，它的主要技術(shù)指標(biāo)及含義如下：分辨率：8 位，可以將輸入模擬量轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的 8 位數(shù)字量；信號輸入范圍：0-5V；轉(zhuǎn)換時間：即完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時間，與外加時鐘信號頻率有關(guān)，外部時鐘信號為500KHz 時轉(zhuǎn)換時間為 128μS ；輸出信號：與輸入模擬信號對應(yīng)的 8 位二進(jìn)制數(shù)字量，信號電平與 TTL 電平兼容；電源：單一+5V 電源；