8-1并行存储器
51单片机课后习题答案孙育才东南大学
第一章：1.目前微型计算机正沿着哪两个分支迅速发展？为什么会形成单片机这一分支？答：（1）目前微型计算机正沿着通用计算机系统和嵌入式系统这两个分支迅速发展。
（2）为了满足更广泛的实时应用的需要，从微型计算机家族中形成单片机这一分支。
2.什么是单片微型计算机？它与典型微型计算机在结构上有和区别？答：（1）见书P1。
（在一块单晶芯片内集成了……，简称单片机。
）（2）与典型微型计算机在结构上的区别是：单片机采用哈佛结构，存储器ROM和RAM 是严格区分、相互独立的，程序和数据存储器独立编址，而典型微机采用冯.诺依曼结构，程序和数据存储器统一编址。
3.单片机具有哪些突出优点？答：单片机的突出优点：体积小、重量轻、单一电源、功耗低、功能强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性高。
4.MCS-51系列各档单片机各有什么特点？同一档次的8051、8751、8031又有何区别？答：（1）不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器、定时器、中断源和I/O接口的配置有所不同。
（2）8051：片内含有掩膜ROM型程序存储器；只能由生产厂家代为用户固化；批量大、永久保存、不修改时用。
8751：片内含EPROM型程序存储器；用户可固化，可用紫外线光照射擦除；但价格高。
8031：片内无程序存储器，可在片外扩展；方便灵活，价格便宜。
5.何谓工业级产品？单片机有几级产品？如何合理选择？答：（1）工作环境介于民用级和军用级之间的产品。
（2）单片机芯片分有三级产品：民用级、工业用级和军品级。
（3）选用单片机时应注意与构成系统的其他元器件相匹配，并满足相关技术要求。
第二章：1.MCS-51系列单片机从制造工艺、功能结构上分为哪几种类型和产品？答：见书P10。
（倒数第三段部分）2.MCS-51系列单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？答：见书P10-11。
3.为了更好地适应“面向控制”的应用特点，MCS-51单片机的CPU作了哪些独特的改进？答：为了更好地适应“面向控制”的应用特点，MCS-51单片机的CPU具有一般微机ALU所不具备的位处理功能。
单片机原理及接口技术(C51编程)(第2版)-习题答案汇总
组工作寄存器区。 答：04H，00H，
0。
7. 内部 RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为
H ～ H 。答：00H，
1FH
8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把
的内容入栈，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
，
先弹出的是原来
中的内容。 答： PC, PC，PCH
个中断源、 1 个定时器（且具有捕捉功能） 。对 3. 单片机是一种 CPU。错 4. AT89S52 单片机是微处理器。 错 5. AT89S51 片内的 Flash 程序存储器可在线写入（ ISP），而 AT89C52则不能。 对 6. 为 AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片 AT89C51直接用芯片 AT89S51替 换。 对 7. 为 AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片 AT89S51直接用芯片 AT89S52替 换。 对 8. 单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能
2. 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。 错 3. 在 AT89S51单片机中，为使准双向的 I/O 口工作在输入方式，必须事先预置为 1。
对
4. PC 可以看成是程序存储器的地址指针。 对
5. AT89S51 单片机中特殊功能寄存器（ SFR）使用片内 RAM的部份字节地址。 对
at89c51单片机的组成
at89c51单片机的组成AT89C51单片机是一种基于MCS-51架构的8位微控制器，由Atmel公司生产。
它是一种高性能、低功耗、易于编程和使用的单片机，广泛应用于各种嵌入式系统中。
AT89C51单片机的组成主要包括以下几个方面：1.中央处理器（CPU）：AT89C51单片机采用MCS-51架构的CPU，包括一个8位的累加器、一个16位的程序计数器、8个8位的通用寄存器、一个8位的状态寄存器和一些特殊功能寄存器。
CPU可以执行各种指令，包括算术、逻辑、移位、跳转、循环等指令，以实现各种功能。
2.存储器：AT89C51单片机包括ROM、RAM和EEPROM三种存储器。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和临时变量，EEPROM用于存储非易失性数据。
其中，AT89C51单片机的ROM容量为32KB，RAM容量为1KB，EEPROM容量为128B。
3.定时器/计数器：AT89C51单片机包括两个16位的定时器/计数器，可以用于计时、计数、PWM输出等功能。
其中，定时器0和定时器1可以分别工作在13种不同的模式下，具有较高的灵活性和可编程性。
4.串行通信接口（UART）：AT89C51单片机包括一个串行通信接口，可以用于与其他设备进行数据通信。
UART支持多种波特率和数据格式，具有较高的可靠性和稳定性。
5.并行输入/输出口（PIO）：AT89C51单片机包括32个并行输入/输出口，可以用于连接各种外设和传感器。
PIO具有较高的驱动能力和灵活性，可以实现多种输入/输出模式。
6.中断控制器：AT89C51单片机包括一个中断控制器，可以用于处理各种中断事件。
中断控制器具有较高的优先级和可编程性，可以实现多种中断处理方式。
总之，AT89C51单片机具有较高的性能、灵活性和可编程性，可以广泛应用于各种嵌入式系统中。
它的组成包括CPU、存储器、定时器/计数器、串行通信接口、并行输入/输出口和中断控制器等部分，每个部分都具有特定的功能和优点。
8 0 5 1 单 片 机 的 组 成
8051单片机的组成
"8051" 是一种单片机（Microcontroller）的型号，常用于嵌入式系统和微控制器应用。
下面是8051单片机的基本组成部分：
中央处理器 （CPU）：8051单片机包含一个8位的中央处理器，执行存储在程序存储器中的指令。
存储器：包括程序存储器 （存放程序代码）和数据存储器（存放变量和中间数据）。
程序存储器 （ROM）： 存放程序代码，是只读的，通常包含固定的程序。
数据存储器 （RAM）：存放变量和中间数据，是读写的。
输入/输出端口 （I/O Ports）：8051单片机通常具有多个数字输入/输出端口，用于与外部设备进行通信。
计时/计数器： 8051单片机内置了至少一个计时/计数器，用于执行定时操作和计数操作。
串行通信控制器：支持串行通信协议，如UART （Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），用于与其他设备进行串行通信。
中断系统： 8051具有中断系统，允许在特定条件下跳转执行中断服务程序。
时钟电路： 提供单片机需要的时钟脉冲。
控制寄存器： 用于配置和控制单片机的各个功能。
这些组成部分一起工作，使得8051单片机能够执行特定任务。
请注意，不同制造商可能会在8051的基础上进行一些变体，添加额外的功能或模块。
单片机试题库
方式1：当M1M0=01时，定时器工作于方式1。这种方式下定时器的计数器为16位，弃高低8位分别由TH和TL组成。
方式2：：当M1M0=10时，定时器工作于方式2。这种方式下，TL作为8位计数器，TH用于存放计数初值。
二、判断（正确的在题后括号内写“对”，错误的写“错”。本题5分，每题1分）
1、P3口每个引脚都有两种功能。 （√ ）
2、指令CPL A 的功能是完成累加器的清零。（ ×）
3、MCS-51单片机片内数据存储器都可以进行位寻址。（× ）
4、DPTR叫作数据指针。 （√ ）
5、MOV A,#34H采用的是寄存器间接寻址方式。 （× ）
DJNZ R2,LOOP
MOV 20H,A
END
2、编程计算C=A2+B2 ，已知a存放在片内RAM 30H单元，b存放在片内31H单元，将结果c存入片内32H单元
ORG 2000H
MOV A,30H
和读写控制信号。
4、ALE信号的作用是（低8位地址锁存）。
5、8051复位后，PC=（0）H。若希望从片内存储器开始执行，EA脚应接（高）电平，PC值超过（0FFF）H时，8051会自动转向片外存储器
继续取指令执行。
二 判断题（每空2分，共10分）
1、8051单片机内部结构分为CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器和中断系统五部分。（√ ）
F0用户标志位：根据用户需要通过传送指令确定的。
RS1和RS0寄存器选择位: 用户通过改变RS1和RS0的状态可以决定R0-R7的实际物理地址。
单片机作业——精选推荐
单⽚机作业2-1. 8051单⽚机芯⽚内部包含哪些主要逻辑功能部件？答：⼀个8位微处理器（CPU）；⽚内数据存储器RAM；⽚内程序存储器ROM；四个8位并⾏I/O⼝P0~P3；两个定时器/计数器；五个中断源的中断控制系统；⼀个UART（通⽤异步接收发送器）的串⾏I/O⼝；⽚内振荡器和时钟产⽣电路。
2-2、8051存储器分哪⼏个地址空间？如何区别不同空间寻址？答：⑴⽚内、外统⼀编址的64KB程序存储器；⑵⽚内256B数据存储器；⑶⽚外64KB数据存储器。
硬件：EA引脚接⾼电平时CPU从⽚内0000H单元开始取指令，接低电平时CPU直接访问⽚外EPROM。
软件：MOV指令访问⽚内数据存储器，MOVX 指令访问⽚外数据存储器，MOVC指令⽤于读取程序存储器中的常数。
2-4. 简述直接位寻址区的空间分配，⽚内RAM中包含哪些可位寻址单元？答：MCS-51单⽚机⽚内RAM中有两个区域可进⾏位寻址：（1）⽚内RAM低128字节的位寻址区，地址为20H~2FH的16个字节单元共128位，每⼀位都有相应的位地址，可⽤位寻址⽅式对其进⾏置位、复位、内容传送、逻辑运算等操作，128位的位地址定义为00H~7FH。
（2）⽚内RAM⾼128字节的存储器区，有21个特殊功能寄存器。
其中字节地址正好能被8整除的字节单元中的每⼀位都可以按位寻址、操作。
2-6. 8051单⽚机EA引脚有何功能？在使⽤8031时，EA引脚应如何处理？答：EA引脚为外部程序存储器地址允许输⼊端，其电平的⾼低决定了系统复位后CPU 是从⽚内程序存储器还是⽚外扩展存储器的0000H字节单元开始取指令。
（1）当引脚EA接成⾼电平时，CPU⾸先从⽚内0000H字节单元开始取指令执⾏程序，当指令地址寄存器PC中的内容超过0FFFH后，就⾃动转向⽚外扩展的EPROM中取指令执⾏，这时芯⽚外部的重叠地址为0000H~0FFFH的低4KB EPROM忽略不⽤。
（2）当引脚EA接成低电平时，复位后CPU直接从⽚外EPROM的0000H字节单元开始取指令执⾏，这时芯⽚内部0000H~0FFFH的4KB单元被忽略不⽤。
数字电路第8章存储器
说，它的存储容量为2 n×m位。
存储器的容量＝字数×位数 或门阵列来实现。
ROM的容量由
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数字电路第8章存储器
2. 4×4ROM的电路结构和简化框图
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数字电路第8章存储器
JHR
数字电路第8章存储器
单位有位、字节、字、字长等的基本概念。
（1）位
计算机系统中，一个二进制的取值单位称为 二进制位，简称“位”，用b表示（bit的缩写），是表 示信息的最小单位。
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数字电路第8章存储器
（2）字节
通常将8个二进制位称为一个字节，即连续8个 比特，就是一个字节。简称B（Byte的缩写），是 表示的基本单元。在微型计算机中，往往以字节 为单位来表示文件或数据的长度以及存储器容量 的大小。除此之外，还可用K，M，G或T为单位。 例如，一台电脑的内存是128兆字节，就是说这台 电脑有128个百万字节的内存。
3. 4×4ROM电路的工作原理
（1）当使能控制S＝1时，A0、A1在“00～11”中 取值，W0～W3中必有一根被选中为“1”。此时，若 位线与该字线交叉点上跨接有二极管，则该二极管 导通，使相应的位线输出为“1”；若位线与字线交叉 点无二极管，则相应的位线输出为“0”。
存储器（Memory ）：是数字系统中记忆大量 信息的部件。
存储器的功能：是存放不同程序的操作指令及 各种需要计算、处理的数据，所以它相当于系统存 储信息的仓库。
典型的存储器：由数以千万计的有记忆功能的 存储单元组成，每个存储单元可存放一位二进制数 码和信息。
随着大规模集成电路制作技术的发展，半导体 存储器因其集成度高、体积小、速度快，目前广泛 应用于各种数字系统中。
8051单片机的体系结构
(3)数据缓冲区
内部RAM的30H～7FH是数据缓冲区，也称为用户RAM区， 共80个单元。
52子系列内部有256个单元的数据存储器，用户RAM区范 围为30H～FFH，共208个单元。
工作寄存器区和位寻址区的地址及单元数与上述一致。
3、堆栈和堆栈指针 堆栈的概念：是一种数据项按序排列的数据结
构，采用后进先出，这种后进先出操作的缓冲器 区称为堆栈。
由内部控制信号产生输入锁存器两个输入缓冲器buf1和buf2推拉式io驱动器251p0口位图内部结构buf2buf15p0r2为读引脚信号执行movap0时该信号有效6读引脚端口时输出锁存器应为1qqdcvcc控制ad0p0r1p0r2d0p0w图1p0口内部结构读锁存器读引脚锁存器内部总线写锁存器地址数据p00多路开关10写数据读端口p03地址锁存器cbioa15a14a13a12a11a10a9a8a7a6a5a4a3a2a1a0d7d6d5d4d3d2d1d0dbabp10p11p12p13p14p15p16p17resetp30p31p33p34p35p36p37vssvccp00p01p02p05p06p07eaalepsenp27p26p25p24p23p22p21p20p32mcs51片外总线结构示意图返回mcs51单片机片外总线p04返回单片机8031p20p21p22a8a9a10alerd74ls373g6264a7a6a5a4a3a2a1a0o0o1o2o3o4o5o6o7p00p01p02p03p04p05p06p07oeceq0q1q2q3q4q5q6q7d0d1d2d3d4d5d6d7wewrp27p23p24a11a126264we单片机8031p20
P2.0
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单片机
8031 P0.0
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MAR
AB
DB
DB
MDR
CB
仲裁、读写逻辑
CB
基本思想：
有两个访问端口，可以 “同时”接受来自两方面的访 问内存请求，从而实现并行。
对任何一方来说，不需要考虑 另一方的存在。
仲裁逻辑：
当两个端口试图在同一时间 内访问同一地址单元时，由仲 裁逻辑决定首先为哪一方服务 3
对用户透明：
两个访问端口独立工作，
第8章 存储体系
8.1 并行存储器
除了选择高速器件之外，并行读写是提高存储器性 能的一个有效手段之一。 基本思想： 通过重复设置硬件为代价，实现并行存取来换取速 度的提高。 分类：
双端口存储器 多模块存储器 相联存储器
2
8.1.1 双端口存储器
AB
MAR MDR
译码器
存 储 体
译码器
(N*W位)
DB
4
8.1.2 多模块存储器(续)
多体单字交叉存取方式
多个模块有各 自独立的MAR 和MDR, 可以 同时工作
系统需要的字 长是一个模块 的字长 交叉编址： 连续的地址 被分布在不 同的模块中
数据总线 2 MAR 模块内地址 1 模块号 0
MAR0 0 4
MAR1 1 5
MAR2 2 6
MAR3 3 7
K
K+1
K+2
K+3
MDR0
MDR1
MDR2
MDR3
5
8.1.2 多模块存储器(续)
重叠访问：
当访问连续的地址单元时，有效存储周期缩小到每个模块 存储周期的1/N（N是模块数）。各模块的访问周期重叠。
4模块重叠访问示意图：
存储器周期 0块 1块 2块 3块 CPU周 期
6
8.1.2 多模块存储器(续)
8.1.2 多模块存储器
基本思想： 并行设置多个存储模块，在一个存取周期内，多个存储 模块同时存取多个字以提高整体速度。
AB 分类：单体多字和多体单字两种方式。 单体多字存储器 地址寄存器
译码器 只有一套 地址寄存 器和地址 译码器 有N个容 量相同的 存储模块, 字长扩大 N倍 M0 M1 MN－1
7
8.1.3 相联存储器CAM
按内容查找
常规存储器：地址内容 相联存储器：内容地址 CAM (Content Addressable Memory)
随机访问：
按指定内容一次找出其所在位置，与位置无关，时间相同。
8
8.1.3 相联存储器（续）
相联存储器结构框图： 提供常规的按 地址查找。 相联存储 器的关键
…
…
字匹配寄存器
字比较器
字匹配寄存器：
记录比较结果。 2m位，每一位对应一个存储单 元（即字），存放相应字比较器 的输出，若某一位为1（字比较 相等），启动对应的存储单元将 其内容送入数据寄存器 屏蔽：为“1”表示该位不参与比较， 导致输出始终为1（即比较相等）
位比较器
10
屏蔽寄存器M N－1 N－1
输入检索寄存器 0
0 N－1 比较器
m-1
地 址 寄 存 器
0
地 址 译 码 器
2 －1
m
0 2m×N 存储体
0
N－1 数据寄存器
m 字 2 －1 匹 配 寄 存 器 009源自8.1.3 相联存储器（续）
比较器。包括
位比较器：每一位有一个，数 量大，共 2m×N 个。 字比较器：每一个字有一个， 共2m个。
例. 设有8个模块组成的8体存储器结构，每个模块 的存取周期为400ns，存储字长为32位。数据总线宽 度为32位，总线传输周期为50ns，求交叉存储的存储 器带宽。 解：8体存储器的总信息量 =32位×8 = 256位。 连续读出8个字所花费的总时间： t = 400ns + (8-1)×50ns = 750ns 交叉存储器的带宽 = 256/(7.5×10-7) = 34×107 bps