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1一、问答题1．简述C51语言和汇编语言的比较使用C51语言进行嵌入式系统的开发，有着汇编语言所不可比拟的优势：①编程调试灵活方便；②生成的代码编译效率高；③模块化开发；④可移植性好；⑤便于项目的维护；2．简述单片机的C语言的特点单片机的C语言的特点主要体现在以下几个方面：①无需了解机器硬件及其指令系统，只需初步了解MCS-51的存储器结构；②C51能方便的管理内部寄存器的分配、不同存储器的寻址和数据类型等细节问题，但对硬件控制有限；而汇编语言可以完全控制硬件资源；③C51在小应用程序中，产生的代码量大，执行速度慢；但在较大的程序中代码效率高；④C51程序由若干函数组成，具有良好的模块化结构，便于改进和扩充；⑤C51程序具有良好的可读性和可维护性；而汇编语言在大应用程序开发中，开发难度增加，可读性差；⑥C51有丰富的库函数，可大大减少用户的编程量，显著缩短编程与调试时间，大大提高软件开发效率；⑦使用汇编语言编制的程序，当机型改变时，无法直接移植使用，而C语言程序是面向用户的程序设计语言，能在不同机型的机器上运行，可移植性好。3．哪些变量类型是51单片机直接支持的？答：C51编译器支持的数据类型有：位型（bit）、无符号字符型（unsignedchar）、有符号字符型（signedchar）、无符号整型（unsignedint）、有符号整型（signedint）、无符号长整型（unsignedlong）、有符号长整型（signedlong）、浮点型（float）和指针型等。C51编译器支持的数据类型、长度和值域如表1-1所示。表1-1C51的数据类型数据类型长度/bit长度/byte值域bit10,1unsignedchar810～255signedchar81-128～127unsignedint1620～65535signedint162-32768～32767unsignedlong3240～4294967295signedlong324-2147483648～2147483647float324±1．176E-38～±3．40E+38（6位数2字）double648±1．176E-38～±3．40E+38（10位数字）一般指针243存储空间0～655354．简述C51的数据存储类型答：我们都知道，8051单片机存储区可分为内部数据存储区、外部数据存储区以及程序存储区。8051单片机内部的数据存储区是可读写的，8051派生系列最多可有256字节的内部数据存储区，其中低128字节可直接寻址，高128字节（从0x80到0xFF）只能间接寻址，从20H开始的16字节可位寻址。内部数据区可分为3个不同的存储类型：data、idata和bdata。外部数据区也是可读写的，访问外部数据区比访问内部数据区慢，因为外部数据区是通过数据指针加载地址来间接访问的。C51提供两种不同的存储类型xdata和pdata访问外部数据。程序存储区是只能读不能写。程序存储区可能在8051单片机内部或者在外部或者内外都有，这由8051单片机的硬件决定。C51提供了code存储类型来访问程序存储区。每个变量可以明确地分配到指定的存储空间，对内部数据存储器的访问比对外部数据存储器的访问快许多，因此应当将频繁使用的变量放在内部存储器中，而把较少使用的变量放在外部存储器中。各存储区的简单描述如表1-2所示。表1-2C51存储类型与8051存储空间的对应关系存储区描述DATA片内RAM的低128字节，可在一个周期内直接寻址BDATA片内RAM的位寻址区，16字节IDATA片内RAM的256字节，必须采用间接寻址XDATA外部数据存储区，使用DPTR间接寻址PDATA外部存储区的256个字节，通过P0口的地址对其寻址。使用MOVX@Ri，需要两个指令周期CODE程序存储区，使用DPTR寻址。以上介绍的是C51的数据存储类型，C51存储类型及其大小和值域如表1-3所示。表1-3C51存储类型及其大小和值域存储类型长度/bit长度/byte值域data810～255idata810～255pdata810～255code1620～65535xdata1620～6553535．简述C51对51单片机特殊功能寄存器的定义方法答：MCS-51通过其特殊功能寄存器（SFR）实现对其内部主要资源的控制。MCS-51单片机有21个SFR，有的单片机还有更多的SFR，它们分布在片内RAM的高128字节中，其地址能够被8整除的SFR一般可以进行位寻址。关于MCS-51单片机的特殊功能寄存器参看附录A。对SFR只能用直接寻址方式访问。C51允许通过使用关键字sfr、sbit或直接引用编译器提供的头文件来实现对SFR的访问。（1）使用关键字定义sfr为了能直接访问特殊功能寄存器SFR，C51提供了一种自主形式的定义方法。这种定义方法与标准的C语言不兼容，只适用于对8051系列单片机进行C编程。这种定义的方法是引入关键字“sfr”，语法如下：sfr特殊功能寄存器名字=特殊功能寄存器地址；如：sfrSCON=0x98；/*串口控制寄存器地址98H*/sfrTMOD=0X89；/*定时器/计数器方式控制寄存器地址89H*/（2）通过头文件访问SFR8051系列单片机的寄存器数量与类型是极不相同的，因此对单片机特殊功能寄存器的访问可以通过对头文件的访问来进行。为了用户处理方便，C51编译器把MCS-51单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行了定义，放在一个“reg51.h”或“reg52.h”的头文件中。当用户要使用时，只需要在使用之前用一条预处理命令“#includereg51.h”把这个头文件包含到程序中，然后就可以使用特殊功能寄存器名和特殊位名称了。用户可以通过文本编辑器对头文件进行增减。（3）SFR中位定义在8051单片机的应用问题中，经常需要单独访问SFR中的位，C51的扩充功能使之成为可能，使用关键字“sbit”可以访问位寻址对象。特殊位（sbit）的定义，像SFR一样不与标准C兼容。与SFR定义一样，用关键字“sbit”定义某些特殊位，并接受任何符号名，“=”号后将绝对地址赋给变量名。这种地址分配有三种方法：第一种方法：sbit位名=特殊功能寄存器名^位置；当特殊功能寄存器的地址为字节（8位）时，可使用这种方法。特殊功能寄存器名必须是已定义的SFR的名字。“^”后的“位置”语句定义了基地址上的特殊位的位置。该位置必须是0～7的数。如：第二种方法：sbit位名=字节地址^位置；这种方法是以一个整常数为基地址，该值必须在0x80～0xFF之间，并能被8整除，确定位置的方法同上。第三种方法：sbit位名=位地址；这种方法将位的绝对地址赋给变量，地址必须在0x80～0xFF之间。46．C51的data、bdata、idata有什么区别？答：data、bdata、idata是表明数据的存储类型，data是指片内RAM的低128字节，可在一个周期内直接寻址；bdata是指片内RAM的位寻址区，16字节；idata是指片内RAM的256字节，必须采用间接寻址。7．C51中的中断函数和一般的函数有什么不同？答：C51编译器允许用C51创建中断服务函数，中断函数是由中断系统自动调用的。中断函数的定义格式为：函数类型函数名interruptnusingn其中：interrupt和using为关键字；interrupt后面的n为中断源的编号，即中断号；using后面的n所选择的寄存器组，取值范围为0～3。定义中断函数时，using是一个选项，可以省略不用。如果不用using选项，则由编译器选择一个寄存器组作为绝对寄存器组。8051的中断过程通过使用interrupt关键字和中断号（0～31）来实现，中断号告诉编译器中断函数的入口地址。8．按照给定的数据类型和存储类型，写出下列变量的说明形式（1）在data区定义字符变量val1答：chardatavall;（2）在idata区定义整型变量val2答：intidataval2;（3）在xdata区定义无符号字符型数组val3[4]。答：unsignedxdataval3[4];（4）在xdata区定义一个指向char类型的指针px。答：charxdata*px;（5）定义可位寻址变量flag。答：bitflag;（6）定义特殊功能寄存器变量P3。答：SfrP3=0xB0;9．什么是重入函数？重入函数一般什么情况下使用，使用时有哪些需要注意的地方？答：多个函数可以同时使用的函数，称为重入函数。通常情况下，C51函数不能被递归调用，也不能应用导致递归调用的结构。有此限制是由于函数参数和局部变量是存储在固定的地址单元中。重入函数特性允许你声明一个重入函数。即可以被递归调用的函数。重入函数可以被递归调用，也可以同时被两个或更多的进程调用。重入函数在实时应用中及中断服务程序代码和非中断程序代码必须共用一个函数的场合中经常用到。510．如何消除键盘的抖动？答：由于按键是机械开关结构，所以当用手按下其中一个键时，往往会出现所按键在闭合位置和断开位置之间发生跳几下后才会稳定到闭合状态的情况。在释放一个键时，也会出现类似的情况，这就是键的抖动，抖动的持续时间不一，但通常不会大于10ms。若抖动问题不解决，就会引起对闭合键的多次读入。对于键抖动最方便的解决方法就是当发现有键按下后，不是立即进行扫描，而是延时大约10ms后再进行。由于一个键按下的时间一般会持续上百毫秒，所以延迟10ms后再扫描处理并不迟。11．在使用8051的定时器/计数器前，应对它进行初始化，其步骤是什么？答：(1)确定T/C的工作方式——编程TMOD寄存器；(2)计算T/C中的计数初值，并装载到TH和TL；(3)T/C在中断方式工作时，须开CPU中断和源中断——编程IE寄存器；(4)启动定时器/计数器——编程TCON中TR1或TR0位。第1章单片机硬件系统1.什么是单片机、单片机系统、单片机应用系统？答：单片机：又名微控制器，是将微型计算机中的中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）及I/O口电路等主要部件，结合连接它们的总线集成在一块芯片上，即它是一块智能芯片。单片机系统：单片机本身只是一块芯片，它并不能集成计算机的全部电路，因此需要加上时钟、复位电路等，才能构成单片机最小应用系统；若最小系统资源不足时，还需扩展外围电路和外围芯片等，从而构成能满足应用要求的单片机系统。单片机应用系统：它是为实际的控制应用而设计的，该系统与控制对象结合在一起，是满足嵌入式对象要求的全部电路系统。它在单片机的基础上配置了前/后向通道接口电路、人机交互通道接口电路、串行通信接口等面向对象的接口电路。另单片机系统和单片机应用系统都是软硬件结合的系统，缺一不可。2.单片机有哪些特点？答：单片机的特点很多，主要是体积小品种多，价格便宜，可靠性高，使用灵活，还有（1）突出控制功能（2）ROM和RAM分开（3）单片机资源具有广泛的通用性（4）易于扩展ROM、RAM、定时/计数器、中断源等资源。3.为什么说AT89C51单片机是MCS-51系列的兼容机？AT89C51单片机有何优点？答：AT89系列单片机是将FLASH存储器技术和MCS-51系列单片机的基本内核相结合的单片机，且管脚也与之兼容，可以直接代换，所以说AT89C51是MCS-51系列的兼容机。AT89C51单片机是AT89系列机的标准型单片机，它的优点主要有：内ROM是FLASH存储器，已获得广泛应用的80C51兼容，采用静态逻辑设计，操作频率范围宽，具有两个软件选择的节电模式等。64.AT89C51单片机由哪些主要功能部件组成？答：MCS-51系列——89C51单片机由下列部分组成：1个8位CPU、128B的RAM、4K程序存储器、18个特殊功能寄存器SFR、4个并行口、1个串行口、2个定时计数器和中断系统等资源。补充:MCS-52系列单片机的内部资源有哪些？答：MCS-52系列单片机内部有：1个8位CPU、128B的RAM、8K