1.1 计算机经过了哪些主要发展阶段？
解：单片机的发展大致经历了四个阶段：
第一阶段（ 1970— 1974年），为 4 位单片机阶段； 第二阶段（ 1974— 1978年），为低中档 8 位单片机阶段； 第三阶段（ 1978— 1983年），为高档 8位单片机阶段；
第四阶段（ 1983年至今），为 8位单片机巩固发展阶段及 16位单片机、 32 位单片机推 出阶段。
1.2 写出下列机器数的真值：
1) 01101110 3)01011001
解：( 1) 01101110的真值 =+110
( 2) 10001101的真值 =+141 或-115 ( 3) 01011001的真值 =+89 ( 4) 11001110的真值 =+206 或-50
说明：机器数是指计算机中使用的二进制数，机器数的值称为真值。机器数可表示为无 符号数也可表示为带符号数， 其中计算机中的带符号数一般为补码形式。 10001101若为
无符号数。 则其真值为 +141；若为带符号数， 由于最高位 （符号位） 为 1.所以为负数
（补 码形式），则其真值为 -115。
1.4 写出下列二进制数的原码、反码和补码（设字长为 8 位）。
1.5已知X=10110110, Y=11001111,求X 和Y 的逻辑与、逻辑或和逻辑异或。 解： X Y 10000110
X Y 11111111 X Y 01111001
1.6已知X 和Y ，试计算下列各题的
X Y 补和X-Y 补（设字长为8位）。
1 ) X=1011 Y=0011 2) X=1011 Y=0101 3) X=1001 Y=-0100 4) X=-1000 Y=0101 5) X=-1100
Y=-0100
解：
(1)X 补码=00001011 Y 补码=00000011
[X+Y]补=00001110
[X-Y]补=00001000
(2) X 补码=00001011 Y 补码=00000101 [X+Y]补=00010000
[X-Y]补=00000110
( 3) X 补码 =00001001 Y 补码 =11111100 [X+Y]补=00010000
[X-Y]补=00000110
2) 10001101 4) 11001110
1) 010111 2) 101011 3) -101000
4) -111111
解：(1) [x] 原=00010111
(2) [x]原=00101011 (3) [x]原=10101000
(4) [x]原=10111111 凶反=00010111 [x]反=00101011 [x]反=11010111
凶反=11000000
凶补=00010111 凶补=00101011 凶补=11011000
凶补=11000001
1.7 用补码来完成下列运算，并判断有无溢出产生(设字长为
解：(1) [x]补+[y]补=01010101+00111100=10010001 = -111，有溢出 (2) [x]补+[y]补=10101011+00111100=11100111 =-25,无溢出 (3) [x]补+[y]补=01010101+11000100=00011001 =25，无溢出 (4) [x]补+[y]补=10101011 + 11000100=01101111 =111,有溢出 1.11 计算机由哪几部分组成的？
解：计算机由微处理器、存储器和 I/O 接口电路构成。各部分通过地址总线( AB )、数 据总线(DB )和控制总线(CB )相连。
1.12 什么叫微处理器？什么叫微型计算机？什么叫微型计算机系统？
解：把CPU 和一组称为寄存器(Register?的特殊存储器集成在一片大规模集成电路或 超大规模集成电路封装之中, 这个器件才被称为微处理器。 以微处理器为核心, 配上由大规 模集成电路制作的只读存储器( ROM )、读写存储器( RAM )、输入／输出、接口电路及 系统总线等所组成的计算机, 称为微型计算机。 微型计算机系统是微型计算机配置相应的系 统软件 ,应用软件及外部设备等。 1.15 什么叫单片微型计算机？和一般微型计算机相比,单片机有何特点？
解：单片微型计算机就是在一块硅片上集成了
CPU 、RAM 、ROM 、定时器/计数器和多种
I/O 口(如并行、串行及 A/D 变换器等)的一个完整的数字处理系统。单片机主要特点有： 品种多样,型号繁多；存储容量大；频率高,速度快；控制功能强,集成度高；功耗低；配 套应用软件多。
2.5 说明静态 RAM 和动态 RAM 的主要区别 ,使用时应如何选用。
解：静态RAM ， ( SRAM )采用触发器电路构成一个二进制信息的存储单元，存取速度快， 集成度低。
动态 RAM ,( DRAM )集成度较高, 对于同样的引脚数其单片容量一般比 SRAM 高(集 成度高), DRAM 的存储单元采用电容存储信息,由于电容存在江山漏电,所以需要进行 定期刷新,存取速度较 SROM 慢。
2.6现有1K X 8位的RAM 芯片若干片。若用线选法组成存储器，有效的寻址范围最大时多 少 KB ？若用 3-8 译码器来产生片选信号,则有效的寻址范围最大又是多少？若要将寻址范 围扩展到64kB ,应选用什么样的译码器来产生片选信号？
解：1k X 8位的RAM 芯片由10条地址线。8031的地址线为16条，所以还有6条地址线可 以用来做片选信号。 当采用线选法时, 每条高位地址线只能选中一片芯片, 所以有效地址范 围最大可为 6kB 。 当用 3－8译码器来产生片选信号时,
一片 3－8译码器可以产生 8个片选信号, 有效寻址范
围可扩大为8kB 。若使用多片3 - 8译码器，则寻址范围还可以扩大。
若要将寻址范围扩展到 64kB ,必须用6位线进行全译码以产生 64个片选信号。由于现在尚 无现成的 6－64译码器可用, 故可选用多个 3－8译码器,通过两级译码来产生 64个片选信
号,共需 9个3－8译码器。或者用 1个2－4译码器和 4个4－16译码器通过两级译码,也 可以得到所
需的 64个片选信号。
8 位)
1) 3) 85+60 85-60
（2）-85+60 4）-85-60
2.7什么是地址重叠区，它对存储器扩展有何影响；若有1k X 8位RAM并采用74LS138译码
器来产生片选信号，图2.18中的两种接法的寻址范围各是多少KB ?地址重叠区有何差别?
图中G1、G2A和G2B为译码器的使能端。
A12___ c
1
图2.18题2.7附图
解：所谓地址重叠，其表现就是若干个地址都可选中同一存贮器芯片的同一单元，即一个单
元有多个地址。地址重叠区即是指有哪些地址区可以选中同一芯片的存贮单元。由于地址重
叠区的存在，影响了地址区的有效使用，限制了存贮器的扩展。
图2.18中的两种接法，都能产生8个片选信号，选用1kB RAM时，寻址范围都是8kB。但是左图有地址重叠区。高3位地址A13、A14和A15不论为何值，只要低13位地址相同，
都能选中同一芯片的同一单元。故共有8个地址区。对于Y0输出选中的芯片地址为：0000H-03FFH，2000H-23FFH，4000H-43FFH，6000H-63FFH，8000H-03FFH，8000H-03FFH，A000H-A3FFH，
C000H-C3FFH，E000H-E3FFH。
而右图的接法没有地址重叠区。8片RAM所占用的地址为2000H-23FFH，其它的地址
都选不中这些RAM的存贮单元。
从系统扩展的角度来看，图2.18左图可以接8片1kB RAM，而每片RMA又有8kB地址
重叠区，所以64kB地址区全部用完。这个系统只能接8片1kB RAM，不能再扩展。
而图2.18右图中由于不存在地址重叠区，如果再增加译码器和控制门，就可以获得更多的片选信号。只要连接得当，系统最大可以扩展64kB存储器。所以地址重叠区的存在将
限制存储器的扩展。
2.8某系统需要配置一个4k X 8位的静态外部RAM。试问：用几片2114 （1k X 4位）组成该存储器？用线选法如何构成这个存储器？试画出连接简图，并注明各芯片所占用的存贮空间。
解：需用（4k X 8）/ （1k X 4）= 8,即8片2114来组成。系统连接如图所示。
8片2114芯片分为四组，每组有相同的线选信号，即有相同的地址，存储空间的分布可决定如下：
口厂宀_________________
A1 5A14A13A12A11A10A9 —A0
I、n片X X11 1 00
……03800H
X X 11101?
??…13BFFH
川、"片X X110 10…
…
0 3400H
X X110 1 1……137FFH
V 、w片X X1011
…02C00H X X101 1 1……12FFFH
四、忸片X X01110…
…
01C00H X X011 1 1-?? (1)
由于A15和A14这两条地址线没有使用，所以在如图的连接方式下，每组存贮器都有
4kB地址重叠区。但如果把A15和A14也用作线选信号，则这个系统还可以再扩充2kB容量的存储器（设仍使用2114芯片）。
2.9某系统的存储器配置如图 2.19所示。所用芯片为1k X 8位静态RAM，试确定每块芯片的
地址范围。图中C为译码器高位输入，A为低位输入。Y0对应于输入组合000, Y7对应于
输入组合111。每片RAM地址重叠区有多大?
D7—D0
图2.19题2.9附图
解：各芯片的地址区可确定如下:
A15A14A13A12A11A10A9 —A0 地址区
I、片X X000X0……0 0000H
X X000X1……1 03FFH
n
、
片X001X0…?- 0 0800H
X
X
001X1……1 0BFFH
川、片XX0 10 X0?…?- 01000H
X X 0 10X1
-
??…113FFH
W、片XX0 11X0-??…01800H
X X0 11X1
-
??…11BFFH
由于有3条地址线A15
、
A14 和A10没有连接和使用，所以每片RAM都有23= 8kB地
址重叠区。
2.10用4片1k X 8位RAM，一片2-4译码器，一片4—16译码器，请构成4k x 8位容量的存贮器，画出存贮器的连接图。并要求：
(1)每一存贮单元的地址范围是唯一确定的，不存在地址重叠区；
(2)给出所画的连接图中每块芯片的寻址范围；
(3)存贮器应具有扩展能力，即能扩展到64k X 8位的存贮容量。
若要扩展到最大容量，除了增加存贮器芯片外，还要增添什么器件？
解：按照第一个要求，必须通过全译码来产生片选信号。即每个片选信号必须由6个高位地址线的组合来产生。由于提供了两种不同的译码器，产生这种片选信号并不难。但连接的方式不止一种，而且不同的连接方式各个存贮器芯片的地址区也可以不同。下图是两种可
能出现的方案。
第二种方案的意图是以地址线A10来控制4—16译码器Y0的输出是为1还是为0:当
AQ—Aft
在第一种方案中，4片RAM的地址为:
I片：0000H-03FFH;
H 片：0400H-07FFH ;
川片：0800H-0BFFH ;
W片：OCOOH-OFFFH ;
A14A13A12A11A10=00000 时Y0 = 0; 当A14A13A12A11A10=00001 时Y0 = 1。再加上A15 的控制，可以得到4个片选信号，从而确定4片RAM的地址为：
I 片：0000H-03FFH ;
H片：0400H-07FFH;
川片：8000H-83FFH;
W片：8400H-87FFH ;
但是，这个方案并不能满足题目中第一个要求，即每片RAM的地址区并不是唯一的。
因为4—16译码器的Y0 = 1可能出现的机会很多，实际上，只要A14A13A12A11A10工00000时，都可以使Y0 = 1。所以这个方案并不能用。
若要把存贮容量扩展到64kB,则除了增加1kB RAM芯片的数量外，还要通过全译码方
法产生64个片选信号。由于已经有1片4—16译码器和1片2—4译码器，所以只需要再增
加3片4—16译码器就可以实现：即用2—4译码器的4个输出控制4片4—16译码器的4
个使能端，就可以在4片4- 16译码器的输出端，获得64个片选信号。
2.11某系统的存储器中配备有两种芯片：容量为2K X 8位的ROM和容量为1K X 8位的RAM。它采用74LS138译码器来产生片选信号：Y0、Y1和Y2直接接到三片ROM （#1、#2和#3）; Y4和Y5则再通过一组门电路产生4个片选信号接到4片RAM （#4、#5、#6和#7 ），连接的简图如图2.20所示。试确定每一片存储器的寻址范围。各存储器芯片的片选信号都是低电
若要选中ROM #1，则必须Y0输出为低电平, 而其它输出为高电平，Y D0对应于
An 0, A12 0, Ai3 0 ;
同理，若要选中ROM #2，则Y10 , 而其它输出为高电平，Y0对应于
A1 1, A12 0, A|3 0 ;
若要选中ROM #3，则Y2 0，而其它输出为高电平，匕0对应于A11 0,血1,A,3 0。
若要选中RAM #4 ,必须Y4输出为低电平的同时A。0 , Y4 0对应于
A i 0, A12 0, A13 1 ;
同理，若要选中RAM #5 ,必须Y4输出为低电平的同时A0 1 , Y4 0对应于
A i 0,A12 0,A13 1；
若要选中RAM #6，必须丫5输出为低电平的同时A10 0,￡0对应于Ai 1,血0,^3 1; 若要选中RAM #7，必须丫5输出为低电平的同时A,。 1 , Y s 0对应于An 1人2 0,人3 1；而每一个存储器的最小地址为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 ~ 000000000
最大地址为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 ~111111111。
3.1 8051单片机有多少个特殊功能寄存器？它们可以分为几组？各完成什么主要功能？
解：8051单片机内部有21个特殊功能寄存器，它们可以分成6组：用于CPU控制和运算的
有6个，即ACC，B, PSW, SP和DPTR（16位寄存器，算2个8位寄存器）；有4个用作并行接口，即P0，P1，P2和P3;有2个用于中断控制，即IE和IP ;有6个用于定时/计数器，它们是TMOD，TCON及两个16位寄存器T0和T1 ；还有3个寄存器用于串行口，即SCON，SBUF和PCON。当然其中有些寄存器的功能不只是一种，也可以有另外的分组方法。
如电源控制寄存器PCON除了用于串行口通信外，还可用于供电方式的控制。
3.2决定程序执行顺序的寄存器是哪个？它是几位寄存器？它是不是特殊功能寄存器？
解：决定程序执行顺序的寄存器是程序计数器PC。它是一个16位寄存器，但它不属于特殊
功能寄存器。
3.3 DPTR 是什么寄存器？它的作用是什么？它是由哪几个寄存器组成？
解：DPTR是数据存储器指针。因为在MCS-51系列单片机中，指令存储器和数据存储器是完
全分开的，因此，当向数据存储器读写数据时，就需要有一个寄存器来存放数据存储器的地址，这个寄