1、 80C51单片机的存储器在结构上有何特点?在物理上和逻
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1、 80C51单片机的存储器在结构上有何特点?在物理上和逻辑上各有哪几种地址空间?访
问片内RAM和片外RAM的指令格式有何区别?
答:
80C51单片机采用将数据存储器和程序存储器分开,分别寻址的结构,称为Harvard结构。
在物理上有四个存储器空间:片内程序存储器,片外程序存储器,片内数据存储器和片
外数据存储器。
在逻辑上有三个存储器空间:片内外统一的64KB程序空间,128B片内数据空间,64KB
片外数据空间。
访问格式:访问片内RAM采用MOV格式,访问片外RAM采用MOVX格式。
2、 80C51单片机的
EA
信号有什么功能?在使用80C51时,
EA
信号引脚应如何处理?在
使用80C31时,
EA
信号引脚应如何处理?
答: 80C51单片机的
EA
信号为外部程序存储器选择信号,低电平有效。该信号
用于选择
低端程序存储器。但
EA
=0时,控制器认为低端程序在片外;当
E
A
=1时,控制器认为低
端程序存储器在片内。对于80C51,由于有片内ROM,可以将<
br>EA
接成高电平,这时先运行
的是片内0地址开始的掩膜程序;也可以将
EA<
br>接成低电平,以屏蔽片内ROM,强制执行
片外扩展的程序存储器中的程序。在使用80C31时
,由于没有片内ROM,故将
EA
接成低
电平。
3、
80C51单片机内RAM低128个存储单元划分为哪3个主要部分?各部分主要功能是什
么? 答:80C51单片机内RAM低128个存储单元划分为工作寄存器区,位寻址区和用户RAM区
三个部分。
工作寄存区:片内RAM的00H~1FH,共32个单元,包括4个工作寄存器组,每个
组有
8个8位通用寄存器。这些单元可以寄存器寻址,指令的数量最多,均为单周期指令,执行
的速度最快。
为寻址区:片内RAM的20H~2FH,既可以进行字节寻址,又可以为寻址。 用户RAM区:片内RAM的30H~7FH,共80个单元。一般用来存放各种用户数据,如
AD
转换数据,键盘扫描码,温度液位设定值,数据处理暂存结果,反馈控制量,显示缓冲
区等,也用于开辟
堆栈。
4、 程序存储器的哪些单元被保留用于特定场合?
答:地址向量为0000H,复
位;地址向量为0003H,外部中断0;地址向量为000BH,计时
器T0溢出;地址向量0013
H,外部中断1;地址向量001BH,计时器T1溢出;地址向量0023H,
窜行口中断;地址向量
002BH,计时器T2T2EX。
5、 什么是堆栈?堆栈有哪些功能?堆栈指针SP的作用是什么
?在程序设计时,为什么还
要对SP重新赋值?
答:堆栈是一个特殊的存储区,按照“先进后
出”的特点存取数据。堆栈的功能有数据暂存,
参数传递,子程序调用和中断处理。堆栈指针sp是一个
8位寄存器,是用于指示堆栈的栈
顶地址的寄存器,决定了堆栈在内部RAM中的物理位置,通过改变S
P来完成出栈和入栈操
作。在程序设计时,通过对sp重新赋值,可以将堆栈设定在片内RAM的任何位
置,更为方
便明了。
6、
80C51单片机的布尔处理机包括哪些部分?它们具有哪些功能?共有多少个单元可以位
寻址?
答:80C51单片机包含自己的累加器—程序状态字PSW中的进位标志位CY;自己的RAM—
内部数据RAM中低128B中的128个可直接寻址位和SFR中的可寻址位83个;自己的IO口—P0~P3口的各位;有自己的一套完整的指令系统,包含17条指令,可用于各种布尔变
量的
处理。
布尔处理机具有的功能:置位、清0和取反;位传送;位逻辑运算和位判断转移。
80C51位处理机能够访问的空间有两个:
1)位寻址区中的16个单元计128位;
2)SFR中的可寻址位83个。
因此一共可以访问211个位地址。
7、 80C51单片机的节拍、状态、机器周期、指令周期是如
何设置的?当主频为12MHz时,
各种周期等于多少微秒?
答:时钟周期又称为振荡周期,
由单片机内部振荡电路OSC产生,定义OSC时钟频率的倒
数。时钟周期又称为节拍。时钟周期是时序
的最小单位。一个状态有两个节拍。
机器周期定义为实现特定功能所需的时间。80C51的机器周期12个时钟周期构成。
执行
一条指令所需要的时间为指令周期,指令周期是时序中的最大单位。由于机器执行
不同指令所需的时间不
同。因此不同指令所包含的机器周期数也不同。80C51的指令包括
1~4个不等的机器周期。 当主频为12MHz时,一个节拍为112s,一个状态为16s,机器周期为1s,指令周
期为1~4s。
8、 说明80C51单片机的程序状态字PSW的主要功能。
答:程序
状态字PSW是8位寄存器,用于存放程序运行的状态信息,PSW中各位状态通常
是在指令执行的过程
中自动形成的,但也可以由用户根据需要采用传送指令加以改变。各个
标志位的意义如下:
PSW.7(Cy):进位标志位。
PSW.6(AC):辅助进位标志位,又称为半进位标志位。
PSW.5(F0):用户标志位。
PSW.4、PSW.3(RS1和RS0):寄存器组选择位。
PSW.2(OV):溢出标志位。
PSW.1(空缺位):此位为定义。
PSW.0(P):奇偶校验位。
9、
谈谈MCS-51是怎么避免存储空间重叠而产生数据冲突的?
答:(1)片内片外程序存取器空间地
址重叠:MCS-51在复位后用
EA
引脚来区分是对片内
程序存储器还是片外程序存
储器寻址。当
EA
接地时,选择全部从片外程序存储器寻址;当
EA
接高电平
时,选择从由片内到片外的合成程序存储器空间寻址。
(2)数据存储器和程序存储器地址重叠
:片内数据存储器使用MOV指令访问,片外数
据存储器使用MOVX指令访问。程序存储器有两种访问
情况:取指时根据当前PC值访问,
查表取数据时根据PC或DPTR中的内容和A中的数值一起用MO
VC指令访问。如果访问的
是片外程序存储器,
PSEN
信号失效。
(3)片内片外数据存储器低地址重叠:片内数据使用MOV指令访问,8位的片内地
址由R0
或R1给出,内部读写信号由指令时序控制器在片内产生,
RD
、
WR
信号无
效;片
外数据使用MOVX指令访问,16位片外地址可以由DPTR数据指针给出,也可以由R0或R
1
送出片外地址的低8位,结合P2口锁存的高8位信息形成16位的被寻址地址,读写期间
R
D
、
WR
信号有效。
(4)片内RAM高128B和SFR地址重叠:5
2子系列的片内RAM高128B和SFR属于
片内单元,由MOV指令访问。所不同的是,片内RAM
高128B通过R0或R1使用间接寻址
方式访问;SFR使用直接寻址方式访问。
10、
80C51单片机的4个IO口在使用上有哪些分工和特点?在用作通用IO口时,需注
意什么? 答:P0口:漏极开路8位双向并行口。第二功能可以分时复用为片外数据总线和地址总线
低8位,
系统不作片外扩展之时,也可作为普通8位双向并行口使用。P0口每位的驱动能
力为800uA,可驱
动8个74LS系列TTL型负载。由于是漏极开路输出,在驱动NMOS电路
时需外接上拉电阻。
P1口:带内部上拉电阻的8位准双向并行口。51子系列没有第二功能,故通用输入输出
口使用。P1口每位的驱动能力为400uA,能够直接驱动4个TTL负载。
P2口:带内
部上拉电阻的8位准双向并行口。第二功能用于提供片外地址总线的高8位;
系统不作片外扩展时,也可
作为普通的8位双向并行口使用。P2口驱动能力同P1口。
P3口:带内部上拉电阻的8位准
双向并行口。P3口通常用于第二功能,他们定义了单
片机的一些重要控制信号;不作第二功能使用时的
口线,也可以作为普通双向输入输出口使
用。P3口的驱动能力同P1口。
在用作通用
IO口时,要求输入外部信号之前必须先在内部锁存器相应的位上锁存为
“1”,使其输出高阻浮空,方
可作为输入端使用。由于复位后P0~P3内部锁存器的值为“FFH”
即全“1”状态,所以可以直接
作为输入口使用。
王奇科
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