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微处理机原理与接口技术 第二章作业 2008-11-14张睿3061522064自动化06041、 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：1) 80C51单片机的存储器采用哈佛结构，对不同的存储空间采用不同寻址方式的指令，并由此产生不同的控制信号。虽然存在着地址重叠，同时被选通的现象，因此不会产生数据冲突。2) 从物理上，存储空间可以分成四部分：片内RAM、片外RAM、片内ROM和片外ROM。从逻辑上，存储空间可以分成三部分： 256B片内数据空间、64KB片外数据空间和64KB片内外统一的程序空间。3) 片内RAM使用MOV命令，调用R0或R1；片外RAM使用MOVX命令，调用DPTR,R0或R1。2、 80C51单片机的信号有什么功能？在使用80C51时，信号引脚应如何处理？在使用80C31时，信号引脚应如何处理？答：为内、外程序存储器选择引脚，主要有两个功能：1) 端接高电平时，CPU从片内存储器地址0000H单元开始执行程序。当地址超出4KB时将自动执行片外程序存储器的程序。2) 端接低电平时，CPU仅访问片外程序存储器。使用80C31时，信号引脚只能接低电平。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：00H-1FH为通用工作寄存区，共分为四组，每组由8个工作寄存器组成，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，执行速度较快。20H-2FH为位寻址区，既可以进行字节寻址，又可进行位寻址。位寻址区共16个单元128位。30H-7FH为用户RAM区，一般用来存放各种用户数据，也常用于开辟堆栈。4、 程序存储器的哪些单元被保留用于特定场合？答：0000H：程序入口地址。51系列单片机上电复位后，PC=0000H，程序将自动从0000H地址单元开始取指令执行。0003H：外部中断0入口地址。响应时程序转向0003H000BH：定时器0溢出中断入口地址。响应时程序转向000BH0013H：外部中断1入口地址。响应时程序转向0003H001BH：定时器1溢出中断入口地址。响应时程序转向001BH0023H：串行口中断入口地址。响应时程序转向0023H5、 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：堆栈是微处理机系统经常采用的数据结构，是先进后出的区域，在数据暂存、参数传递、子程序和中断中起着不可替代的作用。 堆栈指针SP是一个8位的特殊功能寄存器，这个寄存器中始终存放着堆栈栈顶的地址。每存入或取出一个字节数据，SP就自动加1或减1，且SP始终指向新的栈顶。复位后，SP = 07H，为了避免影响到一些特殊的程序存储器地址，在程序设计中，要对SP重新赋值。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：位处理器包括位累加器C，以及辅助C进行运算的辅助寄存器等。具有的功能：置位、清0、取反、位传送、位逻辑运算、位判断转移；寻址范围是：片内RAM的位寻址位（即20H-30H）和SFR内的11个可以位寻址的寄存器单元；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：MPU的基准振荡脉冲（其频率为主频）被时钟发生器二分频为时钟信号P1和P2。节拍：P1和P2各自都称为一个节拍（频率=主频）；状态：由两个节拍P1和P2共同构成的信号，成为状态；状态周期又称为时钟周期；机器周期：执行一次基本的硬件操作所需的时间。所谓基本的硬件操作就是完成一个指令所需要的众多的最底层的操作。在C51中，机器周期=6状态周期；指令周期：执行一条指令所占用的全部时间。C51中指令的指令周期有3种，分别等于1、2、4个机器周期。当主频是12MHz时，基准振荡周期=1/12 us，状态周期=1/6 us，机器周期为1us，指令周期有1us，2us，4us三种。8、 说明80C51单片机的程序状态字PSW的主要功能。答：PSW.0是奇偶校验位P：若ACC的结果中含有偶数个1，则P=0；含有奇数个1，则P=1； PSW.1保留； PSW.2是溢出标志OV。在运算结果中，若D7和D6位同时有进位或同时没有进位，则OV=0，结果无溢出；若D7和D6中仅有一位进位，则OV=1，结果溢出； PSW.3和PSW.4是通用寄存器组选择位RS0和RS1； PSW.5是用户标志位F0； PSW.6辅助进位位AC，PSW.7进位标志位CyD7D6D5D4D3D2D1D0CyACF0RS1RS0OV-P9、 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) C51对不同的存储空间采用不同寻址方式的指令，并由此产生不同的片内片外控制信号。虽然存在着地址重叠，也不会出现多个单元同时被选通的现象，因此不会产生数据冲突。2) 片内、片外程序存储空间：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。当控制引脚EA接高电平时，片内ROM为低端，即只有在寻址范围超过128B时，才进入片外ROM寻址；当EA引脚接地时，片外ROM为低端。3) 数据存储器和程序存储器：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：去只是根据当时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MOVC指令访问。如果访问的是片外程序存储器，PSEN信号失效。4) 片内、片外程序存储器低地址：访问RAM的寻址方式有两种：直接寻址和寄存器间接寻址。其中直接寻址针对片内RAM有效（同时也对SFR和位寻址空间有效）。而寄存器间接寻址方式既可以对片内RAM寻址（使用MOV命令，调用R0或R1）也可以对片外RAM寻址（使用MOVX命令，调用DPTR,R0或R1）。另外，需要指出的是在使用MOV时P3口的RD和WR置1，无效；使用MOVX时，RD和WR清0，有效。5) 片内RAM高128B和特殊功能寄存器（SFR）：片内RAM的高128字节只能通过R0或R1使用寄存器间接寻址方式访问； SFR采用直接寻址方式访问，同时SFR还可以直接使用寄存器名进行寻址。 10、 80C51单片机的4个I/O口在使用上有哪些分工和特点？在用作通用I/O口时，需注意什么？答：P0口是一个标准的双向8位并行口，第二功能课分时复用为片外数据总线和地址总线低八位，可驱动8个TTL型负载；P1