单片机89C51特殊功能寄存器
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单⽚机课后习题答案单⽚机课后习题答案1.89C51单⽚机内包含哪些主要逻辑功能部件?答:80C51系列单⽚机在⽚内集成了以下主要逻辑功能部件:(l)CPU(中央处理器):8位(2)⽚内RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB (5)并⾏I/O⼝:8位,4个(6)串⾏接⼝:全双⼯,1个(7)定时器/计数器:16位,2个(8)⽚内时钟电路:1个2.89C51的EA端有何⽤途?答:/EA端接⾼电平时,CPU只访问⽚内flash Rom并执⾏内部程序,存储器。
/EA端接低电平时,CPU只访问外部ROM,并执⾏⽚外程序存储器中的指令。
/EA端保持⾼电平时,CPU执⾏内部存储器中的指令。
3.89C51的存储器分哪⼏个空间?如何区别不同空间的寻址?答:ROM(⽚内ROM和⽚外ROM统⼀编址)(使⽤MOVC)(数据传送指令)(16bits地址)(64KB)⽚外RAM(MOVX)(16bits地址)(64KB)⽚内RAM (MOV)(8bits地址)(256B)4.简述89C51⽚内RAM的空间分配。
答:⽚内RAM有256B,低128B是真正的RAM区,⾼128B是SFR(特殊功能寄存器)区。
5.简述布尔处理存储器的空间分配,⽚内RAM中包含哪些可位寻址单元。
答:⽚内RAM区从00H~FFH(256B)其中20H~2FH(字节地址)是位寻址区对应的位地址是00H~7FH6. 如何简捷地判断89C51正在⼯作?答:⽤⽰波器观察8051的XTAL2端是否有脉冲信号输出(判断震荡电路⼯作是否正常?)ALE(地址锁存允许)(Address Latch Enable)输出是fosc的6分频⽤⽰波器观察ALE是否有脉冲输出(判断8051芯⽚的好坏?)观察PSEN(判断8051能够到EPROM 或ROM中读取指令码?)因为/PSEN接外部EPROM(ROM)的/OE端⼦OE=Output Enable(输出允许)7. 89C51如何确定和改变当前⼯作寄存器组?答:PSW(程序状态字)(Program Status Word)中的RS1和RS0 可以给出4中组合,⽤来从4组⼯作寄存器组中进⾏选择PSW属于SFR(Special Function Register)(特殊功能寄存器)9.读端⼝锁存器和“读引脚”有何不同?各使⽤哪种指令?答:读锁存器(ANLP0,A)就是相当于从存储器中拿数据,⽽读引脚是从外部拿数据(如MOV A,P1这条指令就是读引脚的,意思就是把端⼝p1输⼊数据送给A)传送类MOV,判位转移JB、JNB、这些都属于读引脚,平时实验时经常⽤这些指令于外部通信,判断外部键盘等;字节交换XCH、XCHD算术及逻辑运算ORL、CPL、ANL、ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC控制转移CJNE、DJNZ都属于读锁存器。
(1)AT89C51的主要特性○18位微处理器和控制器,中央处理器是整个单片机的核心部件,能同时处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
○2内含一个布尔运算器,可直接对数据的位进行操作和运算,特别适用于逻辑控制。
○3内含4KB可重擦写的可编程闪烁程序存贮器(EEPROM)。
○4内含128*8位的数据存贮器(RAM)。
○54个8位(32根)双向且可独立寻址的I/O(输入输出)接口0P~3P。
○62个16位的计数器/定时器。
○7片内振荡器和时钟电路。
○8全双工方式的串行接口(DART)。
○9两级中断优先权的6个中断源/5个中断矢量的中断逻辑。
○10指令集有111条指令,其中64条为单周期指令,支持6种寻址方式。
○11最高时钟振荡频率可达12MHz,大部分指令执行时间为1us,乘、除指令为4us。
○12与MCS-51兼容,寿命为1000次写/擦循环,数据保留时间为10年。
○13低功耗的闲置和掉电模式,可编程串行通道,三级程序存储器锁定。
(2)引脚及功能AT89C51单片机为40脚双列直插式封装结构。
其引脚排列顺序及引脚符号如图4.1所示:图4.1 AT89C51管脚图各引脚功能如下:○1电源及接地GND:电源接地端。
Vcc:供电电压即正常运行和编程校验时为+5V电源(士10%)。
○2时钟及复位信号XTAL1:是片内振荡器反相放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
当采用外部振荡器为时钟源时,此脚必须接地。
XTAL2:是片内振荡器反相放大器的输出端,也是内部时钟发生器的输入端。
使用外部振荡器时,可由此脚引入外部时钟信号。
RST:复位信号输入端,高电平有效。
若此输入端保持2个机器周期(24个时钟振荡周期)以上的高电平,即可以将89C51完成复位操作。
此外,RST引脚的第二功能是VPD,即备用电源的输入端。
当主电源Vcc发生故障,降低到低电平规定值时,单片机自动将+5v电源接入RST端,为RAM提供备用电源,以保证存储在RAM中的信息不丢失,以使复电后能继续正常运行。
89C51中断寄存器详情中断系统:AT89C51单片机的中断系统由中断源、与中断控制有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成,包括5个中断请求源、4个与中断控制有关的寄存器(IE、IP、TCON、SCON)、两个中断优先级及顺序查询逻辑电路。
1.中断源:中断源是指能引起中断、发出中断请求的装置或事件。
AT89C51有5个中断源○1外中断0(INT0):中断请求信号从单片机的P3.2脚输入○2外中断1(INT1):中断请求信号从单片机的P3.3脚输入○3内定时器/计数器0(T0):溢出中断○4内定时器/计数器1(T1):溢出中断○5串行口中断:包括串行收中断RI和串行发中断TI2.中断入口地址及内部优先权寄存器3.IE结构及各位名称、地址⑴EA是CPU中断总允许位。
EA=1,CPU开放中断;EA=0,CPU屏蔽所有的中断请求。
⑵ES是串行中断允许控制位。
ES=1,允许串行口中断;ES=0,禁止串行口中断。
⑶ET1是定时器/计数器1中断允许控制位。
ET1=1时允许定时器/计数器1中断;反之禁止。
⑷EX1是外部中断INT1中断允许位。
EX1=1时,允许外部中断1中断;反之依然。
⑸ET0是定时计数器T0的溢出中断允许位。
ET1=1时允许定时器/计数器0中断;反之禁止。
⑹EX0是外部中断INT0允许位。
EX1=1时,允许外部中断0中断;反之禁止。
89C51系统复位后,IE中各位均被清0,即禁止所有中断。
4.TCON(定时器/计数器和外中断控制寄存器):TCON的字节地址为88H,是可位寻址的特殊功能寄存器,其地址有低到高依次是88H ~ 8FH。
TCON结构及位名称、位地址TF1:T1溢出中断请求标志。
当定时器/计数器T1溢出时,由硬件置“1”,请求中断。
TF0:T0溢出中断请求标志。
当定时器/计数器T0溢出时,由硬件置“1”,请求中断。
IE1:外中断1中断请求标志。
当INT1引脚(P3.3)上出现有效的外部中断信号时,由硬件置“1”,请求中断。
填空题(每空1分)1、8051有(111 )条指令。
2、晶振的频率为6MHz时,一个机器周期为()μS。
3、单片机是把中央处理器,()()()以及I/O接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
4、传输速率是用每秒传送数据位的()来表示,把它定义为(),单位为()。
5、所谓最小应用系统是指能维持单片机运行的()配置系统。
6、单片机复位时P0的值为()。
7、当PSW4=0,PSW3=1时,工作寄存器Rn,工作在第()区。
8、当允许定时器1工作在方式1时,控制字TMOD应为()。
9、当8255工作在方式0时,使PA、PB、PC全用作输出口,控制字应为()。
10、在R7初值为00H的情况下,DJNZ R7,rel指令将循环执行()次。
11、当允许定时/计数器1溢出中断时IE控制字应为()。
12、欲使P1口的低4位输出0,高4位不变,应执行一条()命令。
13、MCS-51单片机系列有()个中断源,可分为()个优先级。
上电复位时()中断源的优先级别最高。
14、计算机三大总线分别为()、()和控制总线。
15、74LS138是具有3个输入的译码器芯片,用其输出作片选信号,最多可在()块芯片中选中其中任一块。
17、MCS-51指令系统中,ADD与ADDC指令的区别是()。
18、8051单片机有()个16位定时/计数器。
19、特殊功能寄存器中,单元地址()的特殊功能寄存器,可以位寻址。
20、如果存储单元的数据位为8位,当它存放无符号数时,则该数的范围为()。
21、MCS-51单片机有()个并行输入/输出口,当系统扩展外部存储器或扩展I/O口时,()口作地址低8位和数据传送总线,()口作地址总线高8位输出,()口的相应引脚会输出控制信号。
22、数据指针DPTR有()位,程序计数器PC有()位。
23、EPROM27256芯片的存储容量为(),它的地址线有()根。
24、欲使P1口的低4位输出0,高4位不变,应执行一条()命令。
89C51单⽚机硬件结构和原理第1部分 89C51单⽚机硬件结构和原理1. 89C51单⽚机⽚内包含哪些主要逻辑功能部件?答:89C51单⽚机是个完整的单⽚微型计算机。
芯⽚内部包括下列硬件资源:(1)8位CPU;(2)4KB的⽚内Flash ROM。
可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器;(3)256B内部 RAM/SFR;(4)21个 SFR;(5)4个8位并⾏I/O⼝P0~P3(共32位I/O线);(6)⼀个全双⼯uart的异步串⾏I/O⼝,⽤于实现单⽚机之间或单⽚机与PC机之间的串⾏通讯;(7)两个16位定时器/计数器;(8)5个中断源,两个中断优先级;(9)内部时钟发⽣器。
2. 89C51的EA端有何⽤途?答:作外部程序存储器地址允许输⼊端和固化编程电压输⼊端。
3. 89C51的存储器分哪⼏个空间?如何区别不同空间的寻址?答:89C51存储器包括程序存储器和数据存储器,从逻辑结构上看,可以分为三个不同的空间:(1)64KB的程序存储器地址空间:0000H~FFFFH,其中0000H~0FFFH为⽚内4KB的Flash ROM地址空间,1000H~FFFFH为外部ROM地址空间;(2)256B的内部数据存储器地址空间,00H~FFH,分为两⼤部分,其中00H~7FH(共128B单元)为内部静态RAM的地址空间,80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间,21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域;(3)64KB的外部数据存储器地址空间:0000H~FFFFH,包括扩展I/O地址空间。
MCS-51单⽚机存储器三类空间地址存在重叠,单⽚机设计了不同的数据传送指令符号来区分:CPU访问⽚内、⽚外ROM指令⽤MOVC,访问⽚外RAM指令⽤MOVX,访问⽚内RAM 指令⽤MOV。
4. 简述89C51⽚内RAM的空间分配。
答:89C51内部256B的数据RAM区,包括有⼯作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区、特殊功能寄存器组区。
第三章系统硬件设计3.1STC89C51单片机的介绍STC系列单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模块。
该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。
3.1.1主要功能、性能参数1.内置标准51内核,机器周期:增强型为6时钟,普通型为12时钟;2.工作频率范围:0~40MHZ,相当于普通8051的0~80MHZ;3.STC89C5xRC对应Flash空间:4KB\8KB\15KB;4.5.6.7.8.9.(((“((与入(动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(ILL)。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI 指令)时,P2口输出P2锁存器的内容。
(6)P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(ILL)。
P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表4-2所示。
(7)RST:复位输入。
当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
为89C51有256个字节的内部RAM,80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重叠的,也就是高128。
字节的RAM和特殊功能寄存器的地址是相同的,但在物理上它们是分开的。
当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时,指令中使用的寻址方式是不同的,也即寻址方式决定是访问高128字节。
89c51引脚图及功能89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的89C51是一种高效微控制器,89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
1.主要特性:·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器寿命:1000写/擦循环数据保留时间:10年·全静态工作:0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8位内部RAM·32可编程I/O线·两个16位定时器/计数器·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路2.管脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
3。
1 STC89C51单片机的介绍STC系列单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有Flash程序存储器、SRAM、UART、SPI、A\D、PWM等模块。
该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。
3.1.1主要功能、性能参数1。
内置标准51内核,机器周期:增强型为6时钟,普通型为12时钟;2.工作频率范围:0~40MHZ,相当于普通8051的0~80MHZ;3.STC89C5xRC对应Flash空间:4KB\8KB\15KB;4。
内部存储器(RAM):512B;5。
定时器\计数器:3个16位;6。
通用异步通信口(UART)1个;7.中断源:8个;8.有ISP(在系统可编程)\IAP(在应用可编程),无需专用编程器\仿真器;9。
通用I\O口:32\36个;10.工作电压:3.8~5.5V;11。
外形封装:40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等3。
1。
2 89C51单片机的引脚功能说明(1)VCC:电源电压(2)GND:地(3) P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。
作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时可作为高阻抗输入端用.在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复位,在访问期间激活内部上拉电阻。
(4)P1口:P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTE 逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(ILL).与AT89C51不同之处是,P1.0和P1。
1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P 1.0/T2)和输入(P 1。
1/T2EX ),参见表4—1。
Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。
单片机89C51特殊功能寄存器
高手从菜鸟忽略作起之(三)单片机共有21个特殊功能寄存器,下面从其功能,位结构,地址,读写方法对其作详细介绍。
一,特殊功能寄存器总述。
二,特殊功能寄存器分类:
1.CPU控制类(6个):Acc,B,PSW,DPL,DPH,SP.
2.中断控制类(2个):IE,IP.
3.计数/定时类(6个):TMOD,TCON,TL0,TL1,TH0,TH1.
4.并口端口类(4个):P0,P1,P2,P3.
5.串口端口类(2个):SCON,SBUF.
6.电源管理类(1个):PCON.
三,特殊功能寄存器详述:
1.CPU控制类(6个):Acc,B,PSW,DPL,DPH,SP
1.1 Acc:累加器,可按位,字节访问。
1.2 B:辅助寄存器,用于进行乘除运算。
P:奇偶校验位:P=0:1的个数为奇数;P=1,1的个数为偶数。
---:保留位,没使用。
OV:Over flow,溢出标志,OV=0:没溢出;OV=1:溢出。
Rs0:Regedit select 0,寄存器选取0.
RS1:Regedit select 1,寄存器选取1。
F0:User Flag bit:用户自定义位。
Ac: Auxiliary Carry,辅助进位标志,由低4位运算时,是否有向高4位进位。
Cy:Carry,进位标志。
字节运算时,是否有进位。
1.4 DPTL:Data Pointer Register Low,数据指针寄存器低8位。
1.5 DPTH:Data Pointer Register High,数据指针寄存器高8位。
1.6 SP: Stock Pointer:栈指针寄存器。
2.中断控制类寄存器(2个):IE,IP
EX0: Enable Extra 0 ,INT0 中断允许位。
ET0: Enable Timer 0,C/T0 中断允许位。
EX1: Enable Extra 1 ,INT1 中断允许位。
ET1: Enable Timer 1,C/T1 中断允许位。
ES: Enable serial ,串行中断允许位。
ET2: Enable Timer 2,C/T2 中断允许位。
---: 保留。
EA: Enable All:全部中断允许位。
PX0: Priority Extra 0 , INT0 中断优先位。
PT0: Priority Timer 0 ,C/T0中断优先位。
PX1: Priority Extra 1, INT1 中断优先位。
PT1: Priority Timer 1, C/T1中断优先位。
PS: Priority Serial ,串行中断优先位。
PT2: Priority Timer 2, C/T2中断优先位。
---: 保留1
---: 保留2
3.计数/定时类(6个):TMOD,TCON,TL0,TL1,TH0,TH1
T0_M0: C/T0 M0 Bit , C/T0 模式设置M0位。
T0_M1: C/T0 M1 Bit , C/T0 模式设置M1位。
T0_C/T: C/T0 C or T select ,C/T0计数或计时选取位。
T0_Gate: C/T0 Fire Mode ,运行方式选取位。
T1_M0: C/T1 M0 Bit , C/T1 模式设置M0位。
T1_M1: C/T1 M1 Bit , C/T1 模式设置M1位。
T1_C/T: C/T1 C or T select , C/T1计数或计时选取位。
T1_Gate: C/T1 Fire Mode , 运行方式选取位。
IT0: Interrupt Timing 0 ,C/T0激活模式,0脉冲,1下降沿。
IE0: Interrupt Enable 0 ,C/T0使能。
IT1: Interrupt Timing 1 , C/T1激活模式,0脉冲,1下降沿。
IE1: Interrupt Enable 1 , C/T1使能。
TR0: Timer Run 0 ,C/T0 中断发生位。
TF0: Timer Over Flow 0 ,C/T0 中断溢出。
TR1: Timer Run 1 , C/T1 中断发生位。
TF1: Timer Over Flow 1 , C/T1 中断溢出。
3.3TL0:C/T0初值设置低8位
3.4TL1:C/T1初值设置低8位
3.5TH0:C/T0初值设置高8位
3.6TH1:C/T1初值设置高8位
4.并口端口类(4个):P0,P1,P2,P3
4.1P0: 作I/O时,需上拉电阻;作地址低8位。
4.2P1:普通I/O.
4.3P2:作I/O,作地址高8位。
4.4P3:作I/O,具有第2功能。
5.串口端口类(2个):SCON,SBUF
TI: Transform Interrupt,数据发送中断位。
RB8: Receive Bit 8,模式2、3时接收第8位。
TB8: Transform Bit 8,模式2、3时发送第8位。
REN: Run Enable,运行使能位。
SM2: Serial Mode 2,模式设定M2。
SM1: Serial Mode 1, 模式设定M2。
SM0: Serial Mode 0, 模式设定M2。
5.2SBUF:串口缓冲寄存器
接收和发送同用此缓存寄存器。
PD: power detach ,0=正常,1=掉电
GF0: general Flag 0,通用标志位0
GF1: general Flag 1,通用标志位1
P0F:其它用。
LVDF:其它用
SM0:晶振模式,0=正常,1=加倍
SM1: 晶振模式,0=正常,1=加倍。