MCS-51单片机结构及原理
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第一章MCS51单片机的结构与原理1.试比较MCS-51,MSP430,EM78,PIC,M6800及A VP等系列单片机的特点。
解:MCS-51为主流产品。
MSP430的功能较强。
是一种特低功耗的Flash微控制器。
主要用于三表及超低功耗场合。
EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造,低功耗设计为低功耗产品,价格较低。
具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。
具有优越的数据处理性能,采用RISC结构设计。
PIC系列8位单片机是Microship公司的产品。
CPU采用RISC结构,运行速度快,价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。
Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一,品种全、选择余地大、新产品多。
其特点是噪声低,抗干扰能力强,比较适合于工控领域及恶劣的环境。
A VR是增强RISC内载Flash的单片机,单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接,突破瓶颈限制,每1MHz可实现1MIPS的处理能力,为高速、低功耗产品。
端口有较强的负载能力,可以直接驱动LED。
支持ISP、IAP,I/O口驱动能力较强。
2.MCS-51系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件?各个逻辑部件的主要功能是什么?解:MCS-51单片机在片内集成了中央处理器(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。
CPU是整个单片机的核心部件,由运算器和控制器组成。
运算器可以完成算术运算和逻辑运算,其操作顺序在控制器控制下进行。
控制器是由程序计数器PC(Program Counter)、指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路组成。
CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出,存放在IR中,ID对IR中的指令码进行译码,定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时,以产生执行本条指令所需的全部信号。
第二章MCS51单片机的基本结构与工作原理一、8051单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件?提示:(1)CPU—包括运算器和控制器。
其中运算器主要有运算逻辑部件ALU(实质上就是一个全加器)、累加器A、暂存器TMP(如B寄存器、数据指针DPTR)、程序状态字PSW(寄存程序运行的状态信息);控制器主要有程序计数器PC(实质是加1计数器)、指令寄存器IR(存放指令操作码的专用寄存器)、指令译码器、定时控制逻辑电路(按指令的性质发出一系列定时信号)、条件转移逻辑电路。
(2)内部RAM。
共有256个RAM单元。
其中低128个单元(00H—7FH)供用户使用,高128个单元(80H—FFH)是专用寄存器,有着特殊逻辑功能(又名特殊功能寄存器SFR)。
(3)内部ROM。
8031内部无ROM,8051有4KB掩膜ROM。
(4)定时/计数器。
MCS51共有2个16位的定时/计数器(T0、T1)。
(5)并行I/O口。
MCS51共有4个8位并行I/O口(P0、P1、P2、P3)。
(6)串行口。
MCS51有1个全双工的串行口。
(7)中断控制系统。
MS51共有5个中断源,且分两个优先级别。
(8)时钟电路。
系统允许的最高晶振频率为12MHz(主要用于通信)。
二、MCS51问片内RAM、片外提示:(1(2)(片内外统一编址空间共64KB)、128个单元中的21个单元SFR,高128个单元中的107个空闲地址,用户不能使用。
切记!)、片外数据存储器(寻址空间64KB)。
(3)从功能上划分为程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间、外部数据存储器。
访问片内RAM的指令助记符是MOV;如MOV P1,A访问片外RAM的指令助记符是MOVX;如MOVX @DPTR ,A访问片外ROM的指令助记符是MOVC;如MOVC A,@A+PC三、MCS51单片机片内RAM按用途可以划分几个区域?各有什么作用?(片内RAM低128单元划分哪三个主要部分?各部分主要功能是什么?)提示:片内RAM是最灵活的地址空间,在物理上分成两个独立的功能不同的区域,即低128个单元(00H —7FH)的数据RAM区、高128个单元(80H—FFH)的特殊功能寄存器SFR区(见下一题的回答)。