80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案复习过程

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1 、如何理解51单片机存储空间在物理结构上可分为4个,而逻辑上又可划分为3个?

答:

MCS-51在物理上有四个存储空间:

1、片内程序存储器

2、片外程序存储器、

3、片内数据存储器

4、片外数据存储器。从逻辑上划分有三个存储器地址空间:

1、片内外统一编址的64K字节程序存储器(0000H~0FFFFH)

2、内部256字节数据存储器地址空间(包括 128字节片内RAM和128字节的SFR)

3、外部64K字节数据存储器地址空间(0000H~0FFFFH)

2 、MCS-51片内RAM的容量?8051最大可配置的RAM/ROM容量?答:

1)MCS-51片内RAM的容量:

51子系列:128B

52子系列:256B

2)其ROM最大可扩展到64KB

注:片内数据存储区=片内RAM+SFR,51和52子系列的SFR容量都是128B

3 、8051的/PSEN、/RD、/WR的作用?

答:

1)/PSEN(外部程序存储器读选通信号): CPU访问片外ROM时,使/PSEN低电平有效,可实现片外ROM的读操作,其他情况下此引脚为高电平封锁状态。

2)/RD:外部RAM读信号

3)/WR:外部RAM写信号

4 、ALE线的作用?当8051不和RAM/ROM相连时,ALE线的输出频率是多少?

答:

1)ALE(地址锁存控制信号):

访问片外ROM,RAM时,ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存,实现低位地址和数据的分时传送。

不访问片外存储器时,可做为外部时钟使用。

2)当8051不和RAM/ROM相连时,ALE线的输出频率等于时钟周期的倒数

5 、MCS-51的工作寄存区包含几个通用工作寄存器组?每组的地址是什么?如何选用?开机复位后,CPU使用的是哪组工作寄存器?答:

1)MCS-51的工作寄存区包含4个通用工作寄存器组

2)第0组通用寄存器区地址:00H~07H

第1组通用寄存器区地址:08H~0FH

第2组通用寄存器区地址:10H~17H

第3组通用寄存器区地址:18H~1FH

3)选择哪个工作寄存器组是通过软件对程序状态字寄存器PSW的第

4、3位进行设置实现的

4

6、 MCS-51的内部RAM地址空间是如何安排的?共有多少个单元可以位寻址?位地址又是如何排列的?

答:

1)MCS-51的内部RAM地址的空间安排:

00H~1FH 寄存器区

20H~2FH 位寻址区

30H~7FH 数据缓冲区

80H~FFH 专用寄存器区

2)位寻址的单元个数:16B*8位/B=128位

3)位地址排列方式:

位地址为:00H~7FH

字节地址:20H~2FH

7 、MCS-51的程序计数器PC是几位寄存器?它是否为专用寄存器?PC的内容是什么信息?

1)MCS-51的程序计数器PC是16位寄存器

2)它不是专用寄存器

3)PC的内容为将要执行的指令地址

8 、什么是堆栈?堆栈指针SP的作用是什么?在程序设计时,有时为什么要对SP重新赋值?如果CPU在操作中要使用两组工作寄存器,SP的初值应设为多少?

答:

1)堆栈是一种数据结构,专门存放向上生长堆栈的栈顶位置。是遵循“后进先出”的原则进行数据存取的一种工作方式。

2)堆栈指针SP的作用:指出当前堆栈顶部是片内RAM的哪一个单元。3)80C51单片机系统复位后SP的初值为07H,则将从内部RAM的08H 单元开始堆放信息。但是80C51系列的栈区不是固定的,只要通过软件改变SP寄存器的值便可更动栈区。为了避开工作寄存器和位寻址区,SP的初值要重新赋值,可置为2FH或更大的地址值。

4)如果CPU在操作中要使用两组工作寄存器,则刨除掉00~07H第0组和08H~0FH两组,所以SP的初值至少为0FH。

9 、MCS-51单片机的时钟周期,机器周期,指令周期是如何设置的?当振荡频率为6MHZ时,计算一个机器周期和执行一条最长的指令各需多少时间?

答:

1)MCS-51单片机的时钟周期:振荡源信号经二分频后形成时钟脉冲信号,一个时钟周期是振荡周期的2倍

MCS-51单片机的机器周期:完成一个基本操作所需的时间。MCS-51一个机器周期含6个时钟周期

MCS-51单片机的指令周期:是指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有1or2or4个机器周期

2)当振荡频率为6MHZ时,机器周期={(1/6)*12}us=2us;执行一条最长的指令的指令周期=4*机器周期=8us

10、使单片机复位有几种方法?复位的条件是什么?复位后片内各寄存器及RAM的状态如何?

答:

1)使单片机复位有2种方法:上电自动复位和按键手动复位

2)复位的条件:在振荡器运行时,RST端至少保持2个机器周期的高电平。

3)程序计数器PC指向0000H

P0~P3:0FFH

SP:07H

其它专用寄存器都清0