第2章-单片机基本组成原理
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思考题:【2-1】80C51单片机由哪几部分组成,试说明ROM和RAM的功能分别是什么?【2-2】在程序运行中,PC的值是。
()A)当前正在执行指令的前一条指令的地址B)当前正在执行指令的地址C)当前正在执行指令的下一条指令的首地址D)控制器中指令寄存器的地址【2-3】判断下列说法是否正确。
(1)PC可以存放一个16位二进制数,因此其寻址范围为0000H~7FFFH。
()(2)单片机系统复位时PC的内容为0000H,因此CPU从程序存储器0000H地址单元取指令,开始执行程序。
()(3)PC可以看成是程序计时器()(4)PC可以看成是程序存储器的地址指针。
()【2-4】试计算当振荡频率为12 MHz和6 MHz时,一个机器周期的长度?试辨析振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的关系。
【2-5】单片机的ROM必须具有掉电存储功能,这句话是否正确?【2-6】单片机对RAM的根本要求是快,但掉电可丢失数据,这个表述正确吗?【2-7】试说出80C51的两种时钟电路模式,如果是只有一个单片机工作常使用的是哪一种?如果是两个以上的单片机工作使用哪一种?【2-8】80C51单片机的EA信号有何功能?在使用8031时,EA信号引脚应如何处理?现在使用的80C51系列单片机内部一般均含有ROM,其EA引脚应该怎么接?【2-9】80C51系列单片机的三总线结构包括哪三种?其中作地址总线指的是?作数据总线指的是?属于控制总线的有?P0口的分时复用功能需要依靠锁存器的锁存功能,试举1种常用的低功耗锁存器并将其与单片机正确连接?【2-10】片内RAM低128单元一般划分为哪三个主要部分?对应的字节地址空间是?内部RAM中,可作为工作寄存器区的单元地址为()H~()H。
【2-11】80C51单片机任何一个时间4组通用工作寄存器中只能有一组工作,具体哪一组工作由什么来决定?如何设置才能选用0组通用寄存器?【2-12】80C51单片机具有很强的位(布尔)处理功能,内部RAM中共有多少单元可以位寻址,试写出其字节范围和位地址范围?【2-13】位地址00H与字节地址00H在内存中的位置有什么区别?片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是();片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为()。
单片机课后习题解答练习练习练习第二章单片机结构及原理1、mcs-51单片机内部涵盖哪些主要功能部件?它们的促进作用就是什么?请问:(1)一个8bitcpu就是微处理器的核心,就是运算和逻辑排序的中心。
(2)片内震荡器及时钟电路:提供标准时钟信号,所有动作都依据此进行。
(3)4krom程序存贮器:存贮程序及常用表格。
(4)128bram数据存贮器:暂存一些中间变量和常数等。
(5)两个16bit定时器/计数器:全然硬件定时器(6)32根可编程i/o口线:标准8位双向(4个)i/o接口,每一条i/o线都能独立地作输入或输出。
(7)一个可编程全双工串行口。
(8)五个中断源。
2、什么是指令?什么是程序?请问:指令就是规定计算机继续执行某种操作方式的命令。
程序是根据任务要求有序编排指令的集合。
3、如何重新认识89s51/52存储器空间在物理结构上可以分割为4个空间,而在逻辑上又可以分割为3个空间?答:89s51/52存储器空间在物理结构上设有4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、片外数据存储器。
在逻辑上有3个存储器地址空间:片内、片外统一的64kb程序存储器地址空间,片内256b数据存储器地址空间,片外64kb的数据存储器地址空间。
4、开机复位后,cpu使用的是哪组工作寄存器?他们的地址是多少?cpu如何确定和改变当前工作寄存器组?请问:开机登位后,cpu采用的就是第0组与工作寄存器,地址为00h~07h,cpu通过发生改变状态字寄存器psw中的rs0和rs1去确认工作寄存器组。
5、什么是堆栈?堆栈有何作用?在程序设计时,有时为什么要对堆栈指针sp重新赋值?如果cpu在操作中要使用两组工作寄存器,sp应该多大?请问:堆栈就是一个特定的存储区,主要功能就是暂时存放数据和地址,通常用以维护断点和现场。
堆栈指针sp登位后指向07h单元,00h~1fh为工作寄存器区,20h~2fh为十一位串行区,这些单元存有其他功能,因此在程序设计时,须要对sp再次赋值。
单片机的基本组成在讲单片机的组成之前我们先来说一下大家都熟知的计算机一、计算机的经典结构在设计计算机时匈牙利籍数学家冯.诺依曼提出的“程序存储”和“二进制运算”的思想。
1、二进制运算决定了计算机的硬件结构。
二进制运算包括二进制算术运算和逻辑运算(逻辑运算的基础是逻辑代数,又称布尔代数)。
逻辑量只表示两种不同的状态,可以对应电子线路中的电阻高低、二极管、三极管的通断等。
因此,二进制运算决定了计算机可以由电子元器件,特别是集成电路组成。
2、程序存储决定了软件控制硬件工作。
因此,计算机的基本结构包括硬件和软件两部分。
计算机的工作原理:由输入设备将软件送入存储器,然后由控制器逐条取出存储器中的控制软件,并运行,再将运行结果送到输出设备。
3、计算机的经典结构根据以上思路,计算机由运算器、控制器、存储器和输入设备、输出设备组成。
图1.1.1 计算机经典结构图对经典结构中各部分有机组合,就构成了微型计算机。
由于各部分的具体电路(元器件及元器件的组合方式)不同,又形成了各种应用形态。
二、微型计算机(Microcomputer)组成及应用形态1、微型计算机组成将经典结构中的运算器、控制器组合在一起,再增加一些寄存器等,集成为一个芯片,这个芯片称为微处理器(Microcontroller),即CPU(Center Processing Unit )。
这样微型计算机就由CPU、存储器、输入/输出(I/O)接口组成。
再配以输入/输出(I/O)设备和软件,就构成了微型计算机应用系统,简称微型计算机。
图1.1.2 微型计算机系统结构图2、应用形态(1)系统机(多版机)微处理器CPU、存储器、I/O端口电路和总线接口等组装在一块主板上,再通过系统总线和外设适配卡连接键盘、显示器、打印机等,再配上系统软件就构成了一个完整的计算机系统。
图1.1.3 微型计算机结构图这就是办公室、家庭使用的PC机的典型形态。
由于较大的存储容量(存储器、硬盘、软盘、光盘等),输入、输出设备齐全,而且软件丰富(系统软件和应用软件),能够进行海量计算和应用系统开发。
第2章 MCS-51单片机结构及原理习题1.MSC-51单片机内部由哪些功能部件组成,各有什么功能?答:以80C51单片机为例,其内部功能部件有:控制器:是对取自程序存储器中的指令进行译码,在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号,完成指令所规定的功能;运算器:根据控制器发来的信号,执行算术逻辑运算操作;存储器:包括程序存储和数据存储器;定时器计数器:2个16位定时器/计数器,可对机器周期计数,也可对外部输入脉冲计数;中断系统:可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求;输入输出接口:4个8位并行口和一个全双工串行口;2.MSC-51单片机外部引脚的名称是什么?各有什么功能?答:(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚):+5V电源引脚VSS(20脚):接地引脚XTAL1(19脚);外接晶振引脚(内置放大器输入端)XTAL2(18脚):外接晶振引脚(内置放大器输出端)(2) 控制引脚(9)为复位/ 备用电源引脚RST/VPDALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29):输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31):外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0~P0.7(39~32脚)——P0口;P1.0~P1.7(1~8脚)——P1口;P2.0~P2.7(21~28脚)——P2口;P3.0~P3.7(10~17脚)——P3口。
3.51系列单片机的封装有哪些类型?请说明每一种封装引脚之间的距离。
答:51系列单片机的封装有:40引脚双列直插封装(DIP——dual in-line package),引脚之间的距离是100mil(2.54mm);44引脚方形扁平封装(QFP ——quad flat package)方式,引脚之间的距离是2.54mm;44引脚带引线的塑料芯片载体PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)。