【正文】 第1單元 概述 計(jì)算機(jī)發(fā)展概述計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪五個(gè)階段？答：第一代邏輯元件采用電子管，存儲(chǔ)器采用磁鼓和磁芯的計(jì)算機(jī)。 第二代輯元件采用晶體管，主存儲(chǔ)器仍用磁芯，外存儲(chǔ)器已開(kāi)始用磁盤(pán)的計(jì)算機(jī)。 第三代邏輯元件開(kāi)始采用中小規(guī)模集成電路，主存儲(chǔ)器仍用磁芯的計(jì)算機(jī)；第四代采用中、大及超大規(guī)模集成電路，主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)；第五代人工智能計(jì)算機(jī)（目前仍處于研究之中）。 單片型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)介1. 從結(jié)構(gòu)功能分析單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。答：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)展的趨勢(shì)將會(huì)朝著不斷提高容量、性能、集成度、降低價(jià)格等方面發(fā)展；在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上將會(huì)由RISC（reduced instruction set puter）結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的CISC（plex instruction set puter）結(jié)構(gòu)的單片機(jī)。2. P89C5X系列單片機(jī)的特點(diǎn)以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)如下：CPU仍然采用80C51 中心處理單元，程序存儲(chǔ)器為FLASH存儲(chǔ)器，RAM可擴(kuò)展到64K字節(jié)，CPU速度最高可達(dá)33MHz，采用4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)，相比80C51更靈活，具有6個(gè)中斷源，80C51增加了1個(gè)中斷源，具有4個(gè)8位I/O 口，采用全雙工增強(qiáng)型串行口，具有幀數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)和自動(dòng)地址識(shí)別功能，電源具有低功耗方式，具有可編程時(shí)鐘輸出功能，采用雙DPTR 寄存器，具備低EMI (禁止ALE)模式，具有3 個(gè)16 位定時(shí)器，相對(duì)80C51性?xún)r(jià)比更高，外部中斷可以從掉電模式中喚醒。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：P89C5x系列單片機(jī)具有128字節(jié)（P89C51）或256字節(jié)（P89C52/54/58）RAM、32條I/O口線、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6中斷源、4中斷優(yōu)先級(jí)結(jié)構(gòu)、1個(gè)串行I/O口（可用于多機(jī)通信、I/O擴(kuò)展或全雙工UART）以及片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。如何進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)？答：系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、硬件方案設(shè)計(jì)、軟件編程、仿真調(diào)試及實(shí)際運(yùn)行。第2單元 P89C5x單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理 P89C5x單片機(jī)結(jié)構(gòu)1. 請(qǐng)舉出P89C5X系列單片機(jī)的型號(hào)。答：P89C5x系列單片機(jī)的型號(hào)有P89C5P89C5P89C54和P89C58這4種。2. 簡(jiǎn)要說(shuō)明P89C5X單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。答：P89C5X單片機(jī)由中央處理器（CPU）、內(nèi)部RAM、內(nèi)部ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行I/O口、串行口、中斷控制系統(tǒng)等部分通過(guò)片內(nèi)總線連接組成。3. 簡(jiǎn)要說(shuō)明P89C5X單片機(jī)的引腳功能。答：引腳功能如下：～：P0端口8位三態(tài)雙向I/O口線，它分時(shí)作為低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線。在不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，作為通用I/O口，傳送輸入輸出數(shù)據(jù)。P0端口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)負(fù)載，一般情況下是作為擴(kuò)展時(shí)候的地址數(shù)據(jù)總線使用的。～：P1端口8位帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口線。對(duì)P1口寫(xiě)1 時(shí), P1口被內(nèi)部上拉電阻上拉為高電平,可以用作輸入口；當(dāng)作為輸入口時(shí), 因?yàn)閮?nèi)部上拉電阻的存在，P1端口被外部拉低的引腳，而輸出電流。、（T2/ ，T2EX/ ）?！篜2端口8位帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口線。可作為一般I/O端口，在擴(kuò)展容量時(shí)可作為高8位地址線?！篜3端口8位帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向I/O口線。第一功能是普通的I/O端口，向P3口寫(xiě)1時(shí),P3口被內(nèi)部上拉為高電平,并且用作輸入口；當(dāng)作為輸入腳時(shí),因?yàn)閮?nèi)部上拉電阻的存在，P3端口引腳被外部拉低，而輸出電流。第二功能作為控制口使用。P3端口的第二功能如表23所示。ALE/：地址鎖存控制/編程脈沖輸入信號(hào)。在系統(tǒng)擴(kuò)展訪問(wèn)外部存儲(chǔ)時(shí)，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定頻率輸出的正脈沖，因此,可作為外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。ALE 可以通過(guò)設(shè)置SFR 設(shè)置禁止ALE,設(shè)置后ALE，只能在MOVX 指令時(shí)被激活。：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。用于訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)。在讀外部ROM時(shí)， 有效（低電平）每個(gè)機(jī)器周期出現(xiàn)2次，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)器 有效,訪問(wèn)內(nèi)部程序時(shí) 無(wú)效。/VPP訪問(wèn)程序存儲(chǔ)控制信號(hào)/可編程電壓輸入端。當(dāng)信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；當(dāng)信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。該引腳在編程時(shí)接12V 編程電壓Vpp。RST：復(fù)位信號(hào)。當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，此二引線端用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。VSS：地線。Vcc：+5 V電源。提供掉電\空閑\正常電壓3種模式4. 列舉常見(jiàn)的第二功能引腳。答：p1端口的第二功能: T2()和T2EX()；P3端口的第二功能；EPROM存儲(chǔ)器程序固化所需要的信號(hào)，即：ALE/：編程脈沖，（/VPP）：編程電壓；備用電源引入RST/VPD。 P89C5x單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)本節(jié)思考題1. P89C5x系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器有哪兩類(lèi)，各型號(hào)單片機(jī)，存儲(chǔ)器空間有哪些不同？答：程序存儲(chǔ)器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。P89C51片內(nèi)有4 KB的FLASH EPROM，89C52/54/58片內(nèi)分別有8K/16K/32K的EPROM，89C51RC+片內(nèi)有32K的EPROM，89C51RD+片內(nèi)有64K的EPROM。其中P89C51存儲(chǔ)地址為00H7FH（即128B），P89C52/54/58的存儲(chǔ)地址為00H0FFH（即256B）。2. 請(qǐng)說(shuō)明P89C51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。答：P89C51片內(nèi)有4 KB的FLASH EPROM，P89C51的片外最多能擴(kuò)展64 KB程序存儲(chǔ)器，片內(nèi)外的EPROM是統(tǒng)一編址的。0000H～0002H為復(fù)位后PC所在位置；0003H～0032H6個(gè)中斷源的中斷地址區(qū)。P89C51的程序存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如圖圖24所示。3. 請(qǐng)說(shuō)明P89C51單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間配置情況。P89C51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM共128單元（單元地址00H～7FH）。表25為RAM 128單元的配置情況。4. P89C51單片機(jī)的專(zhuān)用寄存器有哪些？答：詳見(jiàn)表29 P89C5x專(zhuān)用寄存器SFR P89C5x單片機(jī)的I/O口1. 單片機(jī)的并行I/O口有哪幾個(gè),它們都包含哪些器件?答：共有4個(gè)8位的并行I/O口，分別記作P0、PPP3。各個(gè)I/O端口由數(shù)據(jù)輸出鎖存器、三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器、數(shù)據(jù)輸出的驅(qū)動(dòng)電路和輸出控制電路、多路轉(zhuǎn)接電路MUX、上拉電阻、與非門(mén)等組成。2. 單片機(jī)的并行I/O口在功能上有什么不同?答：P0端口既可以作為通用的I/O口進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出，也可以作為單片機(jī)系統(tǒng)的低8位地址/數(shù)據(jù)線使用。P1端口為準(zhǔn)雙向I/O端口，可作為通用I/O口使用，又能使用第二功能復(fù)用，具體功能可見(jiàn)表22。P2端口可以作為通用I/O口使用，P2端口又能作為高8位地址線使用。P3端口是一個(gè)準(zhǔn)雙向的I/O端口，作為通用I/O口使用，又能使用第二功能復(fù)用，第二功能見(jiàn)表23。 單片機(jī)的工作方式及時(shí)序1. 單片機(jī)的工作方式有哪兩種?復(fù)位后各寄存器的狀態(tài)如何?答：P89C5x單片機(jī)的工作方式有：復(fù)位方式、程序執(zhí)行方式、低功耗方式以及在線仿真方式。復(fù)位后各寄存器的狀態(tài)見(jiàn)表210所示。2. 簡(jiǎn)述單片機(jī)的程序執(zhí)行方式。答：程序執(zhí)行的方式是單片機(jī)的基本工作方式，有單步執(zhí)行和連續(xù)執(zhí)行兩種。3. 單片機(jī)的低功耗方式有哪幾種？答：低功耗方式就是減少單片機(jī)的功耗的一種工作方式。該方式可分為待機(jī)模式和掉電模式。4. 簡(jiǎn)述單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘電路和外部時(shí)鐘電路的不同。答：在P89C5x芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，即單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘電路，如圖210所示。引入惟一的公用外部脈沖信號(hào)作為各單片機(jī)的振蕩脈沖，外部的脈沖信號(hào)是經(jīng)XTAL2引腳注入，其連接如圖211所示。5. 簡(jiǎn)述節(jié)拍與狀態(tài)、機(jī)器周期、指令周期之間的關(guān)系。答：?jiǎn)纹瑱C(jī)的時(shí)序定時(shí)單位共有4個(gè)，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。關(guān)系：一個(gè)狀態(tài)就包含兩個(gè)節(jié)拍；一個(gè)機(jī)器周期總共有12個(gè)節(jié)拍，分別記作S1PS1P…、S6P2；指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成。 單片機(jī)Flash存儲(chǔ)器的編程及加密方法1. 說(shuō)明P89C51單片機(jī)Flash存儲(chǔ)器編程方法。答：編程時(shí)，可采用4－20MHz的時(shí)鐘振蕩器，P89C51編程方法如下：（1） 在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。（2） 在數(shù)據(jù)線上加上要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)。（3） 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。（4） 在高電壓編程方式時(shí)，將/Vpp端加上+12V編程電壓。（5） 每對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或每寫(xiě)入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/編程脈沖。改變編程單元的地址和寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，重復(fù)1—5步驟，直到全部文件編程結(jié)束。2. 簡(jiǎn)述單片機(jī)加密的方法。答：P89C5x有3個(gè)可編程保密鎖位和片內(nèi)的代碼、數(shù)據(jù)。它是獨(dú)立保密鎖位，LB3包含LB1保密位。編程時(shí)的順序先LB1再LB2最后是LB3。詳見(jiàn)表214和215。第3單元 P89C5x單片機(jī)的指令系統(tǒng)及編程舉例 指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介1. 單片機(jī)的指令由哪幾部分構(gòu)成?答：指令系統(tǒng)第1部分為標(biāo)號(hào)，第2部分為操作碼，第3部分為操作數(shù)，第4部分為注釋。2. 單片機(jī)的指令分為哪幾類(lèi)?答：(1) 按功能可分為5類(lèi)：數(shù)據(jù)傳送類(lèi)指令（共29條） 算數(shù)運(yùn)算類(lèi)指令（共24條） 邏輯運(yùn)算及移位類(lèi)指令（共24條） 控制轉(zhuǎn)移類(lèi)指令（共17條） 布爾變量操作類(lèi)指令（共17條）(2) 按字節(jié)數(shù)可以分為3類(lèi)：?jiǎn)巫止?jié)指令（49條）雙字節(jié)指令（46條）三字節(jié)指令（16條）(3) 按指令執(zhí)行的時(shí)間可分為3類(lèi)：?jiǎn)螜C(jī)器周期指令（64條）雙機(jī)器周期指令（45條）四機(jī)器周期指令（2條）3. 列舉指令中常見(jiàn)的符號(hào),并說(shuō)明它們的功能常有符號(hào)說(shuō)明:(1) Rn(n=1～7) ：指當(dāng)前選中的工作寄存器組R0～R7中的某個(gè)寄存器。(2) Ri(i=0～1) ：指當(dāng)前選中的工作寄存器組中能用作間址寄存器的R0、R1。(3) data：8位立即數(shù)。(4) data16：16位立即數(shù)。(5) direct：片內(nèi)RAM單元（包括SFR）的直接地址。(6) addr11：11位目的地址。(7) addr16：16位目的地址。(8) rel：補(bǔ)碼形式表示的8位地址偏移量。以下一條指令第一字節(jié)地址為基址，地址偏移量范圍為?128～+127。(9) bit：片內(nèi)RAM或SFR的直接尋址位地址。(10) @：間接尋址方式中，表示間址