【正文】 了極大的可能性。 ．
80C51系列單片機(jī)設(shè)有128字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM結(jié)構(gòu)的特殊功能寄存器區(qū)。
【210】80C51單片機(jī)的特殊功能寄存器SFR區(qū)有哪些特點(diǎn)?
【答】特殊功能寄存器SFR區(qū)是80C51單片機(jī)中各功能部件所對應(yīng)的寄存器區(qū)，用來存放相應(yīng)功能部件的控制命令寄存器、狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的區(qū)域。但工作寄存器R0～R7有4組，占有內(nèi)部RAM地址為00H～1FH，位尋址區(qū)占有內(nèi)部RAM地址為20H～2FH。80C51的SP內(nèi)容為07H。80C51單片機(jī)的堆棧是向上生成的，即進(jìn)棧時SP的內(nèi)容是增加的；出棧時SP的內(nèi)容是減少的。由于子程序調(diào)用和中斷都允許嵌套，并可以多級嵌套，而現(xiàn)場的保護(hù)也往往使用堆棧，所以一定要注意給堆棧以一定的深度，以免造成堆棧內(nèi)容的破壞而引起程序執(zhí)行的“跑飛”。在80C51單片機(jī)中，堆棧在子程序調(diào)用和中斷時會把斷點(diǎn)地址自動進(jìn)棧和出棧。堆棧功能有兩個：保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)數(shù)據(jù)。特別是在中斷嵌套時，只要通過軟件對程 序狀態(tài)字PSW中的RS0、RSl兩位進(jìn)行設(shè)置，切換工作寄存器組，就可以極其方便地實(shí)現(xiàn)對工作寄存器的現(xiàn)場保護(hù)。例如，若．RS0、RSl均為1，則選用工作寄存器3組為當(dāng)前工作寄存器?？梢酝ㄟ^軟件對程序狀態(tài)字PSW中：RS0、RSl兩
位的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。
【2—8】80C51單片機(jī)設(shè)有4個通用工作寄存器組，有什么特點(diǎn)?如何選用?如何實(shí)現(xiàn)工作寄存器的現(xiàn)場保護(hù)?
【答】片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM區(qū)的O～31(OOH～1FH)，共32個單元，是4個通用工作寄存器組，每個組包含8個8位寄存器，編號為R0～R7，工作寄存器組如表2l所列。0000H是系統(tǒng)的啟動地址，一般在該單元設(shè)置一條絕對轉(zhuǎn)移指令，使之轉(zhuǎn)向用戶主程序處執(zhí)行。在用戶RAM區(qū)內(nèi)可以設(shè)置堆棧區(qū)。用戶RAM區(qū)。尋址區(qū)共有16個RAM單元，共計(jì)128位，位地址為OOH～7FH。單元地址為20H~2FH，既可作為一般RAM單元使用，按字節(jié)進(jìn)行操作，也可對單元中的每一位進(jìn)行位操作。
常用于保存操作數(shù)及中間結(jié)果等。寄存器區(qū)。在使用80C31單片機(jī)時，EA信號引腳應(yīng)接低電平，即此時程序存儲器全部為外部擴(kuò)展。
EA引腳接低電平時，迫使系統(tǒng)全部執(zhí)行片外程序存儲器0000H開始存放的程序。CPU訪問片內(nèi)還是片外程序存儲器，可由EA引腳所接的電平來確定：
EA引腳接高電平時，程序從片內(nèi)程序存儲器地址為0000H開始執(zhí)行，即訪問片內(nèi)存儲器；當(dāng)PC值超出片內(nèi)ROM容量時，程序會自動轉(zhuǎn)向片外程序存儲器空間執(zhí)行。訪問程序存儲器地址空間，則應(yīng)采用MOVC指令。
在訪問3個不同的邏輯空間時，應(yīng)采用不同形式的指令，以產(chǎn)生不同存儲空間的選通信號。
對于80C52型單片機(jī)，O～127字節(jié)為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間；128～255字節(jié)共128個字節(jié)是數(shù)據(jù)存儲器和特殊功能寄存器地址重疊空間。
片內(nèi)256字節(jié)(80C52為384字節(jié))數(shù)據(jù)存儲器地址空間。片外數(shù)據(jù)存儲器。片外程序存儲器；

1．在物理上設(shè)有4個存儲器空間

【2—4】 80C51單片機(jī)的存儲器在結(jié)構(gòu)上有何特點(diǎn)？在物理上和邏輯上各有哪幾種地址空間?訪問片內(nèi)RAM和片外RAM的指令格式有何區(qū)別?
【答】80C5l單片機(jī)采用哈佛(Har—yard)結(jié)構(gòu)，即將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別進(jìn)行尋址。DPTR可以作為16位寄存器，也可以作為兩個8位寄存器DPL和DPH。
②PC只能作為16位寄存器。作為地址寄存器使用時，PC與DPTR都是通過P0和P2口輸出的。
①PC和DPTR都是與地址有關(guān)的16位寄存器。
第一功能 第二變異功能
～ 地址總線Ao～A7／數(shù)據(jù)總線D0~D7
～ 地址總線A8~A15
RXD(串行輸入口)
TXD(串行輸出口)
INT0外部中斷0)
IINT1(外部中斷1)
TO(定時器／計(jì)數(shù)器0的外部輸入)
T1(定時器／計(jì)數(shù)器0的外部輸出)
WR(外部數(shù)據(jù)存儲器或I／O的寫選通)
RD外部數(shù)據(jù)存儲器或I／O的讀選通)
【23】程序計(jì)數(shù)器PC和數(shù)據(jù)指針DPTR有哪些異同?
【答】程序計(jì)數(shù)器PC中存放的是下一條將要從程序存儲器中取出的指令的地址。單片機(jī)整個工作是在時鐘信號的驅(qū)動下，按照嚴(yán)格的時序有規(guī)律地一個節(jié)拍一個
節(jié)拍地執(zhí)行各種操作。
8．定時電路及元件
單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有定時電路，只需外接振蕩元件。
定時器／計(jì)數(shù)器可以編程實(shí)現(xiàn)定時和計(jì)數(shù)功能。
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5．串行I／O口
目前高檔8位單片機(jī)均設(shè)置了全雙工串行I／0口，用以實(shí)現(xiàn)與某些終端設(shè)備進(jìn)行串行通信，或與一些特殊功能的器件相連的能力，甚至用多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)。有些I／O引腳還具有多 種功能，比如可以作為數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)線、地址總線的地址線或控制總線的控制線等。80C51中共有256個RAM單元。
程序存儲器用于存放程序和表格、原始數(shù)據(jù)等。80C51的CPU是一個字長為8位的中央處理單元。單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) 高鋒版
課后答案
第一章 略
第二章 【單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)】
思考與練習(xí)題解析
【21】8()C51單片機(jī)在片內(nèi)集成了哪些主要邏輯功能部件?各個邏輯部件的最主要功能是什么?
【答】80C51單片機(jī)在片內(nèi)主要包含中央處理器CPU(算術(shù)邏輯單元ALU及控制器等)、只讀存儲器ROM、讀／寫存儲器RAM、定時器／計(jì)數(shù)器、并行I／O口Po～P串行口、中斷系統(tǒng)以及定時控制邏輯電路等，各部分通過內(nèi)部總線相連。
1．中央處理器(CPU)
單片機(jī)中的中央處理器和通用微處理器基本相同，是單片機(jī)的最核心部分，主要完成運(yùn)算和控制功能，又增設(shè)了“面向控制”的處理功能，增強(qiáng)了實(shí)時性。
2．內(nèi)部程序存儲器
根據(jù)內(nèi)部是否帶有程序存儲器而形成三種型號：內(nèi)部沒有程序存儲器的稱為80C31；內(nèi)部帶ROM的稱為80c51，80c51共有4 KB掩膜ROM；內(nèi)部以EPROM代替RoM的稱為87C51。
3．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)
在單片機(jī)中，用讀／寫存儲器(RAM)來存儲程序在運(yùn)行期間的工作變量和數(shù)據(jù)。
4．I／O口
單片機(jī)提供了功能強(qiáng)、使用靈活的I／O引腳，用于檢測與控制。有的單片機(jī)I／0引腳的驅(qū)動能力增大。有些型號的單片機(jī)內(nèi)部還包含兩個串行I／O口。定時器／計(jì)數(shù)器
80c51單片機(jī)內(nèi)部共有兩個16位定時器／計(jì)數(shù)器，80C52則有3個16位定時器／計(jì)數(shù)器。
7．中斷系統(tǒng)
80C51單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)，具有內(nèi)、外共5 個中斷源，具有兩個中斷優(yōu)先級。近年來有些單片機(jī)將振蕩元件也集成到
芯片內(nèi)部。
【22】80C51單片機(jī)引腳有哪些第二功能?
【答】80C51單片機(jī)的P0、P2和P3引腳都具有第二功能。DPTR是數(shù)據(jù)指針，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或I／O時，作為地址使用；在訪問程序存儲器時，作為基址寄存器。其中PC與程序存儲器的地址有關(guān)，而DPTR與數(shù)據(jù)存儲器或I/O的端口地址有關(guān)。PC的輸出與ALE及PSEN信號有關(guān)，DPTR的輸出則與ALE、WR和RD信號有關(guān)。PC是不可訪問的，它不屬于特殊功能寄存器，有自己獨(dú)特的變化方式。DPTR是可以訪問的，DPL和DPH都位于特殊功能寄存器區(qū)中。不僅在片內(nèi)駐留一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器，而且還具有較強(qiáng)的外部存儲器擴(kuò)展能力，擴(kuò)展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器尋址范圍都可達(dá)64 KB。片內(nèi)程序存儲器；
片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器； ．

2．在邏輯上設(shè)有3個存儲器地址空間
片內(nèi)、片外統(tǒng)一的64 KB程序存儲器地址空間。
片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間在物理上又包含兩部分：
對于80C51型單片機(jī)，0～127字節(jié)為片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間；128～255字節(jié)為特殊功能寄存器(SFR)空間(實(shí)際僅占用了20多個字節(jié))。
片外64 KB的數(shù)據(jù)存儲器地址空間。訪問片內(nèi)RAM采用MOV指令，訪問片外RAM則一定要采用MOVX指令，因?yàn)镸OVX指令會產(chǎn)生控制信號RD或WR，用來訪問片外RAM。
【2—5】80C51單片機(jī)的EA信號有什么功能?在使用80C51時，EA信號引腳應(yīng)如何處理?在使用80C31時，EA信號引腳應(yīng)如何處理?
【答】80C51單片機(jī)的EA信號被稱為“片外程序存儲器訪問允許信號”。片內(nèi)和片外的程序存儲器地址空間是連續(xù)的。對于有片內(nèi)ROM的80C51／87C51單片機(jī)，應(yīng)將EA引腳接高電平。
【2—6】80C51單片機(jī)片內(nèi)RAM低128個存儲單元劃分為哪3個主要部分?各部分主要功能是什么?
【答】80C51片內(nèi)RAM的低128個存儲單元劃分為3個主要部分：
共4組寄存器，每組8個存儲單元，各組以R0～R7作為單元編號。：R0～R7也稱為“通用工作寄存器”，占用00H～1FH共32個單元地址。位尋址區(qū)。因此，稱為“位尋址區(qū)”。
在內(nèi)部RAM低128單元中，除去前面兩個區(qū)，剩下80個單元，單元地址為30H～7FH。
【2—7】程序存儲器的哪些單元被保留用于特定場合?
【答】80C51單片機(jī)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器PC的地址為0000H，所以系統(tǒng)從0000H單元開 始取指，并執(zhí)行程序。
0003H～002DH單元被保留用于6個中斷源的中斷服務(wù)程序的入口地址，故有以下7個特定地址被保留：
復(fù)位 0000H
外部中斷O 0003H
計(jì)時器TO溢出 000BH
外部中斷1 0013H
計(jì)時器T1溢出 001BH
串行口中斷 0023H
計(jì)時器T2／T2EX 002BH(僅對80C52單片機(jī))
由于每個中斷入口之間的間隔僅為8個地址單元，所以在程序設(shè)計(jì)時，通常在這些中斷入口處設(shè)置一條無條件轉(zhuǎn)移指令，使之轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷服務(wù)子程序處執(zhí)行。在某一時刻，只能選用一個寄存器組。設(shè)置RS0,RSl時，可以對PSW采用字節(jié)尋址方式，也可以采用位尋址方
式，間接或直接修改RS0、RSl的內(nèi)容。若需要選用工作寄存器2組，則只需將RS0改成0．可用位尋址方式 (即“CLR ”；其中：)來實(shí)現(xiàn)。
【2—9】什么是堆棧?堆棧有哪些功能? 設(shè)計(jì)時，為什么還要對SP重新賦值?
表2—1工作寄存器組
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┃ RSI ┃ RS0 ┃ 組號 ┃ 寄存器RO～R7地址 ┃
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┃ O ┃ 0 ┃ O組 ┃ 00H～07H ┃
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┃ O ┃ 1 ┃ l組 ┃ 08H～OFH ┃
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┃ 1 ┃ O ┃ 2組 ┃ ：10H～17H ┃
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┃ 1 ┃ l ┃ 3組 ┃ 18H～1FH ┃
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堆棧指針SP的作用是什么?在程序
【答】堆棧是在片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM區(qū)中，數(shù)據(jù)按照“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”原則進(jìn)行管理的區(qū)域。在子程序調(diào)用和中斷操作時這兩個功能特別有用。進(jìn)棧和出棧的指令(PUSH、POP)操作可用于保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場。
堆棧指針SP在80C51中存放當(dāng)前的堆棧棧頂所指存儲單元地址的一個8位寄存器。
系統(tǒng)復(fù)位后。若不重新定義，則以07H為棧底，壓棧的內(nèi)容從08H單元開始存放。若程序中使用了工作寄存器1～3組或位尋址區(qū)，則必須通過軟件對SP的內(nèi)容重新定義，使堆棧區(qū)設(shè)定在片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM區(qū)中的某一區(qū)域內(nèi)(如30H)，堆棧深度不能超過片內(nèi)RAM空間。這是80C51系列單片機(jī)中最有特色的部分。除程序計(jì)數(shù)器PC和4個通用工作寄存器組外，其余所有的寄存器都在這個地址空間之內(nèi)。所有80C51單片機(jī)系列功能部件的增加和擴(kuò)展幾乎都是通過增加特殊功能寄存器來達(dá)到的。其中對于PO～P1口4個特殊功能寄存器的位尋址使I／O的控制功能得到了增強(qiáng)。這是一個完整的一位微計(jì)算機(jī)，它具有自己的CPU、寄存器、I／0、存儲器和指令集。
布爾處理機(jī)系統(tǒng)包括以下幾個功能部件。位累加器：借用進(jìn)位標(biāo)志位CY。根據(jù)CY的狀態(tài)實(shí)現(xiàn)程序條件轉(zhuǎn)移：JC rel、JNC reI
布爾處理機(jī)的程序存儲器和ALU與字節(jié)處理器合用。利用位邏輯操作功能把邏輯表達(dá)式直接變換成軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和運(yùn)算，免去了過多的數(shù)據(jù)往返傳送、字節(jié)屏蔽和測試分支，大大簡化了編程，增強(qiáng)了實(shí)時性能。因此，一位機(jī)在開關(guān)決策、邏輯電路仿真和實(shí)時控制方面非常有效。
【2一12】80C5l單片機(jī)的節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期、指令周期是如何設(shè)置的?當(dāng)主頻為12 MHz時，各種周期等于多少微秒?
【答】把單片機(jī)振蕩脈沖的周期定義為節(jié)拍。時鐘信號周期定義為狀態(tài)S，其前半周期對應(yīng)的節(jié)拍叫P1，后半周期對應(yīng)的節(jié)拍叫P2。由于一個機(jī)器周期共有12個振蕩脈沖周期，因此，機(jī)器周期就是振蕩頻率的1／12。執(zhí)行一條指令的時間被稱為“指令周期”，80C51單片機(jī)執(zhí)行一條指令的時間包含有1個、2個或4個機(jī)器周期。程序計(jì)數(shù)器PC變化的軌跡決定程序的流程。在執(zhí)行條件轉(zhuǎn)移或無條件轉(zhuǎn)移指令時，將轉(zhuǎn)移的目的地址送入程序計(jì)數(shù)器，程序流向發(fā)生變化。 堆棧地址使用堆棧指針．SP。外接數(shù)據(jù)存儲器地址使用數(shù)據(jù)指針DPTR。數(shù)據(jù)指針DPTR也可以作為訪問程序存儲器時的基址寄存器，此時是尋址程序存儲器中的表格、常數(shù)等單元，而不是尋址指令。在系統(tǒng)中主要有兩種應(yīng)用：
①在訪問片外存儲器或I／O時，用于鎖存低8位地址，以實(shí)現(xiàn)低8位地址A0～A7與數(shù)據(jù)DO～D7的隔離。
②由