思考:1.什么是单片机?主要用途是什么?列举你所知道的单片机?
答:随着微电子技术的不断发展,微处理器芯片及其外围芯片的集成度越来越高,已经可以将cpu和外围芯片,如程序存储器、数据储存器、并行、串行i/o口、定时器/计数器、中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片之中,制成单片机。
单片机(single-chip computer 缩写scc)是发展初期由结构命名的,它从构成的侧面强调在单芯片上集成了必备成分的小计算机;
微控制器( microcontroller)是当前由功能命名的,是因为用计算机的逻辑功能解决简单的控制问题比以往来得更容易,而且应用也更广泛;
嵌入式系统soc(system on chip或embedded system )是当前又由结构命名。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的“器件”。
2. 51核单片机是否代表当前先进水平的单片机?
51核单片机不是代表当前先进水平的单片机,它是目前在中国大陆最流行的单片机系列。
作业 1-1.说明mcs-51有哪些产品,它们有何区别?
答:mcs-51是intel公司2023年开始推出的系列产品,主要有;80cc51和87c51。它们的区别是末尾是“1”的,内部rom(如果有的话)4k字节,内部ram节,有t0、t1两个计数器。
末尾是“2”的,内部rom(如果有的话)8k字节,内部ram节,有t0、t1和t2三个计数器。倒数第二位是“5”的有内部rom,是“3”的无内部rom。第二位是“7”的内部是eprom,是“0”的rom必须有厂家才能一次性写入**。
是“0”的rom必须有厂家才能一次性写入**。至于其它厂家生产的51增强核系列是mcs-51的扩充,一般不再称为mcs-51。
1-5.解释rom、otprom、eprom、eeprom、flash、ram的意义。
答:rom-只读存储器,一般由厂家编程烧录;otprom是一次性可编程只读存储器,用户可以自己编程烧录;eprom是紫外光可擦可编程只读存储器,用户可以自己编程烧录;eeprom是电可擦可编程只读存储器,用户可以自己编程烧录;flash是采用flash技术的存储器,它可高速读/写烧录的存储器;ram是读写存储器,与flash的区别是掉电后信息丢失。
思考:这几个sfr各有什么用处?
答:指令执行用pc作寻址指针,sp用作堆栈指针,dptr用作指令中访问外部ram和程序存储器指针,psw中的rs0、rs1控制r0~r7选择00h~1fh中哪8个单元作寄存器区;cy、p、ac、ov标志受算术、逻辑运算结果影响,可控制程序分支,十进制加法,多字节加减法运算。
核中的通用寄存器r0-r7各有几个?如何区分?如何选用?
答:可分成4个寄存器组,每组各有8个通用寄存器r0~r7 。
0组r0~r7对应内部ram00h~07h
1组r0~r7对应内部ram08h~0fh
2组r0~r7对应内部ram10h~17h
3组r0~r7对应内部ram18h~1fh
rs1 rs0=00选择0组。
rs1 rs0=01选择1组。
rs1 rs0=10选择2组。
rs1 rs0=11选择3组。
核的片内存储空间共有哪些,可寻址的范围有多大,实有的物理存储器是多少,试绘图说明之。
答:片内存储空间分成程序存储空间和数据存储空间两大部分,数据存储空间又分成内部ram和sfr两部分。如图1所示:
图1 mcs-51核的片内存储空间。
作业(教材中内容):
2-1.程序状态字寄存器psw各位的定义是什么?
答 :cy(psw.7)进位标志;ac(psw.
6)辅助进位标志;rs1、rs0(psw.4、psw.3)控制r0~r7选择00h~1fh中哪8个单元作寄存器区;ov(psw.
2)溢出标志;p(psw.0)奇偶标志位。
2-2.通常的微机系统存储器结构有哪几类?mcs-51单片机存储器结构属于哪一类?mcs-51可寻址多大空间?单片机如何区别程序存储器和数据存储器?
答:有哈佛结构(是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构)和冯·诺伊曼结构(也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构)两种。mcs-51单片机存储器结构属于哈佛结构。
mcs-51的程序和数据(外部数据,不含内部数据)存储器的寻址空间各为64k字节。movc类指令寻址程序存储器空间;movx类指令寻址数据空间。
思考:各并行口的每条管脚都可以单独使用吗?可用输入的管脚为什么要先写1?mcs-51核复用功能的管脚有哪些?
答:作为通用i/o口都可以单独使用,第二功能看情况而定。 必须写1,因为锁存器写0时,该位对应的口管脚已经通过输出管脚导通接地,即使外部输入高电平也被短路到地,永远不会读到对应1的高电平。
p2、p3和p0均为复用功能管脚。如图2所示:
图2 mcs-51核复用功能的管脚。
作业(教材中内容):
2-4.简述mcs-51单片机p0、p1、p2、p3口的作用。在访问外部rom或ram时,p0口和p2口各用来传递什么信号?p0口为什么要采用片外地址锁存器?
答:都可以作通用i/o口,除p1外p2、p3和p0均为复用功能管脚。如图2所示:
在访问外部rom或ram时p0传递低8位地址信号和8位数据信号,p2传递高8位地址总线信号。由于p0是时分复用信号,为使现出现的低8位地址总线能与后出现的8位数据总线同时对外部rom或ram有效,必须把地址总线的低8位锁存到片外地址锁存器。
2-5.什么是复位?mcs-51单片机有几种复位方法?复位后,cpu从程序存储器的哪一个单元开始执行程序?试从网上查找“看门狗”的相关资料,从而扩展单片机的复位方法。
答:复位是单片机的初始化操作。只要rst引脚保持高电平2个机器周期,就产生复位,不论这个信号是什么原因(上电还是手动)产生的。
复位后第一条指令从0000h单元开始执行。不必从网上查找“看门狗”的相关资料扩展单片机的复位方法,只需选择带看门狗功能的51核单片机即可。
思考:1. mcs-51指令集中绝大多数指令涉及片内ram空间(包括sfr),你能罗列全吗?
答:传送指令中:
mov、push、pop、xch、xchd
mov dptr,#data16;
算术运算指令中:
add、addc、da a、inc、subb、dec、mul ab、div ab
逻辑运算指令:
clr、cpl、swap、rl、rlc、rr、rrc;
anl、orl和xrl
2. mcs-51指令集中有不少的指令涉及程序存储空间,你能罗列全吗?
答:包括如下两条指令:
movc a,@a+dptr和。
movc a,@a+pc
3. mcs-51指令集中涉及片外数据存储空间的有几条,你能罗列全吗?
答:包括:movx @dptr,a、
movx a,@dptr、
movx a,@ri和 movx @ri,a
4. mcs-51指令集中涉及位存储空间(包括可位寻址的sfr)有哪些,你能罗列全吗?
答:包括:mov c,bit、mov bit,c;
clr c和clr bit;
cpl c和cpl bit;
setb c和setb bit;
anl c,bit和anl c,/bit;
orl c,bit和orl c,/bit
作业(教材中内容):
3-2.什么是寻址方式?mcs-51有几种寻址方式?如何区分位寻址和字节寻址?
答:详见教科书43页-3.2寻址方式。
在指令中操作数的存取方法就是寻址方式。mcs-51含7种寻址方式:寄存器寻址、直接寻址、立即寻址、寄存器间接寻址、相对寻址、位寻址、基址加变址寄存器寻址。
位寻址与字节容易混淆的是mov类及逻辑运算类中的cpl、anl和orl。区别方法是位操作的操作数必须有进位标志“c”,而字节操作中无进位标志“c”。
3-3.访问8051内部专用寄存器和片外ram应用什么寻址方式?举例说明。
答:访问sfr用直接寻址方式:
如 mov p0,#12h
访问片外ram用寄存器间接寻址方式: 如 movx a,@dptr、movx @r1,a
3-5.编程将内部ram的20h-30h单元内容清零。
解:mov r0,#20h
loop:mov @r0,#00h
inc r0
cjne r0,#31h,loop
思考:指令集中有几条调用指令?有多少条跳转指令,你能罗列全吗?
答:调用指令包括: acall、lcall;
无条件跳转指令包括:ajmp、ljmp、sjmp和jmp @a+dptr;
条件跳转指令包括: jz、jnz、cjne、djnz
及布尔类的jc、jnc、jb、jbc和jnb
2.如何编写常量表尾随于**的查表子程序?
答:设子程序为stab,被查序号参数位于累加器a,子程序如下(出口时累加器a 带查表结果):
stab: inc a
movc a,@a+pc ;
retdb 12h,34h,45h; 3.如何编写常量表与**相分离的查表子程序?
答:stab:push dph
push dpl
mov dptr,#tal
movc a,@a+dptr
pop dpl
pop dph
ret tal: db 12h,34h
作业(教材中内容):
3-7.已知a=90h,r0=55h,(17h)=34h,写出下列程序段执行完后a中的内容和程序状态字psw的内容:
clr cy ;cy=0
addc a,#10h;a:0a0h,psw=00
anl a,#17h;a:000h,psw=00
orl 17h,a ;(17h)=34h
xrl a,r0 ;a:055h,psw=00
cpl a ;a:0aah,psw=00
解:答案在程序后注释中。
汇编语言中有哪些伪指令?各起什么作用?
答:本教材介绍了org、db、dw、equ和end等5条伪指令。这几条伪指令也是mcs-51的伪指令中重要部分。
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