微機(jī)原理與接口技術(shù)習(xí)題

8051微控制器包含哪些主要功能模塊？經(jīng)典8051MCU有哪些功能特點(diǎn)？8051微控制器包含CPU、存儲(chǔ)器（ROM、RAM）、輸入輸出（I/O）接口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口和時(shí)鐘、復(fù)位電路以及特殊功能寄存器SFR。經(jīng)典8051MCU有8位CPU，包含運(yùn)算器和控制器兩大部分；內(nèi)部的RAM和可擴(kuò)展的外部RAM、內(nèi)部的ROM和可擴(kuò)展的外部ROM；21個(gè)特殊寄存器SFR，用于內(nèi)部功能部件的管理、控制和監(jiān)視；4個(gè)并行8位I/O接口；具有5個(gè)中斷源的中斷系統(tǒng)，且有2個(gè)中斷優(yōu)先權(quán)；有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有4種工作方式；1個(gè)全雙工的串行口，用于MCU與具有串行接口的的外設(shè)進(jìn)行異步串行通信，也可以擴(kuò)展I/O接口；具有較強(qiáng)位尋址、位處理能力的布爾處理器；具有內(nèi)部時(shí)鐘電路；還有屬于CISC的指令系統(tǒng)。8051微控制器的存儲(chǔ)器在結(jié)構(gòu)上有何特點(diǎn)？ROM、RAM各有哪幾種地址空間？分別如何使用？8051微控制器的存儲(chǔ)器采用哈佛結(jié)構(gòu)，是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分別編址的結(jié)構(gòu)，即ROM和RAM是分開(kāi)尋址的。ROM（程序存儲(chǔ)器）可以分為內(nèi)部和外部?jī)刹糠郑簝?nèi)部8K空間（0000H-1FFFH）、外部64K空間（0000H-FFFFH）。其中內(nèi)外部的低8KB空間具有相同的地址，會(huì)有地址重疊問(wèn)題，可以通過(guò)控制信號(hào)EA進(jìn)行選擇，EA=1時(shí)表示優(yōu)先選用內(nèi)部ROM的低8K位，EA=0時(shí)表示全部選用外部ROM。RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）也有內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)空間，內(nèi)部256B空間（00H-FFH）、外部64KB空間（0000H-FFFFH）。其中內(nèi)部RAM中低32位（00H-1FH）是工作寄存器，共8組，可用PSW寄存器中的兩位RSI、RS0來(lái)確定。（20H-2FH）是位尋址區(qū)，可用CPU用位操作指令直接訪問(wèn)。（30H-FFH）通常作為數(shù)據(jù)緩存區(qū)和堆棧區(qū)，其中（30H-7FH）可運(yùn)用直接尋址和寄存器間接尋址這兩種尋址方式，對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)；而（80H-FFH）則只能采用寄存器間接尋址方式進(jìn)行訪問(wèn)。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和內(nèi)部的低256B地址重疊區(qū)可采用不同指令訪問(wèn)，外部區(qū)只能用MOVX類指令，通過(guò)累加器ACC與其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。程序狀態(tài)寄存器PSW的作用是什么？常用狀態(tài)標(biāo)志有哪幾位？作用是什么？PSW用來(lái)存放程序狀態(tài)信息，表征指令的執(zhí)行狀態(tài)，供程序查詢和判別之用。常用的有CY（進(jìn)位標(biāo)志）、AC（輔助進(jìn)位）、OV（溢出標(biāo)志）、P（奇偶標(biāo)志）CY：進(jìn)位標(biāo)志。在。在加、減法運(yùn)算時(shí)，若高位（D7）發(fā)生進(jìn)位或借位則被置1（即C=1），否則被清0（C=0）；AC：輔助進(jìn)位標(biāo)志。在加、減法運(yùn)算時(shí)，若低4位向高4位發(fā)生進(jìn)位或借位則AC=1，否則AC=O；AC標(biāo)志在十進(jìn)制調(diào)整指令DAA中要用到。0V：溢出標(biāo)志。對(duì)于帶符號(hào)數(shù)而言，反映運(yùn)算結(jié)果是否溢出。溢出貝惻=1；否則0V=0.P：奇偶標(biāo)志。用以表示指令操作之后，累加器A中1的個(gè)數(shù)的奇偶性。奇數(shù)則P=1,否則P=0.什么是堆棧？堆棧的特點(diǎn)和功能是什么？堆棧指針SP的作用是什么？在程序設(shè)計(jì)時(shí)，為什么還要對(duì)SP重新賦值？堆棧是一種具有特殊用途的存儲(chǔ)區(qū)域，只能在一端（稱為棧頂（top））對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行插入和刪除。其作用是用于暫存數(shù)據(jù)和地址，通常在子程序和中斷服務(wù)程序中，用于保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。其特點(diǎn)是按照“先進(jìn)后出”即“后進(jìn)先出”的原則存取數(shù)據(jù)。堆棧指針SP（StackPointer）,地址81H，是存放當(dāng)前堆棧棧頂?shù)刂返囊粋€(gè)8位寄存器。因?yàn)?051微控制器的堆棧必須設(shè)在內(nèi)部RAM中。對(duì)SP進(jìn)行重新賦值可以使堆棧區(qū)設(shè)定在內(nèi)部RAM區(qū)的其他區(qū)域。簡(jiǎn)述8051微控制器4個(gè)I/O端口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和功能，在作通用I/O口使用時(shí)，需注意什么？P0口是一個(gè)雙功能的8位并行端口，字節(jié)地址為80H，位地址為80H-87H。其第一功能為準(zhǔn)雙向I/O接口，做輸出口使用時(shí)，需要外接上拉電阻。第二功能為分時(shí)復(fù)用的8位數(shù)據(jù)線D7-D0和低8位地址線A7-A0，在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或I/O接口時(shí)使用。P1口帶有內(nèi)部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O口，無(wú)第二功能。字節(jié)地址為90H,位地址為90H-97H。P2口是一個(gè)雙功能8位并行端口，字節(jié)地址為A0H，位地址為A0H-A7H。其第一功能為準(zhǔn)雙向I/O接口，帶有內(nèi)部上拉電阻。第二功能為在擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)，用作高8位地址線A15-A8。P3是一個(gè)多功能端口，字節(jié)地址為B0H，位地址為B0H-B7H。第一功能為準(zhǔn)雙向I/O接口，帶有內(nèi)部上拉電阻。第二功能對(duì)于每個(gè)引腳有不同的功能。如P3.0和P3.1是RXD和TXD，P3.2和P3.3是INTO和INT1（外部中斷輸入），P3.4和P3.5是TO和T1（定時(shí)器計(jì)數(shù)輸入），P3.6和P3.7是WR和RD。P0-P3端口均是準(zhǔn)雙向口，用作輸入時(shí)，要先向鎖存器輸出1,才能正確讀入引腳信號(hào)電平。P0口的每一位I/O口，能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL輸入端，而P1~P3口的每一位可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL輸入端。8051微控制器內(nèi)部有哪些工作周期？分別是如何定義的？當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，各種周期等于多少微秒？工作周期有時(shí)鐘周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期。時(shí)鐘周期也稱為振蕩周期，是外接晶振頻率的倒數(shù)；是微控制器中最基本、最小的時(shí)間單位。若振蕩源頻率為fosc,則振蕩周期為T0=1/fosc；—個(gè)振蕩周期定義為一個(gè)節(jié)拍P。狀態(tài)周期S是振蕩周期的兩倍S=2T=2/fosc，即由連續(xù)的兩個(gè)節(jié)拍P1和P2組成。機(jī)器周期Tm是CPU執(zhí)行一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。一個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)狀態(tài)周期（S1-S6）即12個(gè)時(shí)鐘周期組成。指令周期為執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。通常每條指令的執(zhí)行可劃分為1-4個(gè)基本操作完成一個(gè)基本操作所需時(shí)間稱為機(jī)器周期。所以指令周期有1-4個(gè)機(jī)器周期組成。當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，時(shí)鐘周期為1us,狀態(tài)周期為2us，機(jī)器周期為12us，指令周期為12-48us。8051微控制器的內(nèi)部資源擴(kuò)展，主要包括哪幾方面？主要包括速度擴(kuò)展、CPU外圍擴(kuò)展、基本功能單元擴(kuò)展、外圍單元擴(kuò)展、電源擴(kuò)展以及復(fù)位源擴(kuò)展。請(qǐng)找出一款典型的8051增強(qiáng)型微控制器，并分析它與經(jīng)典8051微控制器的組成結(jié)構(gòu)有什么異同點(diǎn)，內(nèi)部資源如何擴(kuò)展？功能增強(qiáng)的8051MCU具備有外部和內(nèi)部的多種復(fù)位功能，請(qǐng)查閱