C单片机硬件结构和原理.docx

第1部分89C51单片机硬件结构和原理

1.89C51单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?
答：89C51单片机是个完整的单片微型计算机。芯片内部包括下列硬件资源：
8位CPU；
4KB的片内FlashROM。可寻址64KB程序存储器和64KB外部数据存储器；
256B内部 RAM/SFR；
21个 SFR；
4个8位并行I/O口P0～P3（共32位I/O线）；
一个全双工uart的异步串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通讯；
两个16位定时器/计数器；
5个中断源，两个中断优先级；
内部时钟发生器。

2.89C51的ＥＡ端有何用途?
答：作外部程序存储器地址允许输入端和固化编程电压输入端。
3.89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?
答：89C51存储器包括程序存储器和数据存储器，从逻辑结构上看，可以分为三个不同的空间：
64KB的程序存储器地址空间：0000H~FFFFH，其中0000H~0FFFH为片内4KB的FlashROM地址空间，1000H~FFFFH为外部ROM地址空间；
256B的内部数据存储器地址空间，00H~FFH，分为两大部分，其中00H~7FH（共128B单元）为内部静态RAM的地址空间，80H~FFH为特殊功能寄存器的地址空间，21个特殊功能寄存器离散地分布在这个区域；
64KB的外部数据存储器地址空间：0000H~FFFFH，包括扩展I/O地址空间。
MCS-51单片机存储器三类空间地址存在重叠，单片机设计了不同的数据传送指令符号来区分：CPU访问片内、片外ROM指令用MOVC，访问片外RAM指令用MOVX，访问片内RAM指令用MOV。

4.简述89C51片内RAM的空间分配。
答：89C51内部256B的数据RAM区，包括有工作寄存器组区、可直接位寻址区和数据缓冲区、特殊功能寄存器组区。各区域的特性如下：
00H~1FH为工作寄存器组区，共分4组，每组占用8个RAM字节单元，每个单元作为一个工作寄存器，每组的8个单元分别定义为8个工作寄存器R0~R7。当前工作寄存器组的选择是由程序状态字PSW的RS1、RS0两位来确定。如果实际应用中并不需要使用工作寄存器或不需要使用4组工作寄存器，不使用的工作寄存器组的区域仍然可作为一般数据缓冲区使用，用直接寻址或用Ri的寄存器间接寻址来访问。
20H~2FH为可位寻址区域，这16个字节的每一位都有一个地址，编址为00H~7FH。
当然，位寻址区也可以用作字节寻址的一般数据缓冲区使用。
（3）30H~7FH为堆栈、数据缓冲区。
（4）80H～FFH高128字节的RAM有21个特殊功能寄存器（SFR）。访问SFR只允许使用直接寻址方式。其中11个具有位寻址能力，它们的字节地址正好被8整除。

5.简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。
答：20H~2FH为可位寻址区域，这16个字节的每一位都有一个地址，编址为00H~7FH；
还有80H～FFH高128字节的RAM有11个SFR具有位寻址能力，它们的字节地址正好被8整除，如PO、P1、P2、P3、TCON、SCON、IE、IP、PSW、A、B。

6.如何简捷地判断89C51正在工作?
答：用示波器看/PSEN端有脉冲输出。
7.89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?
答：通过查看PSW的RS0和RS1位确定哪一组工作寄存器为当前工作寄存器组。通过用户用软件改变RS0和RS1值的组合，以切换当前选用的工作寄存器组。

8.89C51P0口用作通用Ｉ/Ｏ口输入时，若通过TTL“OC”门输入数据，应注意什么?为什么?
答：当P0口作输入口使用时，应先向口锁存器写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。
从P0口硬件图可知，在读入端口引脚数据时，由于输出驱动FET（T2）并接在引脚上，如果FET（T2）导通，就会将输入的高电平拉成低电平，从而产生误读。所以，在端口进行输入操作时，应先向端口锁存器写入1。

9.读端口锁存器和“读引脚”有何不同？各使用哪种指令？
答：读端口锁存器，使用“读－修改－写”指令，如执行“ANLP0，A”指令，它不直接读引脚上的数据，而是CPU先读P0口D锁存器中的数据；当“读锁存器”信号有效时，三态门缓冲器1开通，Q端数据送入内部总线和累加器A中的数据进行逻辑与操作，结果送回P0端口锁存器。这样避免错读引脚上的电平信号的可能性。
“读引脚”使用“MOVA，PO”。

10.89C51P0～P3口结构有何不同?用作通用Ｉ/Ｏ口输入数据时，应注意什么?
答：89C51P0～P3口结构相同之处：P0～P3都是准双向I/O口，做输入时，必须先向相应端口的锁存器写入“1”。不同之处：P0口的输出级与P1～P3口不相同