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2.5 单片机的工作过程

由于单片机应用系统是属于微型计算机家族里的一个类型,因此它的工作过程和微型计算机的工作过程是基本一样的。一般用户将编写好的程序通过编译转换成机器码并固化到单片机存储器中,单片机开机复位后,CPU就会不断地去存储器内取指令,然后通过指令译码器,对指令进行译码,根据译码来决定什么样的操作,接下来按照操作发出相应的控制信号,通过一些控制电路来执行这个操作过程,当这条指令执行完以后又取下一条指令再继续译码与执行,依此类推不断的重复下去,所以归纳起来,就是不断地取指令和执行指令的过程。这就是单片机应用系统的工作过程。

例如指令MOVA,#56H表示将立即数56H这个值送入A累加器。该指令对应的机器码是74H、56H,假设它们已存在0000H开始的单元中。下面我们来说明单片机的工作过程。接通电源开机后,PC=0000H,取指令过程如下:

①PC中的0000H送到片内的地址寄存器,PC的内容自动加1变为0001H,指向下一个指令字节。

②地址寄存器中的内容 0000H 通过地址总线送到存储器,经存储器中的地址译码选中0000H单元。

③CPU通过控制总线发出读命令。

④将0000H单元的内容74H送内部数据总线,该内容通过内部数据总线送到单片机内部的指令寄存器。至此,取指令过程结束,进入执行指令过程。

执行指令的过程如下:

①指令寄存器中的内容经指令译码器译码后,表明这条指令是取数命令,即将一个立即数送A中。

②PC的内容为0001H,送地址寄存器,译码后选中0001H单元,同时PC的内容自动加1变为0002H。

③CPU同样通过控制总线发出读命令。

④将0001H单元的内容56H读出并经内部数据总线送至A。

至此,本指令执行结束。PC=0002H,机器又进入下一条指令的取指令过程。机器一直重复上述过程直到程序中的所有指令执行完毕,这就是单片机的基本工作过程。

习题 2

一、单项选择题

1.MCS-51单片机的CPU主要由_________组成。

A.运算器、控制器 B.加法器、寄存器

C.运算器、加法器 D.运算器、译码器

2.单片机中的程序计数器PC用来_________。

A.存放指令 B.存放正在执行的指令地址

C.存放下一条指令地址 D.存放上一条指令地址

3.开机复位后,CPU使用的是寄存器第一组,地址范围是_________。

A.00H-10H B.00H-07H C.10H-1FH D.08H-0FH

4.单片机AT89C51的EA引脚_________。

A.必须接地 B.必须接+5 V C.可悬空 D.以上三种视需要而定

5.访问外部存储器或其他接口芯片时,做数据线和低8位地址线的是_________。

A.P0口 B.P1 C.P2口 D.P0口和P2口

6.单片机上电复位后,PC的内容和SP的内容为_________。

A.0000H,00H B.0000H,07H

C.0003H,07H D.0800H,08H

7.PSW中的RSl和RS0用来_________。

A.选择工作寄存器区号 B.指示复位

C.选择定时器 D.选择工作方式

8.在MCS-51单片机中,_________是数据存储器,_________是程序存储器。

A.ROM B.EPROM C.RAM D.EEPROM

9.能够用紫外光擦除ROM中程序的只读存储器称为_________。

A.掩膜ROM B.PROM C.EPROM D.EEPROM

10.下列存储器在掉电后数据会丢失的类型是________________。

A.EPROM B.RAM C.FLASH ROM D.EEPROM

11.MCS-51的片内外的ROM是统一编址的,如果 端保持高电平,8051的程序计数器PC在_________地址范围内。

A.1000H~FFFFH B.0000H~FFFFH

C.0001H~0FFFH D.0000H~0FFFH

12.MCS-51的专用寄存器SFR中的堆栈指针SP是一个特殊的存储区,用来_________,它是按后进先出的原则存取数据的。

A.存放运算中间结果 B.存放标志位

C.暂存数据和地址 D.存放待调试的程序

13.8051单片机中,唯一一个用户可使用的16位寄存器是_________。

A.PSW B.ACC C.SP D.DPTR

二、填空题

1.若MCS-51单片机的晶振频率为fosc=12MHz,则一个机器周期等于_________µs。

2.MCS-51单片机的XTALl和XTAL2引脚是_________引脚。

3.MCS-51单片机的数据指针DPTR是一个16位的专用地址指针寄存器,主要用来_________。

4.MCS-51单片机中输入-输出端口中,常用于第二功能的是_________。

5.MCS-51 单片机内存的堆栈是一个特殊的存储区,用来_________,它是按后进先出的原则存取数据的。

6.单片机应用程序一般存放在________________中。

7.在单片机扩展时,________________口和________________口为地址线,________________口为数据线。

8.当P1口做输入口输入数据时,必须先向该端口的锁存器写入_________,否则输入数据可能出错。

9.单片机是将________________、________________、________________等几部分集成在一块芯片上的微型计算机。

10.单片机复位方式有________________、________________和自动复位。

11.计算机________________越多,计算机的功能超强,灵活性也越大。

12.8051的累加器ACC是一个8位的寄存器,简称为A,用来存_________或_________。

13.8051的程序状态字寄存器PSW是一个8位的专用寄存器,用于存放程序运行中的_________。

14.单片机的复位有上电自动复位和按钮手动复位两种,当单片机运行出错或进入死循环时,________________。

15.MCS-51单片机上电复位后,片内数据存储器的内容均为。

三、简答题

1.单片机应用系统中的硬件与软件是什么关系?软件如何实现对硬件的控制?

2.什么是机器周期?机器周期和晶振的振荡频率有何关系?当晶振的振荡频率为12MHz时,机器周期是多少时间?

3.8051是低电平还是高电平复位?复位后P0~P3口处于什么状态?

4.在MCS-51单片机ROM空间中,0003H~002AH有什么用途?用户应怎样合理选用?

5.MCS-51单片机片内RAM的组成是如何划分的,各有什么作用?

6.MCS-51单片机有多少个特殊功能寄存器?它们分布在何地址范围?

7.DPTR是什么寄存器?它的作用是什么?它是由哪几个寄存器组成的?

8.简述程序状态寄存器PSW各位的含义。单片机如何确定和改变当前的工作寄存器区?

9.什么是堆栈?堆栈指针SP的作用是什么?在堆栈中存取数据时的原则是什么?

10.在程序存储器中,0000H、0003H、000BH、0013H、001BH、0023H这6个单元有什么特定的含义? wb4DUV8Hp9hpU3LzJGJ9MArt5mOLqEW/yYqwReppDKK4H+8dq4rbBaiLy+qb3RwT

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