单片机原理及接口技术出题范围

1. 在计算机中，“存储程序”第1条指令的第1个字节一定是操作码。

这样，CPU首先进入取指阶段，从存储器中取出指令并通过CPU译码后，转入执指阶段，在这期间，CPU 执行指令指定的操作。

（取指—>执指，取指—>执指……）（P7）2. 89C51/S51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式——空闲方式（Idle Mode）和掉电方式（Power Down）。

在空闲方式中，CPU停止，而RAM，定时器/计数器，串行口和中断系统都继续工作。

此时的电流可降到大约为正常工作方式的15％。

在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。

这种方式下的电流可降到15uA以下，最小可降到0.6uA。

（89C51/S51是一种低功耗，低电压，高性能的8位单片机。

）(P26)3. P0端口（P0.0~P0.7，39~32脚）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。

它作为漏极开路的输出端口，每位能驱动8个LS型TTL负载。

当P0口作为输入口使用时，应先向口锁存器（地址80H）写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高抗阻输入。

作输入口使用时要先写1，这就是准双向的含义。

在CPU访问片外存储器（89C51/S51片外EPROM或RAM）时，P0口分时提供低8位地址和8位数据的复用总线。

在此期间，P0口内部上拉电阻有效。

P1端口（P1.0~P1.7）：P1是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

其输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用坐输入口。

P1作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。

由于它的内部有一个上拉电阻，所以连接外围负载时不需要外接上拉电阻，这一点与下面介绍的P2,P3口都一样，与上面的P0口则不同。

P2端口（P2.0~P2.7)：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

其输出缓存器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。

P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。

在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX@DPTR”指令）时,P2引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容）在整个访问期间不会改变。

P3端口（P3.0~P3.7)：P3是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 端口。

其输出缓存器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写1，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。

P3作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil ）。

图2—4,图2—5，图2—6和图2—7分别给出了P0,P1,P2和P3端口的某1位结构。

每个端口都是8位准双向口，共占32只引脚。

没一条I/O 线都能独立地用作输入或输出。

每个端口都包括一个锁存器（即特殊功能寄存器P0~P3），一个输出驱动器和输入缓存器。

这些端口作输出时，数据可以锁存；作输入时，数据可以缓存。

但这4个通道的功能不完全相同，其内部结构也略有不同。

(P31~P33)4. 一般微机通常只有一个地址空间，而ROM 和RAM 可以随意安排在一个地址范围内不同的空间。

CPU 访问存储器时，一个地址对应唯一的存储器单元，可以是ROM ，也可以是RAM ，并用同类访问指令。

此种存储器结构称为普林斯顿结构。

89C51/S51的存储器在物理结构上分为程序存储器和数据存储器空间，共有4个存储空间：片内程序存储器和片外程序存储器空间以及片内数据存储器和片外数据存储器空间，这种程序存储器和数据存储器分开的结构形式，称为哈弗结构。

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 。

(P34)表2—3中40个单元是专门用于存放中断处理程序的地址单元，中断响应后，按中断的类型。

自动转到各自的中断区去执行程序。

因此以上地址单元不能用于存放程序的其他内容，只能存放中断服务程序。

但是通常情况下，每段只有8个地址单元是不能存下完整的中断服务程序的，因此一般也在中断响应的地址区，安放一条无条件转移指令，指向程序存储器的其他真正存放服务程序的空间去执行，这样中断响后，CPU 读到这条指令，便转向其地方去继续执行中断服务程。

例如，当外部中I\N\T\O\（P3.2（电平为0））有效时，即引起中段申请，CPU 响应中断 后自动将地址0003H 装入PC ，程序就自动转向0003H 单元开始执行。

如果事先在0003H ~000H 存有引导（转移）指令，程序就被引导（转移）带指定的中断服务程序空间去执 行。

这里，0003H 称为中断矢量地址。

(P36)7）向前有进位（或借位），则CY 位由硬件自动置1；如果运算结果最高位无进位（或借位），则CY清0.CY也是89C51/S51在进行位操作（布尔操作）是的位累加器。

在指令中用C代替CY。

AC(PSW.6)：半进位标志位，也称辅助进位标志位。

当执行加法（或减法）操作时，如果运算（和或差）的低半字节（位3）向高半字节有半进位（或借位），则AC位将被硬件自动置1；否则AC被自动清0。

F0(PSW.50）：用户标志位。

用户可以根据自己的需要对F0位赋予一定的含义，由用户置位或复位，以作为软件标志。

RS0和RS1（PSW.3和PSW.4）：工作寄存器组选择控制位。

这两位的值可决定选择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RS1和RS0的状态，以切换当前工作寄存器组。

其组合关系如表2—8所列。

89C51/S51上电复位后，RS1=RS0=0,CPU自动选择第0组为当前工作寄存器组。

根据需要，可利用传送指令对PSW整字节操作或用位操作指令改变RS1和RS0的状态，以切换当前工作寄存器组。

这样的设置为程序中保护现场提供了方便。

OV（PSW.2）：溢出标志位。

当进行补码运算时，如有溢出，即当运算结果超出-128~+127的范围时，OV位由硬件自动置1；无溢出时，OV=0.PSW.1：为保留位。

89C51/S51未用，89C52/S52为F1用户标志位。

P（PSW.0）：奇偶校验标志位。

每条指令执行完后，该位始终跟踪指示累加器A中1的个数。

如果A中有奇数个1，则置P=1；否则P=0。

常用于校验串行通信中的数据传送是否出错。

(P42)7.89S51/S51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。

反相放大器的输入端反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容就可以构成稳定的自激振荡器。

电容C1和C2通常取30pF左右，可稳定频率并对振荡器频率有微调作用。

晶体振荡器的秒冲频率范围为fosc=0~24MHz。

振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，如图2—16所示。

（一个简单单片机的构成，电源，复位电路）(P45)8.复位是单片机的初始化操作。

其主要功能是把PC初始化位000H，使单片机从000H单元开始执行操作。

还对其他一些寄存器有影响，即在SFR中，除了端口锁存器、堆栈指针SP和串行口的SBUF外，其余的寄存器全部清0，端口锁存器的复位值为0FFH，堆栈指针值为07H，SBUF内为不定值。

内部RAM的状态不受复位的影响，在系统上电时，RAM的内容是不定的。

SP=07H：表明堆栈指针指向片内RAM07H字节单元，根据堆栈指针的先加后压法则，第一个被压入的数据被写入08H单元中。

P0~P3=FFH：表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于输入，又可用于输出。

(P47)9. 1.上电自动复位是在加电瞬间电容通过充电来实现的。

在通电的瞬间，电容C通过电阻R充电，RST端出现正脉冲，用以复位。

只要电源Vcc 的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。

对于CMOS型的89C51/S51，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1uF。

2.手动复位。

系统上电运行后，若需要复位，一般是通过手动复位来实现的。

通常采用手动复位和上电自动复位组合（按键电平复位）复位电路虽然简单，但其作用非常重要。

一个单片机系统能否正常运行，首先要检查是否能复位成功。

初步检查可用示波器探头监视RST引脚，按下复位键，观察是否有足够幅度的波形输出（瞬时的），还可以通过改变复位电路阻容值进行实验。

(P48)10. 指令格式89S51/S51汇编语言指令由操作码助记符号段和操作数字段两部分组成。

指令格式如下：［标号］：操作码〔目的操作数〕〔，源操作数〕［；注释］例如：MOV A, #00H.操作码部分规定了指令所实现的操作功能，由2~5个英文字母表示。

操作数部分指出了参与操作的数据来源和操作结果存放的目的单元。

操作码和操作数都有对应的二进制代码，指令代码由若干字节组成。

对于不同指令，指令的字节数不同。

89S51/C51指令系统中，有单字节、双字节或3字节指令。

1.单字节指令单字节指令中的8位二进制代码既包含操作码的信息，也包含操作数的信息。

这种指令有两种情况。

1）指令码中隐含着对某一个寄存器的操作例如，数据指针DPTR加1指令“INC DPTR”,由于操作的内容和唯一的对象DPTR 寄存器只用8位二进制代码表示，其指令代码为A3H，格式为：2）由指令码中的rrr三位的不同编码指定某一个寄存器A,RN”,其指令代码格式为：其中，高五位为操作内容——传送；最低3位rrr的不同组合编码用来表示从哪一个寄存器（R0~R7）取数，故一字节就够了。

89C51单片机共有49条单字节指令。

2.双字节指令用一字节表示操作码，另一个字节表示操作数或操作数所在的地址。

其指令格式为：89C51中有453.3字节指令89C51单片机共有3字节指令17条，占全部111条指令的15％。

(P51~P52)11. 89C51/S51单片机寻址方式共有七种:①寄存器寻址；②直接寻址；③立即数寻址；④寄存器间接寻址；⑤变址寻址；⑥相对寻址；⑦位寻址。

1.寄存器寻址就是由指令指出寄存器组R0~R7中某一个或其他寄存器（A、B、DPTR 等）的内容作为操作数。

例如：MOV A, P0 ；（R0）—>AMOV P1, A ；（A）—>P1口ADD A, R0 ；（A）+（R0）—>A2.直接寻址指令中所给出的操作数是片内RAM单元的地址。