存储器和布尔处理器

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单片机原理及应用教程(第2版)各章习题参考答案

单片机原理及应用教程(第2版)各章习题参考答案

3.简答题 (1) 单片机与微处理器的联系与区别: 微型计算机技术形成了两大分支:微处理器(MPU)和微控制器(MCU,即单片机)。
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单片机原理及应用教程(第 2 版)
MPU是微型计算机的核心部件,它的性质决定了微型计算机的性能。通用型的计算机 已从早期的数值计算、数据处理发展到当今的人工智能阶段,它不仅可以处理文字、字符、 图形、图像等信息,而且还可以处理音频、视频等信息,并向多媒体、人工智能、虚拟现 实、网络通信等方向发展。它的存储容量和运算速度正在以惊人的速度发展,高性能的32 位、64位微型计算机系统正向大、中型计算机挑战。 MCU主要用于控制领域。由它构成的检测控制系统应该具有实时的、快速的外部响应 的功能,应该能迅速采集到大量数据,并在做出正确的逻辑推理和判断后实现对被控对象 参数的调整与控制。单片机直接利用了MPU 的发展成果,也发展了16 位、32 位、64 位 的机型,但它的发展方向是高性能、高可靠性、低功耗、低电压、低噪声和低成本。目前, 单片机仍然是以8 位机为主,16 位、32 位、64 位机并行发展的格局。单片机的发展主要 还是表现在其接口和性能不断满足多种多样检测对象的要求上,尤其突出表现在它的控制 功能上,用于构成各种专用的控制器和多机控制系统。 单片机与微型计算机的联系与区别: 从组成方面,微型计算机(通用机)通常将 CPU、RAM、 I/O 口、ROM 等部件以芯 片形式安装在主板上; 单片机则将上述部件被集成到单芯片中。 从功能方面,通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输;单片机的专长 则是测控,往往嵌入某个仪器/设备/系统中,使其达到智能化的效果。 (2) 集成度高、体积小;面向控制、功能强;抗干扰能力强;功耗低;使用方便;性 能价格比高;容易产品化;等等。 (3) 单片机内部一般包括中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、输 入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等。 中央处理器 CPU 是单片机的核心部件,实现运算器、控制器的功能以及中断控制等; RAM 一般作为数据存储器,用来存储数据,暂存运行期间的数据、中间结果、堆栈、位 标志和数据缓冲等;ROM 一般作为程序存储器,用于存放应用程序;并行 I/O 口,使用上 不仅可灵活地选择输入或输出,还可作为系统总线或控制信号线,从而为扩展外部存储器 和 I/O 接口提供了方便;串行 I/O 用于串行通信;定时器/计数器用于产生定时脉冲,以实 现单片机的定时控制。 (4) 由于单片机功能的飞速发展,它的应用范围日益广泛,已远远超出了计算机科学 的领域。小到玩具、信用卡,大到航天器、机器人,从实现数据采集、过程控制、模糊控 制等智能系统到人类的日常生活,现已广泛应用于国民经济的各个领域,主要包括工业过 程控制、智能仪表、机电一体化产品、智能化接口、家用电器等领域。 (5) MCS-51系列;AT89系列;PIC系列;M68HC11系列;MCS-96系列;8XC196KX 系列;MSP430系列;SPCE系列;M68300系列;SH系列;TX99/TX49系列单片机等。

西门子数据类型

西门子数据类型

西门子数据类型概述:西门子数据类型是指在西门子PLC编程中使用的数据类型。

PLC(可编程逻辑控制器)是一种常用于工业自动化控制系统的设备,用于监控和控制生产过程。

在PLC编程中,数据类型用于定义变量的类型和大小,以便正确地处理和存储数据。

西门子提供了多种数据类型,每种类型都有其特定的用途和限制。

常见的西门子数据类型:1. 位(BOOL):用于表示开关状态,取值为0或1。

2. 字节(BYTE):用于表示8位二进制数据。

3. 整数(INT):用于表示带符号的16位整数,取值范围为-32768到32767。

4. 双字节整数(DINT):用于表示带符号的32位整数,取值范围为-2147483648到2147483647。

5. 实数(REAL):用于表示单精度浮点数,取值范围为-3.4E38到3.4E38。

6. 字符串(STRING):用于表示文本数据,可以存储多个字符。

7. 数组(ARRAY):用于存储多个相同类型的数据。

使用西门子数据类型的示例:1. 声明变量:```VARSwitchStatus: BOOL; // 声明一个位类型的变量,用于表示开关状态Temperature: REAL; // 声明一个实数类型的变量,用于表示温度Message: STRING(20); // 声明一个字符串类型的变量,最大长度为20个字符SensorData: ARRAY[1..10] OF INT; // 声明一个包含10个整数的数组END_VAR```2. 赋值和读取变量:```SwitchStatus := 1; // 将位类型的变量SwitchStatus赋值为1Temperature := 25.5; // 将实数类型的变量Temperature赋值为25.5Message := "Hello, World!"; // 将字符串类型的变量Message赋值为"Hello, World!"SensorData[1] := 10; // 将数组SensorData的第一个元素赋值为10``````IF SwitchStatus = 1 THEN // 判断位类型的变量SwitchStatus是否为1// 执行某些操作END_IF```3. 数据类型转换:在PLC编程中,有时需要将一个数据类型转换为另一个数据类型,可以使用强制类型转换操作符进行转换。

二进制计算机采用的主要逻辑元件

二进制计算机采用的主要逻辑元件

主题:二进制计算机的主要逻辑元件一、概述二进制计算机是当今世界上最广泛使用的计算机系统。

它们采用二进制系统来表示和处理数据和指令。

在二进制计算机中,存在着一些主要的逻辑元件,它们在计算机的运行中起着至关重要的作用。

二、主要逻辑元件1. 逻辑门逻辑门是构成计算机的基本逻辑元件。

它们能够执行基本的逻辑运算,如与、或、非等。

常见的逻辑门有与门、或门、非门等。

在计算机中,逻辑门被组合成各种复杂的逻辑电路,用来实现各种功能。

2. 寄存器寄存器是一种用来存储数据的元件。

在计算机中,寄存器通常用来存储临时数据、位置区域或指令。

寄存器的大小通常是以位(bit)来表示的,如8位寄存器、16位寄存器等。

3. 存储器存储器是计算机中用来存储数据和指令的元件。

存储器分为内存和外存,内存通常指的是随机存取存储器(RAM),它用来存储正在运行的程序和数据;外存通常指的是磁盘或固态硬盘,它用来存储长期的数据和程序。

4. ALU(算术逻辑单元)ALU是计算机中用来执行算术和逻辑运算的部件。

它能够执行加、减、乘、除等算术运算,也能够执行与、或、非等逻辑运算。

5. 控制单元控制单元是计算机中用来控制指令执行顺序的部件。

它能够从存储器中取出指令,解码指令,并且控制各个部件的工作。

6. 时钟时钟是计算机中用来同步各个部件工作的部件。

它能够在一个固定的时间间隔内发出脉冲信号,使得各个部件按照统一的节拍工作。

7. 数据总线数据总线是计算机中用来传输数据的通道。

它能够同时传输多位数据,如8位、16位、32位等。

8. 位置区域总线位置区域总线是计算机中用来传输位置区域信息的通道。

它能够指示存储器中的特定位置。

9. 控制总线控制总线是计算机中用来传输控制信号的通道。

它能够传输各种控制信号,如读写信号、中断信号等。

三、总结二进制计算机中的主要逻辑元件包括逻辑门、寄存器、存储器、ALU、控制单元、时钟、数据总线、位置区域总线和控制总线。

它们共同构成了计算机的基本操作和功能。

8051单片机CPU的内部组成及功能介绍

8051单片机CPU的内部组成及功能介绍

8051单片机CPU的内部组成及功能介绍一、运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心,再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。

累加器ACC是一个八位寄存器,它是CPU中工作最频繁的寄存器。

在进行算术、逻辑运算时,累加器ACC往往在运算前暂存一个操作数(如被加数),而运算后又保存其结果(如代数和)。

寄存器B主要用于乘法和除法操作。

标志寄存器PSW也是一个八位寄存器,用来存放运算结果的一些特征,如有无进位、借位等。

其每位的具体含意如下所示。

PSW CY AC FO RS1 RS0 OV -P对用户来讲,最关心的是以下四位。

1?进位标志CY(PSW?7)。

它表示了运算是否有进位(或借位)。

如果操作结果在最高位有进位(加法)或者借位(减法),则该位为1,否则为0。

2?辅助进位标志AC。

又称半进位标志,它反映了两个八位数运算低四位是否有半进位,即低四位相加(或减)有否进位(或借位),如有则AC为1状态,否则为0。

3?溢出标志位OV。

MCS-51反映带符号数的运算结果是否有溢出,有溢出时,此位为1,否则为0。

4?奇偶标志P。

反映累加器ACC内容的奇偶性,如果ACC中的运算结果有偶数个1(如11001100B,其中有4个1),则P为0,否则,P=1。

PSW的其它位,将在以后再介绍。

由于PSW存放程序执行中的状态,故又叫程序状态字?运算器中还有一个按位(bit)进行逻辑运算的逻辑处理机(又称布尔处理机)。

其功能在介绍位指令时再说明。

二、控制器控制器是CPU的神经中枢,它包括定时控制逻辑电路、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR及程序计数器PC、堆栈指针SP等。

这里程序计数器PC是由16位寄存器构成的计数器。

要单片机执行一个程序,就必须把该程序按顺序预先装入存储器ROM的某个区域。

单片机动作时应按顺序一条条取出指令来加以执行。

因此,必须有一个电路能找出指令所。

计算机的组成原理

计算机的组成原理

计算机的组成原理计算机是现代社会不可或缺的工具,它的功能强大、处理速度快,背后的核心则是计算机的组成原理。

本文将从硬件和软件两个方面,详细介绍计算机的组成原理。

一、硬件组成原理1. 中央处理器(CPU)中央处理器是计算机的核心,负责执行指令和控制计算机的操作。

它由控制单元(CU)和算术逻辑单元(ALU)组成。

控制单元负责解析指令、控制数据传输和管理存储器,而算术逻辑单元则负责进行算术运算和逻辑运算。

2. 存储器存储器是计算机的数据存储设备,分为主存储器和辅助存储器两种。

主存储器(RAM)用于临时存储程序和数据,它的速度快但容量相对较小;辅助存储器(如硬盘和固态硬盘)用于长期存储数据,容量大但速度相对较慢。

3. 输入设备输入设备用于将外部信息输入到计算机中,常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪和触摸屏。

通过输入设备,用户可以向计算机提供指令和数据。

4. 输出设备输出设备用于将计算机处理后的结果输出给用户,常见的输出设备有显示器、打印机和音响。

通过输出设备,用户可以获得计算机处理后的信息和数据。

5. 总线系统总线系统是计算机内部各个部件之间进行数据传输的通信线路。

它分为数据总线、地址总线和控制总线三种类型。

数据总线用于传输数据,地址总线用于传输存储器地址,控制总线用于传输控制信号。

二、软件组成原理1. 操作系统操作系统是计算机的核心软件之一,它负责管理和控制计算机的各种硬件和软件资源。

操作系统提供了用户与计算机之间的接口,使得用户可以方便地使用计算机进行各种操作。

2. 应用软件应用软件是计算机用于满足人们特定需求的程序,例如办公软件、图像处理软件和游戏软件等。

应用软件可以运行在操作系统之上,通过操作系统来管理计算机的硬件资源,实现不同的功能。

3. 编程语言编程语言是计算机软件的基础,它是一种用于编写计算机程序的形式化语言。

常见的编程语言有C++、Java和Python等。

通过编程语言,程序员可以使用各种语法和规则来编写计算机程序,实现不同的功能和算法。

3 MCS-51存储器和布尔处理器

3 MCS-51存储器和布尔处理器

3.3.2 外部数据寄存器与访问
提供地址( 字节) (1)由工作寄存器组 提供地址(寻址空间为 )由工作寄存器组Ri提供地址 寻址空间为256字节) 字节 P0口输出 位地址 口输出8位地址 口输出 例如: MOVX @Ri ,A 例如: MOVX A,@Ri 或者 , 提供地址( 字节) (2)由数据指针 )由数据指针DPTR提供地址(寻址空间为 提供地址 寻址空间为64K字节) 字节 P0口输出 口输出DPL(低8位地址), P2口输出 位地址), 口输出DPH(高8位地址) 位地址) 口输出 ( 位地址 口输出 ( 位地址 例如: MOVX @ DPTR ,A 例如: MOVX A,@DPTR 或者 , 数据由P0口输入输出 数据由 口输入输出 访问外部RAM的 的 访问外部 读选通信号: 读选通信号:RD* 访问外部RAM的 的 访问外部 写选通信号: 写选通信号:WR*
MCS - 51 单片机的存储器结构
3.2.1 MCS-51程序存储器地址空间 程序存储器地址空间
存放应用程序和表格之类的固定常数 由只读存储器 存放应用程序和表格之类的固定常数,由只读存储器 固定常数 由只读存储器ROM 组成。 或EPROM组成。 组成 MCS-51单片机采用 位的程序计数器 和16位的地址总线, 单片机采用16位的程序计数器 位的地址总线, 单片机采用 位的程序计数器PC和 位的地址总线 因此可寻址的地址空间为64 因此可寻址的地址空间为 KB。 。 片内和 两部分, 分为片内 片外两部分 分为片内和片外两部分,由EA*引脚上所接电平确定 引脚上所接电平确定 EA*=1,访问片内程序存储器 片内程序存储器 ,访问片内 EA*=0,访问外部程序存储器。 外部程序存储器 ,访问外部程序存储器。 8051/ 8751程序存储器 程序存储器 内部地址为 0000H~0FFFH,共 4KB; , 外部地址为 1000H~FFFFH, 共60KB。 。 当程序计数器由内部0FFFH执行到外部 当程序计数器由内部 执行到外部 1000H 时, 会自动跳转。 自动跳转。 8031 内部无程序存储器 内部无程序存储器, 需外接程序存储器。 需外接程序存储器。

单片微型计算机原理与接口技术答案高峰

单片微型计算机原理与接口技术答案高峰

单片微型计算机原理与接口技术答案(第二版)高峰(总101页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--思考与练习题解析第2章【单片机的基本结构】【2-1】8()C51单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件各个逻辑部件的最主要功能是什么【答】80C51单片机在片内主要包含中央处理器CPU(算术逻辑单元ALU及控制器等)、只读存储器ROM、读/写存储器RAM、定时器/计数器、并行I/O 口Po~P3、串行口、中断系统以及定时控制逻辑电路等,各部分通过内部总线相连。

1.中央处理器(CPU)单片机中的中央处理器和通用微处理器基本相同,是单片机的最核心部分,主要完成运算和控制功能,又增设了“面向控制”的处理功能,增强了实时性。

80C51的CPU是一个字长为8位的中央处理单元。

2.内部程序存储器根据内部是否带有程序存储器而形成三种型号:内部没有程序存储器的称为80C31;内部带ROM的称为80c51,80c51共有4 KB掩膜ROM;内部以EPROM 代替RoM的称为87C51。

程序存储器用于存放程序和表格、原始数据等。

3.内部数据存储器(RAM)在单片机中,用读/写存储器(RAM)来存储程序在运行期间的工作变量和数据。

80C51中共有256个RAM单元。

4.I/O口单片机提供了功能强、使用灵活的I/O引脚,用于检测与控制。

有些I/O引脚还具有多种功能,比如可以作为数据总线的数据线、地址总线的地址线或控制总线的控制线等。

有的单片机I/0引脚的驱动能力增大。

5.串行I/O口目前高档8位单片机均设置了全双工串行I/0口,用以实现与某些终端设备进行串行通信,或与一些特殊功能的器件相连的能力,甚至用多个单片机相连构成多机系统。

有些型号的单片机内部还包含两个串行I/O口。

6·定时器/计数器80c51单片机内部共有两个16位定时器/计数器,80C52则有3个16位定时器/计数器。

51单片机的CPU结构

51单片机的CPU结构

51单片机内部有一个8位的CPU,同时知道了CPU内部包含了运算器,控制器及若干寄存器。

在这节课,我们就与大家一起来讨论一下51单片机CPU的内部结构及工作原理。

从上图中我们可以看到,在虚线框内的就是CPU的内部结构了,8位的MCS-51单片机的CPU内部有数术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)、累加器A(8位)、寄存器B(8位)、程序状态字PSW(8位)、程序计数器PC(有时也称为指令指针,即IP,16位)、地址寄存器AR(16位)、数据寄存器DR(8位)、指令寄存器IR(8位)、指令译码器ID、控制器等部件组成。

1、运算器(ALU)的主要功能A)算术和逻辑运算,可对半字节(一个字节是8位,半个字节就是4位)和单字节数据进行操作。

B)加、减、乘、除、加1、减1、比较等算术运算。

C)与、或、异或、求补、循环等逻辑运算。

D)位处理功能(即布尔处理器)。

由于ALU内部没有寄存器,参加运算的操作数,必须放在累加器A中。

累加器A也用于存放运算结果。

例如:执行指令 ADD A,B执行这条指令时,累加器A中的内容通过输入口In_1输入ALU,寄存器B通过内部数据总线经输入口In_2输入ALU,A+B的结果通过ALU的输出口Out、内部数据总线,送回到累加器A。

2、程序计数器PCPC的作用是用来存放将要执行的指令地址,共16位,可对64K ROM直接寻址,PC低8位经P0口输出,高8位经P2口输出。

也就是说,程序执行到什么地方,程序计数器PC就指到哪里,它始终是跟蹿着程序的执行。

我们知道,用户程序是存放在内部的ROM中的,我们要执行程序就要从ROM中一个个字节的读出来,然后到CPU中去执行,那么ROM具体执行到哪一条呢?这就需要我们的程序计数器PC 来指示。

程序计数器PC具有自动加1的功能,即从存储器中读出一个字节的指令码后,PC自动加1(指向下一个存储单元)。

3、指令寄存器IR指令寄存器的作用就是用来存放即将执行的指令代码。

计算机的计算原理

计算机的计算原理

计算机的计算原理计算机作为现代社会中不可或缺的工具,已经深刻地改变了人们的生活和工作方式。

它的计算能力源于其独特的计算原理。

本文将详细介绍计算机的计算原理。

一、布尔逻辑与门计算机中最基本的计算单元是逻辑门,其中最简单的逻辑门是与门(AND gate)。

与门接受两个输入,并产生一个输出。

其计算原理是:当两个输入都为1时,输出为1;否则输出为0。

通过组合多个与门,可以构建复杂的逻辑电路,从而实现更复杂的计算功能。

二、二进制数系统计算机使用二进制数系统来表示和处理信息。

在二进制系统中,只有两个数字0和1,通过不同位数的组合,可以表示任意整数和小数。

计算机通过逻辑电路实现了二进制数的加法、减法、乘法和除法等运算,从而实现了各种复杂的数值计算。

三、算术逻辑单元(ALU)算术逻辑单元(ALU)是计算机中负责执行算术和逻辑运算的核心组件。

ALU可以执行加法、减法、与门、或门等基本计算操作。

在ALU中,使用二进制补码表示负数,并通过一系列逻辑电路实现了带符号整数的运算。

四、存储器计算机的存储器用于保存和读取数据。

存储器可以分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。

RAM是一种易失性存储器,可以随机访问,并且数据可以被写入和读取。

ROM是一种非易失性存储器,只能读取,无法写入。

计算机使用存储器来保存指令和数据,通过读取和修改存储器中的内容,实现各种复杂的计算任务。

五、中央处理器(CPU)中央处理器(CPU)是计算机的核心部件,它负责执行指令和控制计算机的运行。

CPU包括控制单元和算术逻辑单元。

控制单元负责解析和执行指令,而算术逻辑单元执行具体的运算操作。

CPU通过时钟信号控制指令的执行速度,并与其他组件进行数据交互,实现计算和数据处理功能。

六、冯·诺伊曼体系结构冯·诺伊曼体系结构是现代计算机的基本架构,它由冯·诺伊曼于1945年提出。

该体系结构包括存储器、运算器、控制器和输入输出设备四个基本部分,通过总线连接各个部件。

简述布尔处理器的空间分配

简述布尔处理器的空间分配

简述布尔处理器的空间分配1.引言概述部分是对布尔处理器空间分配主题的简要介绍。

可以按照以下方式编写文章1.1 概述的内容:概述部分:布尔处理器是一种使用布尔逻辑来进行计算和运算的特殊处理器。

与传统的计算机处理器相比,布尔处理器的特点在于其高效的空间分配机制。

在传统的计算机处理器中,存储空间的分配受限于硬件资源和操作系统的限制。

当需要进行布尔运算时,计算机内存中的数据通常需要被转换成布尔值,然后再进行计算。

这种转换和计算的过程可能会消耗大量的时间和资源。

为了解决这个问题,布尔处理器采用了一种特殊的空间分配方法。

布尔处理器的核心思想是将存储空间划分为多个小块,并为每个块分配专门的硬件资源。

这些硬件资源可以专门用于处理布尔运算,从而提高运算速度和效率。

布尔处理器的空间分配方法通常采用了一种叫做“位划分”的技术。

这种技术将存储空间划分为多个位,每个位都有专门的硬件电路来处理布尔运算。

通过同时处理多个位,布尔处理器可以实现高速和高效的布尔计算。

除了位划分技术,布尔处理器的空间分配方法还可以包括其他的优化策略,如并行计算、流水线处理和多级缓存等。

这些优化策略可以进一步提高布尔处理器的计算性能和运算效率。

总之,布尔处理器的空间分配方法是为了提高布尔计算的效率和速度而设计的。

通过使用位划分技术和其他优化策略,布尔处理器可以实现高速的布尔计算,并在特定的应用场景下发挥出卓越的性能。

未来,随着布尔处理器技术的不断发展,我们可以期待更加先进和高效的空间分配方法的出现。

1.2 文章结构本篇文章主要围绕布尔处理器的空间分配展开讨论。

文章共分为三个主要部分:引言、正文和结论。

引言部分将概述布尔处理器的基本概念和背景,介绍布尔处理器在计算领域的重要性,并明确文章的目的。

正文部分将从两个方面详细介绍布尔处理器的空间分配方法。

首先,将对布尔处理器的基本原理进行阐述,包括其工作原理、逻辑运算和数据处理等方面。

其次,将详细介绍布尔处理器的空间分配方法,包括寄存器、存储器和缓存的分配方式,以及布尔运算的优化技术和并行计算的应用等。

单片机原理与接口技术课后习题答案李朝青

单片机原理与接口技术课后习题答案李朝青

单片机原理及接口朝青1.89C51单片机包含哪些主要逻辑功能部件?答:80C51系列单片机在片集成了以下主要逻辑功能部件:(l)CPU(中央处理器):8位(2)片RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB(5)并行I/O口:8位,4个(6)串行接口:全双工,1个(7)定时器/计数器:16位,2个(8)片时钟电路:1个2.89C51的EA端有何用途?答:/EA端接高电平时,CPU只访问片flash Rom并执行部程序,存储器。

/EA端接低电平时,CPU只访问外部ROM,并执行片外程序存储器中的指令。

/EA端保持高电平时,CPU执行部存储器中的指令。

3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答:ROM(片ROM和片外ROM统一编址)(使用MOVC)(数据传送指令)(16bits地址)(64KB)片外RAM(MOVX)(16bits地址)(64KB)片RAM(MOV)(8bits地址)(256B)4. 简述89C51片RAM的空间分配。

答:片RAM有256B低128B是真正的RAM区高128B是SFR(特殊功能寄存器)区5. 简述布尔处理存储器的空间分配,片RAM中包含哪些可位寻址单元。

答:片RAM区从00H~FFH(256B)其中20H~2FH(字节地址)是位寻址区对应的位地址是00H~7FH6. 如何简捷地判断89C51正在工作?答:用示波器观察8051的XTAL2端是否有脉冲信号输出(判断震荡电路工作是否正常?)ALE(地址锁存允许)(Address Latch Enable)输出是fosc的6分频用示波器观察ALE是否有脉冲输出(判断8051芯片的好坏?)观察PSEN(判断8051能够到EPROM 或ROM中读取指令码?)因为/PSEN接外部EPROM(ROM)的/OE端子OE=Output Enable(输出允许)7. 89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?答:PSW(程序状态字)(Program Status Word)中的RS1和RS0可以给出4中组合用来从4组工作寄存器组中进行选择PSW属于SFR(Special Function Register)(特殊功能寄存器)8. 89C51 P0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:9. 读端口锁存器和“读引脚”有何不同?各使用哪种指令?答:读锁存器(ANL P0,A)就是相当于从存储器中拿数据,而读引脚是从外部拿数据(如MOV A,P1 这条指令就是读引脚的,意思就是把端口p1输入数据送给A)传送类MOV,判位转移JB、JNB、这些都属于读引脚,平时实验时经常用这些指令于外部通信,判断外部键盘等;字节交换XCH、XCHD 算术及逻辑运算ORL、CPL、ANL、ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC控制转移CJNE、DJNZ都属于读锁存器。

简述布尔处理存储器的空间分配

简述布尔处理存储器的空间分配

布尔处理存储器是计算机中一种重要的数据存储方式,它使用布尔代数来表示数据的存储和处理。

在布尔处理存储器中,空间分配是非常重要的一个环节,它直接影响着存储器的利用率和性能。

本文将从布尔处理存储器的空间分配的概念、方法、优化等方面进行介绍和分析。

一、概念1. 布尔处理存储器的空间分配是指在布尔处理存储器中,对存储空间进行合理的分配,以便更好地存储和处理数据。

在计算机中,数据存储器分为主存储器和辅助存储器两种,而布尔处理存储器主要指的是主存储器中的存储空间。

在空间分配中,需要考虑到数据的存储方式、存储单元的大小、位置区域映射等因素。

二、方法2.1 分配方式:常见的空间分配方式有连续分配和离散分配两种。

在连续分配中,存储空间是按照一定的顺序依次分配的,而在离散分配中,存储空间是非连续的,可以根据需要进行灵活分配。

对于布尔处理存储器来说,离散分配通常更为灵活和高效。

2.2 分配策略:在进行空间分配时,需要考虑到数据的存储方式和处理方式。

对于布尔数据来说,适合采用位存储的方式,即将每个布尔值存储在一个存储单元中。

在进行空间分配时,需要采取相应的分配策略,以保证数据的高效存储和处理。

三、优化3.1 空间利用率:在空间分配中,需要考虑到空间的利用率。

合理的空间分配可以提高存储器的利用率,减少空间的浪费。

在进行空间分配时,需要充分考虑到数据的存储方式和存储单元的大小,以提高空间的利用率。

3.2 存取效率:除了空间利用率外,存取效率也是空间分配中需要考虑的重要因素。

布尔处理存储器对于数据的存取效率要求较高,因此在进行空间分配时,需要考虑到数据的存储顺序、存储位置区域映射等因素,以提高存取效率。

3.3 空间管理:在布尔处理存储器中,空间管理也是一个重要的问题。

合理的空间管理可以提高存储器的利用率和存取效率,减少空间的碎片化。

需要采取相应的空间管理策略,以保证存储器的高效利用。

结论布尔处理存储器的空间分配是计算机系统中一个重要的环节,它直接关系到存储器的利用率和性能。

PLC基本数据类型

PLC基本数据类型

PLC基本数据类型引言概述:PLC(可编程逻辑控制器)是一种用于工业自动化控制的设备,它可以根据预先编写的程序来控制各种生产过程。

在PLC编程中,数据类型是非常重要的概念,不同的数据类型决定了数据在程序中的存储方式和处理方式。

本文将介绍PLC的基本数据类型及其特点。

一、位(BOOL)类型:1.1 布尔类型是最基本的数据类型之一,用来表示逻辑真(1)和逻辑假(0)。

1.2 布尔类型通常用于表示开关状态、触发条件等逻辑判断。

1.3 布尔类型在PLC程序中常用于控制逻辑、条件判断等方面。

二、字节(BYTE)类型:2.1 字节类型用来表示8位二进制数据,范围为0~255。

2.2 字节类型通常用于存储ASCII字符、整数等数据。

2.3 字节类型在PLC程序中常用于数据传输、通信协议等方面。

三、字(WORD)类型:3.1 字类型用来表示16位二进制数据,范围为0~65535。

3.2 字类型通常用于存储整数、计数器等数据。

3.3 字类型在PLC程序中常用于计数、数据处理等方面。

四、双字(DWORD)类型:4.1 双字类型用来表示32位二进制数据,范围为0~4294967295。

4.2 双字类型通常用于存储长整数、计时器等数据。

4.3 双字类型在PLC程序中常用于时间计算、数据处理等方面。

五、实数(REAL)类型:5.1 实数类型用来表示浮点数,可以存储小数。

5.2 实数类型通常用于存储测量数据、控制参数等数据。

5.3 实数类型在PLC程序中常用于PID控制、运算处理等方面。

结论:PLC的基本数据类型包括位、字节、字、双字和实数类型,每种类型都有其特定的应用场景和特点。

在PLC编程中,合理选择和使用数据类型可以提高程序的效率和可靠性,从而实现更好的控制效果。

深入理解PLC的数据类型将有助于工程师更好地设计和编写PLC程序,实现工业自动化控制的目标。

西门子数据类型

西门子数据类型

西门子数据类型1. 概述西门子数据类型是指在西门子PLC(可编程逻辑控制器)中使用的数据类型。

PLC是一种用于自动化控制的电子设备,它通过读取输入信号,执行程序逻辑,然后产生输出信号来控制机器或者工艺过程。

在PLC编程中,数据类型是用于定义变量的一种方式,它确定了变量的存储方式和可用的操作。

2. 常见的西门子数据类型2.1 位(BOOL)位是最基本的数据类型,它只能存储0或者1。

在PLC程序中,常用于表示开关状态、触发信号等。

2.2 字节(BYTE)字节是由8个位组成的数据类型。

它可以存储8位的二进制数据,范围从0到255。

在PLC程序中,常用于表示一个字节大小的数据。

2.3 字(WORD)字是由16个位组成的数据类型。

它可以存储16位的二进制数据,范围从0到65535。

在PLC程序中,常用于表示一个字大小的数据。

2.4 双字(DWORD)双字是由32个位组成的数据类型。

它可以存储32位的二进制数据,范围从0到4294967295。

在PLC程序中,常用于表示一个双字大小的数据。

2.5 整数(INT)整数是用于存储有符号整数的数据类型。

它可以存储范围从-32768到32767的整数值。

2.6 无符号整数(UINT)无符号整数是用于存储无符号整数的数据类型。

它可以存储范围从0到65535的整数值。

2.7 长整数(DINT)长整数是用于存储有符号长整数的数据类型。

它可以存储范围从-2147483648到2147483647的整数值。

2.8 无符号长整数(UDINT)无符号长整数是用于存储无符号长整数的数据类型。

它可以存储范围从0到4294967295的整数值。

2.9 浮点数(REAL)浮点数是用于存储浮点数的数据类型。

它可以存储范围从-3.4E38到3.4E38的浮点数值。

2.10 双精度浮点数(LREAL)双精度浮点数是用于存储双精度浮点数的数据类型。

它可以存储范围从-1.7E308到1.7E308的浮点数值。

计算机的基本原则

计算机的基本原则

计算机的基本原则计算机作为现代科技的代表之一,其运作原理主要基于以下几个基本原则。

在本文中,我将详细介绍这些基本原则,以便更好地理解计算机的运作。

1.二进制系统:计算机使用二进制系统来表示和处理数据。

二进制系统中只有两个状态,即0和1。

计算机内部的所有数据和指令都以二进制形式存储和处理。

这是因为计算机的基本组件,例如开关和电路,可以轻松地实现两种状态的表示,而不需要更复杂的多状态系统。

2.布尔逻辑:计算机使用布尔逻辑来进行决策和运算。

布尔逻辑基于与、或和非等逻辑运算符。

这使得计算机能够根据特定条件执行不同的操作,并实现计算和逻辑运算。

3.存储器:计算机利用存储器来存储数据和指令。

存储器可以分为主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、固态硬盘、光盘等)。

主存储器是计算机临时存储数据和程序的地方,而辅助存储器则用于永久存储数据,以便长期保留和访问。

4.中央处理器(CPU):CPU是计算机的核心组件,负责执行指令并处理数据。

它包括算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU)。

ALU执行算术和逻辑运算,而CU协调和控制整个计算机系统的操作。

5.输入和输出:计算机通过输入设备(例如键盘、鼠标和触摸屏)接收用户输入的数据和指令。

计算机还通过输出设备(例如显示器、打印机和扬声器)向用户显示结果。

输入和输出设备通过接口与计算机连接,使得计算机能够与外部世界进行交互。

6.程序控制:计算机通过程序控制来实现自动化操作。

程序由一系列指令组成,用于告诉计算机执行特定的任务。

计算机按照程序中的指令顺序执行操作,并在必要时使用条件和循环语句来改变程序流程。

7.操作系统:操作系统是计算机系统的核心软件,负责管理计算机的资源和提供用户界面等功能。

操作系统使得计算机能够有效地运行应用程序,并提供文件管理、内存管理和进程管理等重要功能。

8.网络通信:计算机通过网络连接进行通信和数据交换。

计算机可以通过局域网或互联网等网络连接到其他计算机和服务器。

第四代计算机的主要元器件

第四代计算机的主要元器件

第四代计算机的主要元器件随着科技的不断发展,计算机也在不断地更新迭代。

第四代计算机作为计算机发展的一个重要阶段,其主要元器件起到了至关重要的作用。

本文将分别介绍第四代计算机的主要元器件,包括中央处理器、存储器、输入输出设备和主板。

一、中央处理器中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)是计算机的控制中心,也是计算机最重要的元器件之一。

第四代计算机的中央处理器采用了微处理器技术,与第三代计算机相比,其性能更加强大,速度更快。

微处理器由控制单元和算术逻辑单元组成,能够高效地完成各种计算和控制任务。

二、存储器存储器(Memory)是计算机用于存储数据和指令的设备。

第四代计算机的存储器主要包括内存和外存。

内存是计算机的主要存储介质,用于临时存储程序和数据。

第四代计算机的内存容量相较于前几代有了大幅度的提升,能够更好地满足计算机处理大数据量的需求。

外存则主要用于永久存储数据,如硬盘和固态硬盘等。

三、输入输出设备输入输出设备是计算机与外部世界进行信息交流的重要工具。

第四代计算机的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等,用于将外部信息输入到计算机中。

输出设备包括显示器、打印机、音响等,用于将计算机处理后的结果输出给用户。

第四代计算机的输入输出设备在性能和功能方面都得到了极大的提升,使得人机交互更加便捷高效。

四、主板主板(Motherboard)是计算机的核心组成部分,也是各个元器件之间的连接桥梁。

第四代计算机的主板采用了更加先进的技术,支持更高的总线速度和更多的扩展槽位,使得计算机的性能和扩展性都得到了提升。

主板上还集成了芯片组、时钟等重要元器件,确保计算机的正常运行。

总结第四代计算机的主要元器件包括中央处理器、存储器、输入输出设备和主板。

这些元器件在第四代计算机的发展中发挥了重要作用,使得计算机的性能和功能都得到了极大的提升。

中央处理器作为计算机的控制中心,能够高效地完成各种计算和控制任务;存储器用于存储数据和指令,满足计算机对大容量存储的需求;输入输出设备实现计算机与外部世界的信息交流;主板作为计算机的核心组成部分,连接各个元器件,确保计算机的正常运行。

计算机基础工作原理和思想

计算机基础工作原理和思想

计算机基础工作原理和思想计算机基础工作原理和思想是计算机科学的核心内容之一,它涉及到计算机硬件和软件的运作原理和思维方式。

以下是其中一些重要的工作原理和思想:1. 冯·诺依曼体系结构:冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础,它包括五个基本要素:存储器、中央处理器、输入设备、输出设备和控制器。

它的基本思想是将程序和数据存储在同一种存储器中,由中央处理器按照指令顺序执行。

2. 二进制系统:计算机采用二进制表示和处理数据。

二进制系统中,数字使用只包括0和1的位模式进行表示。

这种系统简化了电子电路的设计和信号处理,并提高了计算机运行的可靠性。

3. 布尔代数:布尔代数是一种基于逻辑运算的数学体系,它为计算机提供了基本的逻辑组合和判断能力。

布尔代数在计算机硬件设计和逻辑电路的构建中起着重要的作用。

4. 程序控制和算法:计算机通过执行程序实现各种任务。

程序控制是指计算机依次执行指令,按照特定的算法进行计算和操作。

算法是解决问题的一系列有序步骤或指令,它决定了计算机的运行行为。

5. 存储器层次结构:计算机内存的层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。

不同层次的存储器具有不同的访问速度和容量,通过层次结构的设计可以实现高效的数据存取和处理。

6. 并发和并行处理:计算机可以同时进行多个任务的处理,这就涉及到并发和并行处理的概念。

并发是指多个任务交替执行,而并行是指多个任务同时进行。

并发和并行处理可以提高计算机处理能力和效率。

7. 抽象和模块化:计算机科学中的重要思想是抽象和模块化。

抽象是指将复杂的问题简化为易于理解和处理的模型或概念。

模块化是将复杂的系统划分为多个相互独立的模块,每个模块完成特定的功能。

这种思想有助于代码的复用和系统的可维护性。

以上是计算机基础工作原理和思想的一些重要内容,它们共同构成了现代计算机科学的基础。

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例:C=1,PC=1000H,REL=75H,执行指令JC REL
程序存储器
PC 1000H +1 1001H 1002H ALU 01000000 01110101 PC=1002H Rel=75H
1077H
1077H
七、位寻址方式
MCS-51有位处理功能,可以对数据的位进行操作。 MOV C,40H (把位40H的值送到进位位C) 寻址范围包括: (1)内部RAM中的位寻址区 有两种表示方法:直接位地址—40H;字节单元地址 加上位—28H.0,指的是28H字节单元中的最低位。 (2)特殊功能寄存器中的可寻址位 a、直接使用位地址。例如:PSW.5的位地址为D5H b、用位名称。例如:PSW.5是F0标志位 c、字节单元地址加位数。例如: D0H.5 d、特殊功能寄存器符号加位数。例如: PSW.5
六、相对寻址方式 在相对寻址的转移指令中,给出了地址偏移量,以 “rel”表示;把PC的当前值加上偏移量就构成了 程序转移的目的地址
目的地址 = 转移指令所在的地址 + 该转移指令的字节 + rel
偏移量“rel”是一带符号的8位二进制数补码 范围是:–128 ~ +127 向地址增加方向最大可转移(127+该转移指令字节) 个单元地址 向地址减少方向最大可转移(128-该转移指令字节) 个单元地址
4、堆栈和堆栈指针 堆栈是一组编有地址码的特殊的存储单元。第一个进栈的数 据所在的存储单元称为栈底,最后一个进栈的数据所在的存储单 元称为栈顶,栈顶的地址码由栈指针SP指示。存储单元的数目称 堆栈深度。堆栈单元中存放的信息称为堆栈元素。 SP总是指向栈顶且装有数据 堆栈元素的压入和弹出遵循“先进后出”的原则 压栈: 出栈: 先SP+1,后数据压栈 先弹出,后SP-1
两个16位定时器/计数器(T1和T0)
各由两个独立的8位寄存器组成:TH1、TL1、TH0、TL0
3.4 外部数据存储器
可扩展64K字节(扩展外部RAM或扩展外部I/O) 1、地址的重叠 程序存储器与外部数据存储器64K字节地址重叠 2、程序存储器与数据存储器在使用上是不同的,访问片内 RAM用“MOV”指令,访问片外RAM用“MOVX”指令。 3、外部数据存储区中,外部RAM与外部I/O端口统一编址 所有外部扩展的I/O端口地址均占用外部RAM单元地址 访问外部扩展的I/O端口方式(指令)与访问外部数据 存储器相同
三、寄存器间接寻址方式 寄存器中存放的是操作数的地址,寄存器前加“@” MOV A,@Ri ;i=0或1 (如果Ri中的内容为40H,把内部RAM 40H单元内容送A)
寻址范围: (1)访问内部RAM和特殊功能寄存器区,其通用形式为@Ri (只能用R0或R1作为间址寄存器) (2)对外部内部RAM的64K字节的间接寻址 例如:MOVX A,@DPTR (访问外部RAM的256个字节范围时,也可以用R0或R1 作为间址寄存器)
(表示把寄存器Rn的内容传送给累加器A)
寻址范围: (1)4组通用工作寄存器共32个工作寄存器。 (2)部分特殊功能寄存器,例如A、B以及数据指针寄存器 DPTR等。
二、直接寻址方式 操作数直接以单元地址的形式给出: MOV A,40H (表示把内部RAM 40H中的内容传送给累加器A) 寻址范围: (1) 内部RAM的128个单元 (2) 特殊功能寄存器。除了以单元地址的形式外,还可用 寄存器符号的形式给出。 例如:MOV A,80H 与 MOV A,P0 是等价的。
PSW.4(RS1) 0
PSW.3(RS0) 0
当前使用的工作 寄存器组R0~R7 0组(00H~07H)
0
1 1
1
0 1
1组(08H~0FH)
2组(10H~17H) 3组(18H~1FH)
2、位寻址区
20H~2FH单元是位寻址区。这16个单元(共计16×8=128位)的每一位都赋
予了一个位地址,位地址范围为00H~7FH。通常可以把各种程序状态标志、位 控制变量存于位寻址区内。 CPU既能以字节地址(20H ~2FH)访问它们的每一字节,又能以位地址
*由/RD和/WR信号作为扩展数据存储器和扩展I/O口
的读选通、写选通信号。 MCS-51有4个并行I/O口,共32条口线,但由于系统扩展需 要,作为I/O口使用的,就剩下P1口和P3口的部分口线。
3.6 MCS-51的寻址方式
寻址方式就是在指令中指明操作数所在地址的方式 共7种寻址方式 一、寄存器寻址方式 操作数在寄存器中 MOV A,Rn ;(Rn)→A,n=0~7
/EA接高电平时,单片机启始从片内程序存储器取指令, 当指令地址超过片内程序存储器空间后,自动地转向片外 程序存储器取指令; /EA接低电平时,单片机直接从片外程序存储器取指令。
图2.5 程序存储器编址图 (a) 51子系列;(b) 52子系列
2.程序的6个特殊入口地址
表3.1 MCS-51单片机复位、中断入口地址
3.5 外部存储器工作过程
FFFFH FFFFH
外部 外部 RAM (包含 I/O口 地址) 1000H ROM
0FFFH
内部 ROM (EA=1) 0000H
外部 ROM (EA=0)
0000H 外部数据存储器空间
0000H
程序存储器空间
1、以P2口作为高8位地址线。 2、以P0口作为低8位地址/ 8位数据复用线。 3、控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址锁存控制信号。 *以/EA信号作为内、外程序存储器的选择控制信号。 *以/PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。
3.7 布尔(位)处理机
布尔处理机(即位处理)是MCS-51单片机ALU所具有的一种功 能。单片机指令系统中的位处理指令集(17条位操作指令);存 储器中的位地址空间;借用程序状态寄存器PSW中的进位标志 CY作为位操作“累加器”;位寻址的并行I/O口,构成了MCS51单片机内的布尔处理机。它可对直接寻址的位(bit)变量进
第3章 MCS-51存储器
寻址系统 寻址系统
控制信号
程序存储器
MCS-51存储器
数据存储器
控制信号
功能
功能
ROM用来存放始终保留的固定程序和数据
RAM用来存放程序运行时所需要的常数和变量
FFH 特 殊 功 能 寄 存 器 80H 7FH
FFFFH
FFFFH
部 分 可 位 寻 址
外部 外部 RAM (包含 I/O口 地址) 1000H ROM
30H 2FH 位寻址区 20H 1FH 00H 内部数据存储器 工作寄 存器区
RAM 区
0FFFH
内部 ROM (EA=1) 0000H
外部 ROM (EA=0)
0000H 外部数据存储器空间
0000H
程序存储器空间
3.1 程序存储器 ●程序存储器ROM包括片内ROM和片外ROM两个部分, 片内有4K字ROM,片外用16位地址,两者统一编址 ●16位的程序计数器PC为程序存储器地址指针,寻址空间 为64KB,编址为:0000——FFFFH
主机复位,SP=07H,压入数据从08H单元为起始。一般设置 SP=2FH
3.3 特殊功能寄存器(SFR)
特殊功能寄存器(SFR,即Special Function Registers),又 称为专用寄存器,专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并 行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块 的工作。 18个专用寄存器,占用21个字节,分散在80H——FFH CPU访问它们既可以用字节地址,又可用寄存器符号 PC指针不包含在21个专用寄存器中,PC指针只有寄存器符号, 没有字节地址。 其中有12个专用寄存器可以位寻址
行位处理,如置位、清零、取反、测试转移以及逻辑"与"、"
或"等位操作,使用户在编程时可以利用指令完成原来单凭复杂 的硬件逻辑所完成的功能,并可方便地设置标志等。
• 思考题: • 1、80C51单片机的时钟周期、机器周期、指令周期定义 及关系是如何的?当主频为12MHZ时,一个机器周期为 多少微秒?执行一条最长的指令需多少微秒? • 2、80C51存储器在结构上有何特点?访问片内RAM和片 外RAM的指令格式有何区别? • 3、MCS-51单片机堆栈有哪些功能?堆栈指示器(SP) 的作用是什么?在程序设计时,为什么还要对 SP重新赋 值? • 4、什么是准双向口?使用准双向口时,要注意什么?
FFH
特 殊 功 能 寄 存 器 80H 7FH
部 分 可 位 寻 址
30H 2FH 位寻址区 20H 1FH 00H 工作寄 存器区
RAM 区
内部数据存储器
SFR中的位地址分布
串行数据缓冲器SBUF:
由两个独立的寄存器组成:发送缓冲器,接收缓冲器
存放准备发送或已经接收到的数据,一个字节地址,物理 空间上是两个独立寄存器 定时器/计数器:
四、立即寻址方式
操作数在指令中直接给出,操作数前面加“#” MOV A,#40H 五、基址寄存器加变址寄存器间址寻址方式 以DPTR或PC作基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器。 MOVC A,@A+DPTR 如果A中原有内容为05H,DPTR内容为0400H,该指令执行 的结果是把程序存储器0405H单元中的内容传送给A 说明: (1)专门针对程序存储器的寻址方式,寻址范围达64KB (2)本寻址方式的指令只有3条: MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC JMP @A+DPTR
(00H ~7FH)访问它们的每一位。
CPU以字节地址访问时,对某一个字节进行处理,使用字节指令。
CPU以位地址访问时,对某一位进行处理,使用位操作指令。
片内数据存储器中的位地址图3.5(128个位单元)
3、数据缓冲区
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