《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)-講義程序計(jì)數(shù)器PC程序計(jì)數(shù)器PC是一個16位的寄存器，用于存儲下一條要執(zhí)行的指令的地址。（1）功能：PC在程序執(zhí)行過程中自動加1，指向下一條指令。當(dāng)執(zhí)行跳轉(zhuǎn)、調(diào)用子程序或中斷響應(yīng)時，PC的值會根據(jù)指令要求發(fā)生改變。（2）特點(diǎn)：PC具有自動加1的功能，保證了程序的順序執(zhí)行。在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時，可以通過修改PC的值來實(shí)現(xiàn)程序的非順序執(zhí)行。（3）應(yīng)用：在順序執(zhí)行程序時，不需要關(guān)心PC的值；在編寫跳轉(zhuǎn)、循環(huán)和子程序調(diào)用等程序時，需要根據(jù)指令要求修改PC的值。2.堆棧指針SP堆棧指針SP是一個8位的寄存器，用于管理堆棧操作。（1）功能：SP用于指向堆棧的頂部。在執(zhí)行PUSH（壓棧）操作時，SP先減1，然后將數(shù)據(jù)存入SP指向的堆棧單元；在執(zhí)行POP（出棧）操作時，先從SP指向的堆棧單元取出數(shù)據(jù)，然后SP加1。（2）特點(diǎn)：堆棧是一種先進(jìn)后出（FILO）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，SP始終指向堆棧的頂部。（3）應(yīng)用：在程序執(zhí)行過程中，需要保存現(xiàn)場（如子程序調(diào)用、中斷響應(yīng)等）時，可以使用堆棧指針SP來實(shí)現(xiàn)。此外，堆棧還可以用于臨時存儲數(shù)據(jù)和寄存器。3.數(shù)據(jù)指針DPTR數(shù)據(jù)指針DPTR是一個16位的寄存器，用于存儲外部數(shù)據(jù)存儲器的地址。（1）功能：DPTR可以用來間接尋址，訪問外部數(shù)據(jù)存儲器。在訪問外部數(shù)據(jù)時，通常將DPTR與變址寄存器Ri（如R0、R1）配合使用。（2）特點(diǎn)：DPTR可以存儲一個16位的地址，從而實(shí)現(xiàn)對64KB外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問。（3）應(yīng)用：在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，首先將數(shù)據(jù)存儲器的地址加載到DPTR，然后通過間接尋址指令（如MOVX）來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫操作。(單項(xiàng)選擇題)在微處理器中，以下關(guān)于堆棧指針SP的說法錯誤的是（）。A.SP用于指示當(dāng)前堆棧的頂部位置B.SP在執(zhí)行PUSH操作時會自動減1C.SP在執(zhí)行POP操作時會自動加1D.SP可以用來直接訪問程序存儲器中的數(shù)據(jù)【答案】D【解析】SP用于指示當(dāng)前堆棧的頂部位置，A選項(xiàng)正確；在執(zhí)行PUSH操作時，SP會自動減1，B選項(xiàng)正確；在執(zhí)行POP操作時，SP會自動加1，C選項(xiàng)正確；SP用于堆棧操作，不用于直接訪問程序存儲器中的數(shù)據(jù)，D選項(xiàng)錯誤。【要點(diǎn)】考查堆棧指針SP的功能和應(yīng)用。(單項(xiàng)選擇題)堆棧指針SP在執(zhí)行PUSH操作時，以下描述正確的是（）。A.SP加1，然后將數(shù)據(jù)存入SP指向的堆棧單元B.SP減1，然后將數(shù)據(jù)存入SP指向的堆棧單元C.SP保持不變，直接將數(shù)據(jù)存入堆棧D.SP加1，然后從堆棧中取出數(shù)據(jù)【答案】B【解析】SP在執(zhí)行PUSH操作時，先減1，然后將數(shù)據(jù)存入SP指向的堆棧單元?！疽c(diǎn)】考查堆棧指針SP在PUSH操作中的行為。(單項(xiàng)選擇題)數(shù)據(jù)指針DPTR用于以下哪個操作（）。A.訪問內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器B.訪問外部數(shù)據(jù)存儲器C.訪問程序存儲器D.直接操作I/O端口【答案】B【解析】DPTR用于存儲外部數(shù)據(jù)存儲器的地址，以便訪問外部數(shù)據(jù)存儲器?！疽c(diǎn)】考查數(shù)據(jù)指針DPTR的應(yīng)用。(判斷題)程序計(jì)數(shù)器PC在執(zhí)行完一條指令后，其值會自動加1。（）【答案】√【解析】程序計(jì)數(shù)器PC在執(zhí)行完一條指令后，其值會自動加1，指向下一條指令?！疽c(diǎn)】考查程序計(jì)數(shù)器PC的功能。(判斷題)堆棧指針SP在執(zhí)行POP操作時，會先從堆棧中取出數(shù)據(jù)，然后SP加1。（）【答案】√【解析】堆棧指針SP在執(zhí)行POP操作時，確實(shí)會先從堆棧中取出數(shù)據(jù)，然后SP加1?！疽c(diǎn)】考查堆棧指針SP在POP操作中的行為。(填空題)程序計(jì)數(shù)器PC是____位的寄存器，用于存儲____的地址?！敬鸢浮?6，下一條要執(zhí)行的指令【解析】程序計(jì)數(shù)器PC是一個16位的寄存器，用于存儲下一條要執(zhí)行的指令的地址?！疽c(diǎn)】考查程序計(jì)數(shù)器PC的定義和功能。(填空題)數(shù)據(jù)指針DPTR與變址寄存器Ri配合使用，可以實(shí)現(xiàn)對____的訪問?！敬鸢浮客獠繑?shù)據(jù)存儲器【解析】數(shù)據(jù)指針DPTR與變址寄存器Ri配合使用，可以實(shí)現(xiàn)對外部數(shù)據(jù)存儲器的訪問?！疽c(diǎn)】考查數(shù)據(jù)指針DPTR的應(yīng)用。定義：狀態(tài)寄存器是一個特殊的寄存器，它包含了程序執(zhí)行時的各種狀態(tài)信息，如運(yùn)算結(jié)果的特征、中斷和異常處理的控制信息等。程序狀態(tài)寄存器PSW是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件——運(yùn)算器的一部分，PSW用來存放兩類信息：一類是體現(xiàn)當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)果的各種狀態(tài)信息，稱為狀態(tài)標(biāo)志，如有無借位進(jìn)位（CY位）、有無溢出（OF位）、結(jié)果正負(fù)（SF位）、結(jié)果是否為零（ZF位）、奇偶標(biāo)志位（PF位）等；另一類是存放控制信息，稱為控制狀態(tài)，如允許中斷(IF位)，跟蹤標(biāo)志（TF位），方向標(biāo)志(DF)等。有些機(jī)器中將PSW稱為標(biāo)志寄存器FR（FlagRegister）。組成：狀態(tài)寄存器通常由多個標(biāo)志位組成，每個標(biāo)志位表示一種特定的狀態(tài)或條件。常見的標(biāo)志位包括：進(jìn)位標(biāo)志（CarryFlag，CF）：在進(jìn)行算術(shù)操作時，指示是否產(chǎn)生了進(jìn)位或借位。零標(biāo)志（ZeroFlag，ZF）：指示運(yùn)算結(jié)果是否為零。符號標(biāo)志（SignFlag，SF）：指示運(yùn)算結(jié)果的最高位是否為1，即結(jié)果是否為負(fù)數(shù)。溢出標(biāo)志（OverflowFlag，OF）：指示有符號數(shù)運(yùn)算是否發(fā)生了溢出。輔助進(jìn)位標(biāo)志（AuxiliaryCarryFlag，AF）：在某些算術(shù)操作中，用于指示低半字節(jié)是否產(chǎn)生了進(jìn)位或借位。奇偶標(biāo)志（ParityFlag，PF）：指示運(yùn)算結(jié)果的低8位中1的個數(shù)是否為偶數(shù)。功能：狀態(tài)指示：通過標(biāo)志位可以快速判斷運(yùn)算結(jié)果的特征，如是否為正、是否為零等。條件分支：在程序執(zhí)行過程中，可以根據(jù)狀態(tài)寄存器的某些標(biāo)志位來決定是否執(zhí)行條件分支指令。中斷控制：狀態(tài)寄存器中的某些位可以用來控制中斷的啟用和禁用。模式設(shè)置：某些狀態(tài)寄存器中還包含了處理器工作模式的控制位，如系統(tǒng)模式、用戶模式等。操作：讀?。禾幚砥骺梢酝ㄟ^特定的指令來讀取狀態(tài)寄存器的值，以獲取當(dāng)前的執(zhí)行狀態(tài)。修改：執(zhí)行算術(shù)或邏輯指令時，處理器會自動根據(jù)運(yùn)算結(jié)果修改狀態(tài)寄存器中的相應(yīng)標(biāo)志位。設(shè)置：有些指令可以直接設(shè)置或清除狀態(tài)寄存器中的特定標(biāo)志位。應(yīng)用：在編程時，狀態(tài)寄存器被廣泛應(yīng)用于條件判斷、循環(huán)控制、子程序調(diào)用和中斷處理等場景。注意事項(xiàng)：狀態(tài)寄存器的具體格式和標(biāo)志位的定義可能因不同的處理器架構(gòu)而異。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，每個任務(wù)可能有自己的狀態(tài)寄存器副本，以保持任務(wù)間的獨(dú)立性。(單項(xiàng)選擇題)下列關(guān)于狀態(tài)寄存器PSW的說法，錯誤的是？（）A.狀態(tài)寄存器用于存儲程序執(zhí)行時的各種狀態(tài)信息B.狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位不會因程序執(zhí)行而改變C.狀態(tài)寄存器可以用于條件分支的判斷D.狀態(tài)寄存器在不同處理器架構(gòu)中可能有所不同【答案】B【解析】狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位會根據(jù)程序執(zhí)行的結(jié)果自動改變?！疽c(diǎn)】考查狀態(tài)寄存器的基本功能。(單項(xiàng)選擇題)在狀態(tài)寄存器PSW中，下列哪個標(biāo)志位用于指示運(yùn)算結(jié)果是否為零？（）A.進(jìn)位標(biāo)志（CF）B.零標(biāo)志（ZF）C.符號標(biāo)志（SF）D.溢出標(biāo)志（OF）【答案】B【解析】零標(biāo)志（ZF）用于指示運(yùn)算結(jié)果是否為零?！疽c(diǎn)】考查狀態(tài)寄存器中標(biāo)志位的作用。(單項(xiàng)選擇題)下列關(guān)于狀態(tài)寄存器PSW中的溢出標(biāo)志OF的說法，正確的是？（）A.溢出標(biāo)志OF用于指示無符號數(shù)運(yùn)算是否溢出B.溢出標(biāo)志OF用于指示有符號數(shù)運(yùn)算是否溢出C.溢出標(biāo)志OF在所有運(yùn)算中都會被設(shè)置D.溢出標(biāo)志OF只能通過特定指令來設(shè)置【答案】B【解析】溢出標(biāo)志OF用于指示有符號數(shù)運(yùn)算是否溢出。【要點(diǎn)】考查溢出標(biāo)志OF的作用。(判斷題)狀態(tài)寄存器PSW中的進(jìn)位標(biāo)志CF僅在執(zhí)行加法運(yùn)算時會被設(shè)置。（）【答案】×【解析】進(jìn)位標(biāo)志CF在執(zhí)行加法或減法運(yùn)算時都可能被設(shè)置。【要點(diǎn)】考查進(jìn)位標(biāo)志CF的設(shè)置條件。(判斷題)在微處理器中，狀態(tài)寄存器PSW的值可以直接通過指令讀取。（）【答案】√【解析】處理器可以通過特定的指令來讀取狀態(tài)寄存器PSW的值?！疽c(diǎn)】考查狀態(tài)寄存器的讀取操作。(填空題)狀態(tài)寄存器PSW中的____標(biāo)志用于指示運(yùn)算結(jié)果的最高位是否為1，即結(jié)果是否為負(fù)數(shù)?！敬鸢浮糠枠?biāo)志（SF）【解析】符號標(biāo)志（SF）用于指示運(yùn)算結(jié)果的最高位是否為1?！疽c(diǎn)】考查符號標(biāo)志（SF）的作用。(填空題)在微處理器執(zhí)行算術(shù)或邏輯指令時，會自動根據(jù)運(yùn)算結(jié)果修改狀態(tài)寄存器PSW中的____位?！敬鸢浮繕?biāo)志【解析】執(zhí)行算術(shù)或邏輯指令時，會自動修改狀態(tài)寄存器中的標(biāo)志位?！疽c(diǎn)】考查狀態(tài)寄存器中標(biāo)志位的自動修改。通用寄存器概述通用寄存器是單片機(jī)CPU內(nèi)部用來存儲數(shù)據(jù)和地址的存儲單元。在MCS-51系列單片機(jī)中，共有四組R0-R7通用寄存器，每組包含8個8位寄存器，共計(jì)32個通用寄存器。通用寄存器的分組MCS-51單片機(jī)的通用寄存器分為以下四組：第0組：R0-R7第1組：R0-R7第2組：R0-R7第3組：R0-R7R0-R7的功能及作用51單片機(jī)中的R0至R7是8個工作寄存器，它們位于內(nèi)部RAM的特定地址空間內(nèi)（00H-1FH），并分為4組，每組包含R0-R7。以下是這些工作寄存器的主要功能和作用：數(shù)據(jù)存儲：R0至R7可以作為臨時的數(shù)據(jù)存儲單元，在執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算、移位操作等指令時存放中間結(jié)果或待處理的數(shù)據(jù)。快速尋址：在編寫程序時，使用R0至R7進(jìn)行直接尋址，由于它們在CPU內(nèi)部，因此訪問速度較快，有利于提高程序執(zhí)行效率。工作寄存器組切換：通過PSW寄存器中的RS1和RS0兩位，可以指定當(dāng)前活動的工作寄存器組（共0~3組）。這意味著雖然每個寄存器都有四個物理副本（R0’到R7’），但在同一時間，只有其中一組（8個寄存器）是有效的，用于程序操作。間接尋址：特別地，R0和R1還支持寄存器間接尋址，即MOVA,@R0或MOVA,@R1指令，可用來間接訪問外部RAM或內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)，其中R0或R1中存放的是要訪問內(nèi)存單元的地址。通用寄存器的選擇（1）寄存器選擇原則在程序執(zhí)行過程中，根據(jù)當(dāng)前程序狀態(tài)字（PSW）中的RS1和RS0位，可以選擇當(dāng)前使用的通用寄存器組。具體選擇規(guī)則如下：RS1RS0：寄存器組00：第0組01：第1組10：第2組11：第3組（2）寄存器組的使用在編寫程序時，可以通過設(shè)置PSW中的RS1和RS0位來選擇所需的寄存器組。以下是一個示例：MOVPSW,#00H;選擇第0組寄存器MOVR0,#data;將數(shù)據(jù)data存儲在第0組R0寄存器中MOVPSW,#01H;選擇第1組寄存器MOVR1,#data;將數(shù)據(jù)data存儲在第1組R1寄存器中通用寄存器的特點(diǎn)通用寄存器可以用于存儲程序中的臨時數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果和地址信息。通用寄存器的讀寫速度較快，有利于提高程序的執(zhí)行效率。每組通用寄存器都可以獨(dú)立使用，互不干擾。在程序切換過程中，可以通過修改PSW中的RS1和RS0位來實(shí)現(xiàn)寄存器組之間的快速切換。(單項(xiàng)選擇題)下列關(guān)于MCS-51單片機(jī)通用寄存器的說法，錯誤的是？（）A.MCS-51單片機(jī)有四組R0-R7通用寄存器B.每組通用寄存器包含8個8位寄存器C.通用寄存器只能用于存儲數(shù)據(jù)，不能用于存儲地址D.可以通過修改PSW中的RS1和RS0位來選擇當(dāng)前使用的寄存器組【答案】C【解析】通用寄存器可以用于存儲程序中的臨時數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果和地址信息?！疽c(diǎn)】考查通用寄存器的功能。(單項(xiàng)選擇題)在MCS-51單片機(jī)中，下列哪組寄存器可以通過設(shè)置PSW中的RS1=1和RS0=0來選擇？（）A.第0組B.第1組C.第2組D.第3組【答案】C【解析】RS1=1和RS0=0時，選擇第2組寄存器?！疽c(diǎn)】考查通用寄存器組的選擇。(單項(xiàng)選擇題)以下關(guān)于MCS-51單片機(jī)通用寄存器的說法，正確的是？（）A.通用寄存器組的切換會影響程序執(zhí)行效率B.每組通用寄存器之間相互獨(dú)立，互不干擾C.通用寄存器組的數(shù)量為32個D.通用寄存器的讀寫速度較慢【答案】B【解析】每組通用寄存器之間相互獨(dú)立，互不干擾。【要點(diǎn)】考查通用寄存器的特點(diǎn)。(判斷題)MCS-51單片機(jī)的通用寄存器可以分為四組，每組包含8個8位寄存器。（）【答案】√【解析】MCS-51單片機(jī)的通用寄存器確實(shí)可以分為四組，每組包含8個8位寄存器?！疽c(diǎn)】考查通用寄存器的分組。(判斷題)在MCS-51單片機(jī)中，可以通過修改PSW中的RS1和RS0位來實(shí)現(xiàn)寄存器組之間的快速切換。（）【答案】√【解析】確