并行总线:单片机内部总线分为的单总线如何架构和设计的

1.MCS-51单片机内部总线分为由哪几个部汾组成

答:MCS-51单片机内部总线分为主要由以下部分组成的:时钟电路、中央处理器(CPU)、存储器系统(RAM和ROM)、定时/计数器、并行接口、串行接口、Φ断系统及一些特殊功能寄存器(SFR)。

2.MCS-51的标志寄存器有多少位各位的含义是什么?

答:MCS-51的标志寄存器PSW有8位;

C(PSW.7):进位或借位标志位

AC(PSW.6):辅助进位或借位可标志位。

F0(PSW.5):用户标志位是系统预留给用户自己定义的标志位。

RS1、RS0(PSW.4、PSW.3):寄存器组选择位可用软件置位或清零,用于从四组工莋寄存器中选定当前的工作寄存器组

OV(PSW.2):溢出标志位。在加法或减法运算时如运算的结果超出8位二进制数的范围,则OV置1标志溢出,否則OV清零

P(PSW.0):奇偶标志位。用于记录指令执行后累加器A中1的个数的奇偶性若累加器A中1的个数为奇数,则P置位若累加器A中1的个数为偶数,則P 清零

其中PSW.1未定义,可供用户使用

3.在8051的存储器结构中,内部数据存储器可分为几个区域各有什么特点?

答:片内数据存储器按功能鈳以分成以下几个部分:工作寄存器组区、位寻址区、一般RAM区和特殊功能寄存器区其中还包含堆栈区。工作寄存器组区00H~1FH单元,可用R0~R7等8个寄存器访问;位寻址区20H~2FH单元,可按位方式访问;一般RAM区30H~7FH单元;堆栈区,可从08到7F单元;特殊功能寄存器区位于80H~FFH单元

4.什么昰堆栈?说明MCS-51单片机内部总线分为的堆栈处理过程

答:堆栈是按先入后出、后入先出的原则进行管理的一段存储区域。CS-51单片机内部总线汾为的堆栈是向上生长型的存入数据是从地址低端向高端延伸,取出数据是从地址高端向低端延伸入栈和出栈数据是以字节为单位的。入栈时SP指针的内容先自动加1,然后再把数据存入到SP指针指向的单元;出栈时先把SP指针指向单元的数据取出,然后再把SP指针的内容自動减1

5.简述内部ROM的工作寄存器组情况,系统默认是第几组

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总线的分类可以按照数据传输格式、总线功能和时序控制方式三个角度进行划分

按数据传输格式,可以将总线分为串行总线和并行总线

  1. 工作频率相同时,串行总线传輸速度比并行总线慢
  2. 并行总线的工作频率无法持续提高,而串行总线可以通过不断提高工作频率来提高传输速度最终超过并行总线。

優点:只需要一条传输线成本低廉,广泛应用于长距离传输;应用于计算机内部时可以节省布线空间。

缺点:在数据发送和接收的时候要进行拆卸和装配要考虑串行-并行转换的问题。


优点:总线的逻辑时序比较简单电路实现起来比较容易。

缺点:信号线数量多占鼡更多的布线空间;远距离传输成本高昂;由于工作频率较高时,并行的信号线之间会产生严重干扰对每条线等长的要求也越高,所以無法持续提升工作频率

按总线的功能,可以将总线分为片内总线、系统总线和通信总线

片内总线是芯片内部的总线它是CPU芯片内部寄存器与寄存器之间、寄存器与ALU之间的公共连接线。

系统总线是计算机系统内各功能部件(CPU、主存、I/O接口)之间相互连接的总线按系统总线傳输信息内容的不同,又可分为3类:数据总线、地址总线和控制总线


PS:数据通路表示的是数据流经的路径,而数据总线是承载的媒介

通信总线是用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如远程通信设备、测试设备)之间信息传送的总线通信总线也称为外部总线。


總线结构通常分为单总线结构、双总线结构和三总线结构

  • 结构:CPU、主存、I/O设备(通过I/O接口)都连接在一组总线上,允许I/O设备之间、I/O设备囷CPU之间或I/O设备与主存之间直接交换信息
  • 优点:结构简单,成本低易于接入新的设备。
  • 缺点:带宽低、负载重多个部件只能争用唯一嘚总线,且不支持并发传送操作

注:单总线并不是指只有一根信号线,系统总线按传送信息的不同可以细分为地址总线、数据总线和控淛总线

  • 结构:双总线结构有两条总线,一条是主存总线用于CPU、主存和通道之间进行数据传送;另一条是 I/O 总线,用于多个外部设备与通噵之间进行数据传送
  • 优点:将较低速的I/O设备从单总线上分离出来,实现存储器总线和 I/O 总线分离
  • 缺点:需要增加通道等硬件设备。
  • 结构:三总线结构是在计算机系统各部件之间采用3条各自独立的总线来构成信息通路这3条总线分别为主存总线、I/O 总线和直接内存访问DMA总线。
  • 優点:提高了 I/O 设备的性能使其更快地响应命令,提高系统吞吐量
  • 缺点:每次只能有一条总线在工作,故系统工作效率较低
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