用可编程逻辑器件实现CPU零地址仿真.pdf

【CPU零地址仿真】是指在计算机或微控制器（如8031单片机）启动时，不占用从地址0000H开始的存储空间，而是将其留给用户程序使用。这种技术通常应用于开发系统中，以便在系统上电复位后能够立即进入监控程序，同时确保用户程序在零地址空间的正常运行。 在8031单片机的实例中，CPU上电复位后会从地址0000H开始执行程序，而监控程序则被安排在较高的地址空间，如E000H到FFFFH。用户程序则可以存储在0000H到DFFFH的RAM区域，通过编程工具下载。为了实现零地址仿真，需要设计一种硬件电路来模拟CPU在零地址执行程序的行为，但实际执行的是监控程序。 硬件设计中，通常使用可编程逻辑器件（如GAL20V8）并采用硬件描述语言（如ABEL-HDI）来构建仿真电路。这个电路包括两个RAM芯片（RAM1和RAM2），一个EPROM（E2764）和一些控制逻辑。在系统启动时，只有EPROM被选中，CPU执行其中的监控程序。监控程序通常包含了通信、键盘扫描、显示处理以及命令解释等功能。 电路中，R-S触发器（如由U2A和U2B组成的）用于控制芯片的选择。在上电复位时，触发器的Q端为0，使得所有RAM芯片的片选信号无效，而EPROM的片选信号（NMONCS）有效，确保CPU执行EPROM中的监控程序。监控程序开始处会有一条跳转指令（LJMP addr16），将PC指针设置为EPROM内的某个地址（addr16），从而在适当的时候，当R-S触发器的Q端变为1，CPU可以继续在EPROM的空间内执行，而不影响地址总线的其他设备。 这种零地址仿真的方法不仅适用于MCS-51系列，还可以扩展到其他类型的CPU，对于设计电路和仿真器具有一定的参考价值。通过合理利用存储空间和控制逻辑，可以在降低成本的同时实现对零地址空间的仿真，使得系统能够灵活地在监控模式和用户程序模式之间切换，这对于嵌入式系统的开发和调试具有重要意义。