单片机复习答案(仅供参考)

2026/4/23 12:39:54

1、单片机的基本结构及其特点。

单片机(以称微控制器),是一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。

8051是MCS—51系列单片机中的一个产品。Intel推出的通用型单片机。8051片内程序存储器ROM为掩膜型的。 除片内ROM类型不同外,8051、8031和8751其他性能完全相同,结构特点: 1) 8位CPU;

2)片内振荡器及时钟电路; 3)32根I/O接口;

4)外部存储器ROM和RAM寻址范围各64KB; 5) 2个16位和定时器/计数器; 6) 5个中断源,2个中断优先级; 7)全双工串行口; 8) 布尔处理器;

2、8051单片机基本性能。

ROM形式 片内片内ROM 8051 80C51 片内EPROM 8751 87C51 外接EPROM 8031 80C31 4 4 128 128 2x64 2x64 ROM/KB 片内RAM/B 寻址范围/B 计数器 2x16 2x16 并行口 4x8 4x8 串行口 1 1 5 5 中断源 I/O 3、8051单片机的时钟和基本时序周期。

(1)时钟是时序的基础,8051片内由一个反向放大器构成振荡器,可以由它产生时钟。时钟可以由两种方式产生,即内部方式和外部方式。 (2)基本时序周期

振荡周期:指振荡源的周期,若为内部产生方式。则为石英晶体的振荡周期。

时钟周期:(称S周期)为振荡周期的两倍,时钟周期=振荡周期P1+振荡周期P2(时钟周期=2x振荡周期) 机器周期:一个机器周期含有6个时钟周期

指令周期:完成一条指令占用的全部时间。8051的指令周期含1~4个机器周期。基中多数为单周期指令,还有2周期和4周期指令。

4、8051单片机存储器结构特点。EA端口的作用。 概念:

8051单片机的存储器结构特点之一是将程序存储器和数据存储器分开,并有各自的寻址机构和寻址方式。这种结构的单片机称不哈佛结构单片机。

通用微机的存储器一般只有一个存储器逻辑空间,可随意安排ROM或RAM,访存时用同一种指令。这种结构称为普林斯顿型

特点:1) 8051单片机在物理上有4个存储空间:片内程序存储器和片外程序存储器;片内数据存储器和片外程序存储器。

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2) 8051片内有256字节数据存储器RAM和4KB的程序存储器ROM。除此之外,还可以在片外扩展RAM和ROM。并且各有64KB的寻址范围,最多可以外部扩展2x64存储器。

3)64KB的程序存储器ROM空间中,有4KB地址区对于片内ROM和片外ROM是公用的。这4KB地址为0000H~0FFFH;而1000H~FFFFH地址区为外部ROM专用。

4)程序存储器的某些单元是保留经给系统使用的:0000H~0002H单元是所有执行程序的入口地址,复位以后,CPU总是从0000H单元开始执行程序;

5)数据存储器也有64KB的寻址区,在地址和与ROM是重叠的,8051通过不同的信号来选通ROM或RAM。

6)8051的256字节RAM被分为两个区域:00H~7FH是真正的RAM区,可以读写各种数据,80H~FFH是专门用于特殊功能寄存器,8051有21个特殊功能寄存器,8052有26个特殊功能寄存器。 EA端口的作用:

CPU的控制器专门提供一个控制信号EA,用来区分内部ROM和外部ROM公用的地址区:当EA接高电平时(EA=1),单片机从片内ROM的4KB存储区取指令,而当指令地址超过0FFFH后,就自动地转向片外ROM取指令;当EA接低电平时(EA=0),CPU只从片外ROM取指令。这种接法特别适用于采用8031单片机的场合,由于8031内部不带ROM,所以使用时必须使EA=0。 5、8051单片机堆栈指针以及复位后的状态。

8051单片机的特殊功能寄存器中包含有堆栈指针SP。堆栈是在内存中专门开僻出来的按照“先进后出,后进先出”原则进行存取的区域。堆栈指针SP就是用来指示堆栈位置的,在使用之前先给SP赋值,以规定堆栈的起始位置,称为栈底。当数据存入堆栈后,堆栈指针SP的值随之变化。 堆栈有两种类型,向上生长型和向一生长型。

8051单片机复位后,堆栈指针SP总是初始化到内部RAM地址07H。用户可以根据需要通指令改变SP,从而改变堆栈的位置。

6、P0-P3口的相同之处和不同之处。P3口的每一位都有第二功能。复位后的状态(补相同不同) 复位后P0~P3口均置1 7、复位方式和程序执行方式

复位方式:RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平效。

复位后,07H写入堆栈指针SP,P0~P3口均置1程序计数器PC和其他特殊功能寄存器SFR(Special Function Register)全部清零。RST端由高变低后,8051由ROM的0000H开始执行程序。8051的复位操作不影响内部的RAM的内容。 程序执行:

程序执行方式是单片机的基本工作方式,所执行的程序可以放在内部ROM、外部ROM或者同时放在内、外ROM中。若程序放在外部ROM中(如对8031)则就使EA=0。由于复位后PC=0000H。所以程序的执行总是从地址0000H开始的。但真正的程序一般不可能从0000H开始存放,需要在0000H单元存放一条转移指令,从而使程序跳转真正的程序入口地址。 8、C语言相比于汇编语言的优点。

1) 对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对8051的存储器结构有初步的了解; 2) 寄存器的分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理; 3) 程序有规范的结构,可分为为不同的函数,这种方式可使程序结构化。 4) 具有将可变的选择与特殊操作作组合在一起的能力,改善了程序的可读性; 5) 关键字及运算函数可用近似人的思维过程方式使用; 6) 编程及程序调试时间显著缩短,从而提高效率;

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7) 提供的库包含许多标准子程序,具有较强的数据处理能力;

8) 已编好的程序容易植入新程序,因为C语言具有方便的模块化编程技术。

C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持,C语言程序本身并不依赖于机器硬件系统,基本上不作修改就可根据单片机的不同较快地移植过来。 9、C51逻辑运算符和位操作。

10、中断的概念和各个中断源、中断优先级。

概念:所谓中断,是指当计算机执行正常程序时;系统中出现某些急需处理的异常情况和特殊请求,CPU暂时中止现行程序,转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理;处理完毕后,CPU自动返回原来的程序继续执行。

8051单片机有5个中断源,有2个中断优先级,每个中断源的优先级可以编程控制。中断允许受到CPU开中断和中断源开中断两级控制。

8051单片机的5个中断源: 1) 外部中断请求0,由P3.2输入; 2) 外部中断请求1,由P3.3输入; 3) 片内定时器/.计数器0溢出中断请求; 4) 片内定时器/.计数器1溢出中断请求 5) 片内串口发送/接收中断请求。

11、注意定时器中断请求标志位和串口中断请求标志位的对比。 (1) 定时器/计数器控制寄存器

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 1)IE0,IE1外部中断请求标志

当外部中断0、1依据触发方式满足条件产生请求时,由硬件置位(IE0/IE1=1) 当CPU响应中断时,由硬件清除(IE0/IE1=0)

2)TF0/TF1定时器/计数器0、1(T/C0、T/C1)溢出中断请求标志。 当(T/C0、T/C1)计数溢出时,由硬件置位(TF0/TF1=1) 当CPU响应中断时,由硬件清除(TF0/TF1=0) (2)串行口控制寄存器TI、RI

1)RI串行口接收中断请求标志位

当串行口接收完数据后请求中断时,由硬件置位(RI=1)RI必须由软件清零 2)TI串行口发送中断请求标志位

当串行口发送完数据后请求中断时,由硬件置位(TI=1)TI必须由软件清零 12、对于IP,复位后的状态以及硬件优先级顺序。 中断优先级寄存器IP

若系统中多个中断源同时请求中断,则CPU按中断源的优先级别,由高到低分别响应。8051单片机有两个中断优先级:高优先级和低优先级,每个中断源可编程为高优先级或低优先级,一个正在执行的中断服务程序可以被较高级的中断请求中断。

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8051复位时,IP被清零,5个中断源都在同一个优先级,这时若其中几个中断源同时产生中断请求,则CPU按照片内硬件优先级链路的顺序响应中断。硬件优先级由高到低为:外部中断0(IE0)—→定时器/计数器0(TF0)—→外部中断1(IE1)—→定时器/计数器1(TF1)—→串行口中断(RI+TI) 13、中断响应后完成的操作。 1) 硬件清零相应的中断请求标志;

2) 执行一个硬件子程序,保护断点,并转向中断服务程序入口; 3) 结束中断时执行RETI指令,恢复断点,返回主程序。 14、中断函数和子函数的不同之处。

15、课本P181-P183:关于定时器/计数器的基本概念。 16、编程题:定时器方式1的1s定时。P186-P187 17、编程题:流水灯。 (文档流水灯程序)

18、串行口波特率的计算,注意方式1.

19、DAC0832和ADC0809基本结构、工作方式和分辨率。 DAC0831:(数字量转模拟量)

由8位输入寄存器、8位DAC寄存器和8位D/A转换器构成。DAC0832中有两级锁存器,第一级即输入寄存器,第二级即DAC寄存器。因为有两级锁存器,可以工作在双缓冲方式(输出模拟信号的同时可采集下一个数字量),也可以工件在单缓冲方式

分辨率:1/2n-1(2n次方) A/DC0809:

两大部分组成:一部分为输入通道,包括8位模拟开关、3条地址线的锁存器和译码器,可以实现8路模拟输入通道选择;二部分为一个逐次逼近型A/D转换器。 分辨率:1/2n(2n次方) 20、频率量的测量。(基本概念)

在测量频率法的最简单的接口电路中,可将频率脉冲直接连接到8051上,将8051的T/C0用做定时器,T/C1用做计数器。T/C0定时里对频率脉冲进行计数。T/C1的计数值便是单位时间里的脉冲个数。

测量周期法的基本原理是在被测信号周期T内,对某一基准时间进行计数,基准时间与计数值的乘积便是周期T。 21、1602与12864的对比。1602的写命令和写数据的状态。

1602每行显示16个字符,一共可以显示两行,这类液晶通常都是字符型液晶,只能显示ASCII码字符,数字、大小写字母、各种符号;

12864液晶由122列、32行组成,共122x32个点来显示图形,在液晶的任意位置显示数字、符号和汉字等。 22、位变量(bit)及其定义:1-4点。(P68) 23、A/D转换过程:采样、量化和编码。

A/D转换过程是通过采样保持、量化、和编码,首先对输入的模拟电压信号采样采样结束后进入保持时间,在这段时间内将采样的电压量转化为数字量,并按一定的编码形式给出转换结果,然后开始下一次采样。 采样频率必须大于等于2倍输入信号的最高频率分量的频率 24、按键检测原理及去抖动的办法(简答)。

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