单片机复习资料.doc

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1、1-2 什么叫单片机？一个完整的单片机芯片至少有哪些部件？单片微型计算机简称单片机。一个完整的单片机芯片至少有中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时/计数器及I/O接口等部件。1-3单片机的发展经过了哪几个发展阶段？单片机的发展大致经历了四个阶段：第一阶段（19701974年），为4位单片机阶段；第二阶段（19741978年），为低中档8位单片机阶段；第三阶段（19781983年），为高档8位单片机阶段；第四阶段（1983年至今），为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。2-1MCS-51单片机由哪几个部分组成，它的功能是什么？MCS-51

2、单片机由8个部件组成：中央处理器（CPU），片内数据存储器（RAM），片内程序存储器（ROM/EPROM），输入/输出接口（I/O口，分为P0口、P1口、P2口和P3口），可编程串行口，定时/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。中央处理器（CPU）：单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。片内数据存储器（RAM）：存放各项操作的临时数据。片内程序存储器（ROM/EPROM）：存放单片机运行所需的程序。输入/输出接口（I/O口）：单片机与外设相互沟通的桥梁。可编程串行口：可以实现与其它单片机或PC机之间的数据传送。定时/计数器：

3、具有可编程功能，可以完成对外部事件的计数，也可以完成定时功能。中断系统：可以实现分时操作、实时处理、故障处理等功能。特殊功能寄存器（SFR）：反映单片机的运行状态，包含了单片机在运行中的各种状态字和控制字，以及各种初始值。2-7DPTR是什么寄存器？它的作用是什么？它由哪几个寄存器组成？DPTR是数据指针寄存器，是一个16位寄存器，用来存放16位存储器的地址，以便对外部数据存储器RAM中的数据进行操作。DPTR由高位字节DPH和低位字节DPL组成。2-10 P0、P1、P2、P3口的结构有何不同？使用时要注意什么？各口都有什么用途？P0口由一个所存器、两个三态输入缓冲器、场效应管、控制与门、反

4、相器和转换开关组成；作为输出口时，必须外接上拉电阻才能有高电平输出，作为输入口时，必须先向锁存器写“1”；作为普通I/O口使用或低8位地址/数据总线使用。P1口内没有转换开关，但有上拉电阻；只用作普通I/O口使用。P2口比P1口多了一个转换控制开关；作为普通I/O口使用或高8位地址线使用。P3口比P1口增加了与非门和缓冲器；具有准双向I/O功能和第二功能。上述4个端口在作为输入口使用时，应注意必须先向端口写“1”。2-11请说出指令周期、机器周期。状态和拍的概念。当晶振频率为12MHz、8MHz时，一个机器周期为多少微秒？指令周期：执行一条指令所需要的时间。机器周期：CPU完成一个基本操作所需

5、要的时间。状态：振荡脉冲经过二分频后，得到的单片机的时钟信号。拍：振荡脉冲的周期。当晶振频率为12MHz时，一个机器周期为1s；当晶振频率为8MHz时，一个机器周期为3s。2-12什么是单片机复位？复位后单片机的状态如何？在时钟电路工作后，只要在单片机的RESET引脚上出现24个时钟震荡脉冲（两个机器周期）以上的高电平，单片机就能实现复位。复位后，CPU和系统都处于一个确定的初始状态，在这种状态下，所有的专用寄存器都被赋予默认值，除SP=07H，P0P3口为FFH外，其余寄存器均为0。3-10已知（30H）=40H,（40H）=10H,（10H）=32H,（P1）=EFH,试写出执行以下程序段

6、后有关单元的内容。R030H，（R0）=30HA（R0），（A）=40HR1（A），（R1）=40HB（R1），（B）=10H（R1）（P1），（R1）=（40H）=EFHP2（P1），（P2）=EFH10H20H，（10H）=20H30H（10H），（30H）=20H结果：（R0）=30H，（A）=40H，（R1）=40H，（B）=10H，（40H）=EFH，（P2）=EFH，（10H）=20H，（30H）=20H3-11试写出完成以下数据传送的指令序列。（1）R1的内容传送R0MOVA，R1MOVR0，A（2）片外RAM60H单元的内容送入R0MOVR1，#60HMOVXA，R1MOVR0

7、，A (3)片外RAM60H单元的内容送入片内RAM40H单元MOVR1，#60HMOVXA，R1MOV40H，A（4）片外RRAM1000H单元的内容送入片外RAM40H单元MOVDPTR，#1000HMOVXA，DPTRMOVR1，#40HMOVXR1，A（5）RRAM2000H单元的内容送入R2MOVDPTR，#2000HMOVA，#00HMOVCA，A+DPTRMOVR2，A（6）RRAM2000H单元的内容送入片内RAM40H单元MOVDPTR，#2000HMOVA，#00HMOVCA，A+DPTRMOV40H，A（7）RRAM2000H单元的内容送入片外RAM0200H单元MOVD

8、PTR，#2000HMOVA，#00HMOVCA，A+DPTRMOVDPTR，#0200HMOVXDPTR，A3-14已知A=5BH,R1=40H,40H=C3H,PSW=81H,试写出各条指令的执行结果，并说明程序状态字的状态。（1）XCH A,R1：（A）（R1），（A）=40H，（R1）=5BH，（PSW）=81H（2）XCH A,40H：（A）（40H），（A）=C3H，（40H）=5BH，（PSW）=80H（3）XCH A,RI：（A）（R1），（A）=C3H，（R1）=（40H）=5BH，（PSW）=80H（4）XCHD A ,R1：（A）03（R1）03，（A）=53H，（R1）

9、=（40H）=CBH，（PSW）=80H（5）SWAR A：（A）03（A）47，（A）=B5H，（PSW）=81H（6）ADD A,R1：A（A）+（R1），（A）=9BH，（PSW）=05H（7）ADD A,40H：A（A）+（40H），（A）=1EH，（PSW）=80H（8）ADD A,#40H：A（A）+40H，（A）=9BH，（PSW）=05H（9）ADDC A,40H：A（A）+（40H）+CY，（A）=1FH，（PSW）=81H（10）SUBB A ,40H：A（A）-（40H）-CY，（A）=97H，（PSW）=85H（11）SUBB A,#40H：A（A）- 40H - CY

10、，（A）=1AH，（PSW）=01H3-18编程完成下列操作。（1）将外部RAM1000H单元的所有为取反（2）将外部RAM60H单元的高2位清零，低两位变反，其余位保持不变。（1）MOVDPTR，#1000H MOVXA，DPTRCPLAMOVXDPTR，A（2）MOVR0，#60HMOVXA，R0ANLA，#3FHXRLA，#03HMOVXR0，A3-22用8031单片机的P1口做输出，经驱动电路接8个发光二极管，见图3-10所示，当输出位为“1”时，发光二极管点亮；输出为“0”时发光二极管为暗。试编制灯亮移位程序，令8个发光二极管每次亮一个，循环左移，一个一个的亮，循环不止。MOVA，#

11、01HLOOP：MOVP0，ARLALCALLDELAYSJMPLOOPDELAY：MOVR7，#00HDELAY1：MOVR6，#00HDJNZR6，$DJNZR7，DELAY1RET4-3存放在内部RAM的DATA单元中变量X是一个无符号整数，是编程计算下面函数的函数值并存放到内部RAM的FUNC单元中。ORG0300HMOVA，DATACJNEA，#20，LOP1LOP1： JCLOP3CJNEA，#50，LOP2LOP2： JCLOP4MOVB，#1LJMPLOP5LOP3： MOVB，#2LJMPLOP5LOP4： MOVB，#5LOP5： MULAB MOVFUNC，ARETXA暂

12、存A20?A50?2B5B1BABAAFUNC保存结果开始返回YNYN题图4-1 习题4-3流程图4-12编程计算内部RAM50H59H10个单元内容的平均值，并存放在5AH单元。（设10个数的和小于FFH）ORG0C00HMOVR0，#50HMOVA，#00HMOVR7，#10LOP：ADDA，R0INCR0DJNZR7，LOPMOVB，#10DIVABMOV5AH，ARET5-2 51系列单片机的定时/计数器有哪几种工作模式？各有什么特点？51系列单片机的定时/计数器有四种工作模式。分别由TMOD中的M1和M0进行选择。特点如下：M1 M0特 点 0 0模式0。TLX中低5位与THX中的8

13、位构成13位计数器。计满溢出时，13位计数器回零。 0 1模式1。TLX与THX构成16位计数器。计满溢出时，16位计数器回零。 1 0模式2。8位自动重装载的定时/计数器，每当计数器TLX溢出时，THX中的内容重新装载到TLX中。 1 1模式3。对定时器0，分成2个8位计数器，对于定时器1，停止计数。5-5 试问当（TMOD）=27H时，是怎样定义T0和T1的？（TMOD）=27H=00100111B此时，T1工作于模式2，定时方式（即波特率发生器方式）。T1工作于模式3，TL0和TH0同为计数方式。5-6 系统复位后执行下述指令，试问T0的定时时间为多长？MOV TH0，#06HMOV T

14、L0，#00HSETB TR0单片机系统复位后（TMOD）=00H，即T0工作在模式0，使用的是TL0的低5位和TH0构成13位定时/计数器，由于（TH0）=06H，（TL0）=00H，所以定时的初值为：X=0000011000000B=192假设系统晶振频率为6MHz，机器周期T=2s，则定时时间为：定时值=（M-X）T=（213-192）2s=16000s=16ms62 什么是串行异步通信？它有哪些特点？串行异步通信的数据帧格式是怎样的？异步通信依靠起始位、停止位、保持通信同步。特点是数据在线路上的传送不连续，传送时，字符间隔不固定，各个字符可以是连续传送，也可以间断传送，这完全取决于通信

15、协议或约定。 串行异步通信的数据帧格式如图6-1：一位起始位“0”电平；其后是5位、6位、7位或8位数据位，低位在前，高位在后；后面是一位奇偶校验位；最后是停止位“1”电平。起始位D0D1D2D3D4D5D6D7奇偶校验位停止位图6-1 异步通信的数据帧格式64 何谓波特率？某异步通信，串行口每秒传送250个字符，每个字符由11位组成，其波特率应为多少？波特率表示每秒传输的二进制数据位数。Fb112502750 其波特率应为2750bps。65 MCS-51单片机串行口有几种工作模式？如何选择？简述其特点，并说明这几种工作模式各用于什么场合？ MCS-51单片机串行口有4种工作模式，由串行控制

16、寄存器SCON 中的SM0、SM1 两位组合来确定。模式0是同步位移寄存器方式，用于I/O口的串、并转换。模式1是8位异步通信方式，桢格式10位，波特率可变，用于双机通信。模式2是9位异步通信方式，桢格式11位，波特率固定，用于多机通信。模式3是9位异步通信方式，桢格式11位，波特率可变，用于多机远距离通信。模式1、2、3的区别主要表现在桢格式和波特率两个方面。69 简述单片机多机通信的原理。多机通信时，主机发送的信息可传送到各个从机，而各从机发送的信息只能被主机接收，利用SCON中的TB8/RB8和SM2可实现多机通信。多机通信过程：所有从机在初始化时置SM2=1，都处于只能接收主机发送的地

17、址桢（RB8=1）。主机发送地址桢（TB8=1），指出接收从机的地址。所有从机接收到主机发送的地址桢后，与自身地址相比较，相同则置SM2=0；相异则保持SM2=1不变。主机发送数据桢（TB8=0），由于指定的从机已将SM2=0，能接收主机发送的数据桢，而其它从机仍置SM2=1，对主机发送的数据桢不予理睬。被寻址的从机与主机通信完毕，重置SM2=1，恢复初始状态。71 MCS-51系统有几个中断源？各中断标志是如何产生的？又是如何清零的？CPU响应中断时，中断入口地址各是多少？MCS-51系统有 、T0、 、T1和串行口共五个中断源；和的中断标志是IE0和IE1，在电平方式下，当外部中断输入信号

18、是低电平时，由硬件置1；在边沿方式下，当外部中断输入信号是下降沿时，由硬件置1；定时计数器溢出中断T0和T1的中断标志位是TF0和TF1，当定时/计数器产生溢出时，该位由硬件置1；串行口中断标志是TI或RI，当单片机接收到或发送完一帧数据后，由硬件置1。外部中断和的电平方式，无法清除，需采取硬件和软件相结合的方法来清除；边沿方式，在CPU响应中断后自动清除；定时/计数器0和1的溢出中断，在CPU响应中断后自动清除；串行口中断（包括串行接收中断RI和串行发送中断TI），由软件清零。 、T0、 、T1和串行口中断5个中断源分别对应的中断入口地址是：0003H、000BH、0013H、001BH、0

19、023H。76 保护断点和保护现场有什么差别？保护断点是调用子程序或中断程序之前，将主程序的当前位置（PC值）压入堆栈当中。不需要软件处理，硬件自动完成。保护现场是保护在子程序和中断服务程序中可能与主程序发生冲突的累加器、PSW寄存器以及其它一些寄存器，是把断点处有关寄存器的内容压入堆栈进行保护，需要软件完成。77 什么是开中断？什么是关中断？中断由IE寄存器控制，开中断是指IE寄存器中对应的控制位置1；关中断是指IE寄存器中对应的控制位置0。84 程序存储器和数据存储器的扩展有何相同点及不同点？试将8031芯片外接一片2732EPROM和一片6116RAM组成一个扩展系统，画出连接的逻辑图。

20、程序存储器和数据存储器的扩展相同点是：由P2口提供高8位地址，P0口分时提供低8位地址和8位双向数据线。程序存储器和数据存储器的扩展不相同点是：数据存储器的读和写由CPU的和信号控制，地址空间任意选取；程序存储器读选信号由CPU的控制，程序空间从0000H开始。图8-1 8031与2732、6116的电路图8031与2732、6116连接的电路图如图8-1。88 用8255芯片扩展单片机的I/O口，8255的A口用做输入，A口的每一位接一个开关，用B口作为输出，输出的每一位接一个显示发光二极管，现要求某个开关接1时，相应位上的发光二极管就亮（输入为0），试编写相应的程序。分析可编程8255的工

21、作状况可知：A口为普通输入，B口普通输出，C口未用，可定义成普通输入，控制字为10011001B，即99H，编程如下：MOV DPTR,#8255命令口MOV A,#99HMOVX DPTR,ALOOP:MOV DPTR,# 8255A口MOVXA,DPTRCPL AMOV DPTR,# 8255B口MOVXDPTR,ALJMPLOOP92 CPU对键盘的监视采用哪两种手段？键盘的工作方式一般有编程扫描方式和中断扫描方式两种。编程扫描方式是利用CPU在完成其他工作的空余，调用键盘扫描子程序，来响应按键输入要求。这种方式不管键盘上有无键按下，CPU总要定时扫描键盘，因此CPU经常处于空扫描状态。

22、中断扫描工作方式是当键盘上有键闭合时产生中断请求，CPU响应中断请求后，转去执行中断服务程序，在中断服务程序中判别键盘上闭合键的键号，并作相应的处理。96 A/D转换器的主要技术指标有哪些？A/D转换器的主要技术指标包括：量化误差与分辨率：分辨率是以输出二进制位数或者BCD码位数表示。测量误差和分辨率是统一的，量化误差是由于A/D转换器的有限字长引起的。量化误差理论上为一个单位分辨率，即1/2LSB。提高分辨率可减少量化误差。转换精度：A/D转换器的转换精度反映了一个实际A/D转换器在量化值上与理想A/D转换器进行A/D转换的差值，可表示成绝对误差和相对误差。转换时间与转换速率：A/D转换器完

23、成一次A/D转换所需要的时间为A/D转换时间。通常A/D转换速率是转换时间的倒数。目前A/D转换最快的是高速全并行式A/D转换器。失调（零点）和增益温度系数：这两项指标都是表示A/D转换器受环境温度影响的程度，一般用每摄氏度温度变化所产生的相对误差作为指标，以ppm/为单位表示。对电源电压变化的抑制比：A/D转换器对电源电压的抑制比（PSRR）用改变电源电压使数据发生1LSB变化时所对应的电源电压变化范围来表示。97 A/D转换器的选择原则是什么？在确定A/D转换器时，应遵循下述原则： 根据前向通道的总误差，选择A/D转换器的精度和分辨率。根据信号的变化率及转换精度要求，确定A/D转换速度，以

24、保证系统的实时性要求 。为减少孔径误差，若对变化速度非常快的信号进行A/D转换，可考虑加入采样/保持电路。根据环境条件来选择A/D转换器的些环境参数要求，如工作温度、功耗、可靠性等级等性能。根据计算机接口特征，考虑选择A/D转换器的输出形式。例如，A/D转换器是并行输出还是串行输出，是二进制码还是BCD码；是用外部时钟、内部时钟还是不用时钟；有无转换结束状态标志；与TTL、CMOS及ECL电路的兼容性等等。还要考虑到芯片的成本、货源、是否是主流芯片等诸因素。912 D/A转换器的选择原则是什么？D/A转换器的选择原则包括：D/A转换器的主要性能指标和结构特性D/A转换器的主要性能指标D/A转换

25、器的主要性能指标有：静态指标，包括各项精度指标和动态指标；增益温度系数；转换精度和转换时间。其中转换精度和转换时间是用户首要考虑的。D/A转换器结构特性主要表现为芯片内部的配置情况，主要有：数字输入特性中的接收数码制、数据格式、逻辑电平等；模拟输出特性中的参考电压、参考电阻、满码输出，以及最大输出短路电流和输出电压范围；锁存特性及转换特性；影响输出电压的参考源。这些会给接口设计带来很大的影响。913 D/A转换器有哪些指标？分辨率：当输入数字发生单位数码变化时，即LSB位产生一次变化时，所对应的输出模拟量（电压或电流）的变化量。量程和实际满量程：标称满量程（NFS）是指相应于数字量标称值2n的模拟输出量。但实际数字量最大为2n 1，要比标称值小一个LSB，因此实际满量程（AFS）要比标称满量程（NFS）小一个LSB的增量。精度：D/A转换器的转换精度与D/A转换芯片的结构和接口配置的电路有关。一般说来，不考虑其D/A转换误差时，D/A转换器的转换精度即为其分辨率的大小。但D/A转换器的转换精度还与外电路的配置有关，当外电路的器件或电源有较大的误差时，会造成较大的D/A转化误差。建立时间（ts）：输入数字量变化后模拟输出量稳定到相应数值范围内所需的时间。尖峰：输入码发生变化时刻产生的瞬间误差。