单片机重点总结

1 / 58 单片机重点总结 第 1 章 1、微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？ 答：微型计算机通常由控制器、运算器、存储器、输入 /输出接口电路、输入设备和输 出设备组成。控制器的功能是负责从内部存储器中取出指令并对指令进行分析、判断、并根据指令发出控制信号，使计算机有条不紊的协调工作；运算器主要完成算数运算和逻辑运算；存储器用于存储程序和数据；输入 /输出接口电路完成 CPU 与外设之间相连；输入和输出设备用于和计算机进行信息交流的输入和输出。 2、单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？ 答：与通用微型计算机相比，单片机的硬件上，具有严格分工的存储器 ROM和 RAM和 I/O端口引脚具有复用功能；软件上，采用面向控制的指令系统和硬件功能具有广泛的通用性，以及品种规格的系列化。单片机还具备体积小、价格低、2 / 58 性能强大、速度快、用途广、灵活性强、可靠性高等特点。 3、单片机的几个重要指标的定义。 答：单片机的重要指标包括位数、存储器、 I/O 口、速度、工作电压、功耗和温度。 4、单片微型计算机主要应用在哪些方面？ 答：单片机的主要应用领域有智能化产品、智能化仪表、智能化测控系统、智能化接口等 方面。 5、单片机的特点 存储器 ROM和 RAM 严格分工；采用面向控制的指令系统；输入 /输出端口引脚具有复用功能；品种规格的系列化；硬件功能具有广泛的通用性 6、水塔水位的控制原理 (1)当水位上升达到上限时， B、 C棒与 A棒导电，从而与 +5V电源连通。 b、 c两端均呈高电平状态，这时应使电机和水泵停止工作，不再给水塔供水。 (2)当水位降到下限以下时， B、C 棒不与 A 棒导电，从而断开与 +5 V电源的连通。 b、 c两端3 / 58 均呈低电平状态。这时应启动电机，带动水泵工作给水塔供水。 (3)当水位处于上下限之间时， B 棒与 A 棒导电，而 C棒不与 A 棒导电。 b 端呈高电平状态， c 端呈低电平状态。这时无论是电机已在运转还是停止，都应维持电机和水泵的现有工作状态，直到水位上升到水位上限或下降到水位下限。 第 2 章 1、 MCS-51 单片机内部包含哪些主要功能部件？它们的作用是什么？ 答： MCS-51单片机在一块芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定时 /计数器、多功能 I/O口和中断控制等基本功能部件。 1)单片机的核心部分是 CPU， CPU是单片机的大脑和心脏。 2)程序存储器用于存放编好的程序或表格常数。数据存储器用于存放中间运算结果、数据暂存和缓冲、标志位等。 3)定时 /计数器实质上是加法计数器，当它对具有固定时间间隔的内部机器周期进行计数时，它是定时器；当它对外部事件进行计数时，它是计数器。 4)I/O 接口的主要功能包括：缓冲与锁存数据、地址译码、信息格 4 / 58 式转换、传递状态和发布命令等。 5)中断控制可以解决 CPU 与外设之间速度匹配的问题，使单片机可以及时处理系统中许多随机的参数和信息，同时，它也提高了其处理故障与应变能力的能力。 2 、 MCS-51 单片机的 EA 、 ALE 和 PSEN 端的功能是什么？ 答： ALE ALE为地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE用来锁存 P0送出的低 8位地址信号。 PSEN 外部程序存储器的读选通信号。当访问外部 ROM 时， PSEN 产生负脉冲作为外部 ROM 的选通信号；在访问外部 RAM 或片内 ROM时，不会产生有效的 PSEN 信号。 PSEN 可驱动 8 个 LSTTL 门输入端。 EA 访问外部程序存储器控制信号。对 8051和 8751，它们的片内有 4KB的程序存储器。当 EA 为高电平时， CPU 访问程序存储器有 两种情况：一是访问的地址空间在 0 4K 范围内， CPU 访问片内程序存储器；二是访问的地址超出 4K 时， CPU 将自动执行外部程序存储器的程序。对于 8031， EA 必须接地，只能访问外部 ROM。 3 、 MCS-51单片机的核心器件是 CPU。它由运算器、控制器和布尔处理器组成。 4、运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部5 / 58 件。它包括：算术逻辑单元累加器程序状态字暂存器 B寄存器等部件 5、程序状态字寄存器 PSW 是一个 8 位寄存器，用来存放运算结果的一些特征。 Cy：进位标志位。 AC：半进位标志位。F0：用户自定义标志位。 RS1 和 RS0：工作寄存器组选择位OV：溢出标志位 P：奇偶校验标志位。 6、控制器是 CPU 的大脑中枢，它的功能是逐条对指令进行译码，并通过定时和控制电路在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外部控制信号，协调各部分的工作，完成指令规定的操作。 7、程序存储器中 特殊地址的功能 7、工作寄存器地址为 00H 1FH 的 32 个单元，并分成 4 个工作寄存器组，每个组有 8 个工作寄存器，名称为 R0R7。工作寄存器和 RAM 地址的对应关系如表所示。 11、单片机的外部复位电路有上电自动复位和按键手动复位两种。作用是使 CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。 上电复位上电复位利用电容器的充电实现。在时钟电路工作后，在 RST端连续给出 2 个机器周期的高电平就可完成复位6 / 58 操作。 上电加按键复位，当复位按键按下后，复位端通过 51 的小电阻与 +5V 电源接通，迅速放电，使 RST 引脚为高电平；当复位按键弹起后， +5V电源通过 2K电阻对 22F 电容重新充电， RST引脚端出现复位正脉冲。其持续时间取决于 RC电路的时间常数。 12、 MCS-51单片机的基本工作方式是程序执行方式，它分 为连续执行工作方式和单步执行工作方式。 13、电源控制寄存器 PCON待机方式和掉电方式由专用寄存器 PCON中的有关位控制， PCON 字节地址为 87H 14、终止待机方式的方法有以下两种： 1）通过硬件复位通过中断方法 15、单片机的内部结构：一个 8位 CPU； 4 KB 程序存储器，采用 ROM或 EPROM；128 B通用数据存储器； 21个特殊功能寄存器；一个可编程全双工串行口；具有 5个中断源，两个优先级嵌套结构；两个 16位定时 /计数器；一个片内振荡器与时钟电路。 8、并行 I/O 口特点 4 个并行 I/O口都是双向的。 P0口为漏极开路驱动； P1、 P2、P3口均具有内部上拉电阻驱动，它们有时称为准双向口。 327 / 58 根端口线都可用做输入或输出，还可进行位操作。 当并行 I/O口作为输入时，该口的锁存 器必须先写入 “1” ，这是一个重要条件。否则，该口不能读入正确数据。 9、 I/O口功能 Pl 口只有一种功能，即通用输入 /输出接口。； P2 口有两种用途：通用 I/O 口或高 8 位地址总线。； P3 口是双功能口，默认为第一功能，通过编程可设定为第二功能。； P0 口有两种功能：地址 /数据分时复用总线；通用 I/O口 16 、 4 个 8 位并行口，其中 P0、 P2、 P3 是复用口； P0 端口：第一功能：是一个 8 位漏极开路型的双向 I/O 口，这时P0口可看成用户数据总线；第二功能：是在访问外部存储器时，分时提供低 8 位地址和 8位双向数据总线，这时先用做地址总线再用做数据总线。 P1 口：内部带上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口。 P2 口：第一功能：一个内部带上拉电阻的8 位准双向 I/O 口。第二功能：在访问外部存储器时，输出高 8 位地址。 P3 口：第一功能：内部带上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口。在系统中，这 8个引脚都有各自的第二功能。 18 P0、 P1、 P2、 P3并行端口使用注意事项 8 / 58 如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和 I/O 接口，单片机的 4 个口均可作为 I/O 口使用； 4 个口在作为输入口使用时，均应先对其写 “1” ，以避免误读； P0口作为 I/O 口使用时应外接 10K 的上拉电阻，其它口则可不必； P2口某几根口线作地址使用时，剩下的口线不能作为I/O口线使用； P3 口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作为 I/O 口线使用。 19 第 3 章 1、什么是寻址方式？ MCS-51 指令系统有哪些寻址方式？相应的寻址空间在何处？ 答：在指令系统中，操作数是一个重要的组成部分，它指定了参与运算的数据或数据所在的地址单元。如何找到参与运算的这个数据或数据所在的地址就称为寻址方式。 MCS-51 指令系统的寻址方式主要有立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻 址、基址加变址寻址、相对寻址和位寻址等七种。 9 / 58 8 存储空间对应的寻址方式 在 MCS-51 单片机的指令系统中，指令对哪一个存储器空间进行操作，是由指令的操作码和寻址方式确定的。 1)对程序存储器只能采用立即寻址和基址加变址寻址方式； 2)对特殊功能寄存器只能采用直接寻址方式，不能采用寄存器间接寻址； 3)对 8032/8052 等单片机内部 RAM 的高 128 个字节，只能采用寄存器间接寻址，不能使用直接寻址方式； 4)对位操作指令只能对位寻址区操作； 5)外部扩 展的数据存储器只能用 MOVX指令访问； 6)内部 RAM的低 128个字节既能用直接寻址，也能用间接寻 址。 4 加法和减法指令影响哪些标志位？怎么影响的？ 答：在带进位的加法运算中， 会影响进位位 Cy，最终要将 A 中的值和其后面的值以及进位位 Cy中的值相加，最终结果存在 A。 10 / 58 在带进位减法指令中，要将累加器 A 的内容与第二操作数及进位标志相减，结果送回到累加器 A 中。在执行减法过程中，如果位 7 有借位，则进位标志 Cy 置 “1” ，否则清 “0” ；如果位 3有借位，则辅助进位标志 AC置 “1” ，否则清 “0” ；如位 6 有借位而位 7 没有借位，或位 7 有借位而位 6 没有借位，则溢出标志 OV 置 “1” ，否则清 “0” 。若要进行不带借位的减法操作，则必须先将 Cy 清 “0” 。 7MCS-51单片机能够识别并执行的指令共有 111条。 (2)按指令所占字节数、指令执行时间和指令功能进行分类。 (3)指令由操作码和操作数组成。 (4)指令的基本格式 符号地址 : 操作码 操作数 1 ，操作数 2 ，操作数 3 ；注释 第 4 章 1、 MCS-51系列单片机汇编语言进行程序设计的步骤如何？ 答：单片机汇编语言进行程序设计的步骤： (1)分析题意，明确要求； (2)确定算法； (3)画程 11 / 58 序流程图，用图解来描述和说明解题步骤； (4)分配内存工作单元，确定程序与数据区的 存放地址； (5)编写源程序； (6)程序优化； (7)上机调 试、修改和最后确定源程序。 2、程序设计的方法 1模块化程序设计 2尽量采用循环及子程序结构 3自上而下的程序设计 3、常用的程序结构有哪几种？特点如何？ 答：常用的 程序结构有顺序、分支、循环、查表及子程序结构；特点是程序的结构清晰、易 于读写和验证、可靠性高。 4、子程序调用时，参数的传递方法有哪几种？ 答：传递方法有传递数据、传送地址和通过堆栈传递参数。 5、伪指令 伪指令是便于程序阅读和编写的指令，它即不控制机器的操作也不能被汇编成机器代码，只是为汇编程序所识别的常用符号，并指导汇编如何进行，故称为伪指令。 6子程序调用 12 / 58 在子程序调用过程中须解决以下两个方面的问题： 1) 保护现场和恢复现场。 2) 调用程序与被调用程序之间的参数传递。 保护现场和恢复现场：方法就是在进入子程序时，将需要保护的数据推入堆栈，而空出这些数据所占用的工作单元，供子程序中使用。在返回调用程序之前，再将推入堆栈的数据弹出到原有的工作单元，恢复其原来的状态，使调用程序可以继续往下执行。 参数传递：子程序调用时，要特别注意主程序与子程序之间的信息交换问题。在调用一个子程序时，主程序应先把有关参数放到某些约定的位置，子程序在运行时 ，可以从约定的位置得到有关参数。同样子程序结束前，也应把处理结果送到约定位置。返回后，主程序便可从这些位置得到需要的结果，这就是参数传递。 7 参数传递大致可分为以下几种方法： 1) 传递数据 2) 传送地址 3) 通过堆栈传递参数 第 6章 1、试分析以下几种中断优先级的排 列顺序是否可能？若可13 / 58 能，则应如何设置中断源的中断级别？否则，请简述不可能的理由。 (1) 定时器 T0 中断，定时 T1 中断，外中断 1NT0，外中断INT1，串行口中断； (2) 串行口中断，外中断 1NT0，定时器 T0中断，外中断 INT1，定时器 T1中断； (3) 外中断 INT0、定时器 T1中断，外中断 INT1，定时器 T0中断，串行口中断。 答： 可以，将定时器 T0中断，定时T1 设置为高优先级中断，将外中断 1NT0，外中断 INT1，串行口中断 可以，将串行口中断设置为高优先级中断，将外中断 1NT0，定时器 T0 中断，外中断 INT1，定时器 T1中断设置为低优先级中断； 不行，因 为 MCS-51 单片机有 2 级中断优先级别，同级中断还存在按次序决定的第二优先级结构，由高到低依次为外中断 1NT0、定时器 T0 中断、外中断 INT1、定时器 T1中断、串行口中断。 3 、中断系统的内部结构： MCS-51单片机的中断系统由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路组成。 14 / 58 4、中断源：把向 CPU提出中断申请的设备称为中断源。 MCS-51单片机的 中断系统提供了 5个中断源。 5、 MCS-51 中断系统在 4 个特殊功能寄存器控制下工作。这4 个特殊功能寄存器是定时 /计数器控制寄存器、串行口控制寄存器、中断允许控制寄存器和中断优先级控制寄存器。通过对这 4 个特殊功能寄存器的各位进行置位或复位操作，可实现各种中断控制功能。中断请求控制、中断允许控制、中断优先级控制。 6 7 中断响应过程流程图 8、中断响应的过程 1) 检测中断 2) 保护现场 3) 中断服务 4) 清除中断标志位5) 恢复现场 6) 中断返回 9、在实际应用中有以下几种情况可采取中断方式工作。 (1) I/O设备。 (2) 硬件故障。 (3) 实时时钟。 (4) 为调试程序而设置的中断源。 15 / 58 10、中断优先级控制 8051 有 2 个中断优先级，每一个 中断请求源均可编程为高优先级中断或低优先级中断，从而实现2 级中断嵌套。 11、中断优先级控制 3条基本规则： 1)正在进行的中断过程不能被新的同级或低优先级的中断请求所中断，一直到该中断服务程序结束，返回了主程序且执行了主程序中的一条指令后， CPU 才响应新的中断请求。2)正在进行的低优先级中断服务程序能被高优先级中断请求所中断，实现两级中断嵌套。 3) CPU 同时接收到几个中断请求时，首先响应优先级最高的中断请求。 第 7章 1、定时 /计数器有哪些专用寄存器，它们有几种工作模式？如何设置？ 答：有定时控制寄存器和工作方式寄存器 ，具有四种工作方式：方式 0、方式 1、方式 2和方式 3，四种方式由工作方式寄存器的 M1 和 M0 两位决定。 2、如果采用晶振的频率为 3MHz，定时 /计数器工作方式 0、 1、 2 下，其最大的定时时间 为多少？ 16 / 58 答：内部定时脉冲周期 =机器周期 =12/3Mhz=4us 工作 方式0： Tmax=8192*4us= 工作方式 1： Tmax=65536*4us= 工作方式 2： Tmax=256*4us= 3、帧格式为 1 个起始位， 8 个数据位和 1 个停止位的异步串行通信方式是方式几？。 答：是异步串行通信方式 1。 4、简述串行口通信的第 9 数据位的功能。 答：在工作方式 2 和 3 下，才有第 9 数据位，既可作为奇偶校验位使用，也可作为控制位使用。 5 为什么定时 /计数器 T1 用做串行口波特率发生器时，应采用方式 2？若已知时钟频率、通信波特率，如何计算其初值？ 答：因为方式 2是有自动重装载计数值的功能，从而可以产生精确的波特率。串行工作方式 0和方式 2波特率是固定的，所以不用设初值；串行工作方式 1 和方式 3 时： 波特率：BR = (2SMODTd)/32 溢出一次的时间： 1/Td = (256-TH1)*12/fosc 溢出率：Td = fosc/12(256 -TH1) 初值： TH1 = 256- fosc/ 17 / 58 6 MCS-51串行通信接口与特殊功能寄存器：发送缓冲寄存器 (SBUF)；发送控制器；发送控制门；接收缓冲寄存器 (SBUF)；接收控制寄存器；移位寄存器；中断 7 与串行通信有关 的控制寄存器共有 4 个：接收 /发送缓冲器 SBUF、串行控制寄存器 SCON、电源控制寄存器 PCON 和中断允许控制寄存器 IE。 8 波特率及时钟频率：波特率 (BR)：单位时间传输的数据位数。 单位： bps (bit per second)， 1 bps=1 bit/s。波特率的倒数即为每位传输所需的时间。 fT/R=nBRT/R 式中， fT/R为发 /收时钟频率，单位： Hz； BRT/R 为发 /收波特率，单位：bps； n 为波特率因子。同步通信 n=1。异步通信 n 可取 1、16 或 64。 9、数据通信的传输方式有：单工方式：数据仅按一个固定方向传送。半双工方式：数据可实现双向传送，但不能同时进行。全双工方式：允许双方同时进行数据双向18 / 58 传送。 10、串、并行通信方式对比？ 并行通信：是数据的每位被同时传输出去或接收进来。串行通信：数据传输是逐位传输的。 在相同条件下，串行通信比并行通信传输速度慢。采用串行通信，不管发送或接收的数据是多少，最多只用两根导线，其工程实现上造价要低得多。串行通信已被越来越广泛地采用 11MCS-51单片机内有 2 个 16位可编程的定时 /计数器，即定时器 0 和定时器 1。 两个定时 /计数器都有定时或事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等应用。受特殊功能寄存器 TMOD 和 TCON 控制。 12定时 /计数器 T0、 T1可以有四种不同的工作方式：方式 0、方式 1、方式 2 和 方式 3 19 / 58 4 种工作方式由 TMOD 中的 M1、 M0两位决定，见表 7-3 所示。 第 8 章 1、画图说明单片机系统总线扩展方法。 答：单片机系统扩展总线原理如下图所示，扩展后由 P0 口经锁存器形成低 8 位地址， P2口形成高 8 位地址，共同形成16 位地址总线； P0 口形成 8 位数据线， /WR、 /RD 及 /PSEN形成 控制总线。 2、说明程序存储器扩展的一般原理。 答：程序程序存储器扩展原理如下图所示，从图中可以看出，程序存储器扩展实际上是将程序存储器挂在单片机扩展的系统总线上，需要注意的是，单片 机的 /PSEN 引脚连接至程序存储器的 /OE 端，保证 /PSEN 有效时能读出程序存储器中数据 ，而程序存储器的 /CS 端直接接地，即始终有效，保证始终可以取指令。 3、说明单片机应用系统中 LED显示器的两种显示方式？ 20 / 58 答：常用 LED 显示方式有两种，即动态显示方式和静态显示方式。 动态显示方式是指将待显示数据分时送到各显示位并保持一定时 间，任何时刻只能有一位显示器通电，其它显示位靠余辉维持发光，因而动态显示方式需不断进行刷新。静态显示方式是指将待显示数据分别送到显示器的各位，各显示位同时通电，因单片机的数据端口不能一直被占用，因而要求显示器与单片机数据端口之间有具有数据锁存功能的单元电路，即每一位 LED 输入端加一个锁存器，因而硬件电路比动态显示方式复杂，但不需要刷新，可以节省 CPU 时间，显示数据可以一直维持到下一次更新。 4、说明 LCD 显示器件的工作原理？ 答： LCD 是一种被动式的显示器，由于功耗低、抗干扰能力强，在低功耗单片机系统中得到广泛应用。 LCD 本身不发光，通过调节光的亮度进行显示。 LCD工作过程如下： 在玻璃电极上加上电压之后，在电场的作用下，液晶的扭曲结构消失，其旋光作用也消失，偏振光便可以直接通过。去掉电场之后，21 / 58 液晶分子又恢复其扭曲结构，把这样的液晶置于两个偏振片之间，改变偏振片的相对位置，就可以得到白底黑字或黑底白字的显示形式。 5、单片机应用系统中为什么要进行系统扩展？ 答： 8031、 8032 等单片机不提供用户程序存储器，必须进行程序存储器的扩展，以存放控制程序、数据表格等； 8751等单片机虽然向用户提供 EPROM程序存储器，但程序存储器空间容量不大，程序存储空间不足时，还必须扩展外部程序存储器 。 MCS-51 系列单片机内部通常有 128B 至 256B 的片内数据存储器，用于一般的控制及运算是足够的，但若用于数据存储，其容量是不足的，在这种情况下，必须扩展数据存储 器。 MCS-51 系列单片机对外提供 32 条 I/O 口线，但其 P0口作为地址 /数据复用口， P2口用于提供高 8 位地址，而其 P3 口具有第二功能，若扩展了程序存储器或数据存储器，单片机的 I/O口往往也不够用，有时必须进行 I/O口的扩 展。 应用系统中有时还涉及到数据的输入、输出、人机交互信息等接口问题，必须进行有关接口电路扩展。 6 EPROM 程序存储器扩展 型号 2764 容量 8KB 并行接口扩22 / 58 展，利用 74LS377 扩展并行输出口 , 采用线选法实现片选。RAM 的地址范围是 4000H 5FFFH， 74LS377 的端口地址为8000H。 74LS245 的端口地址为 8000H，而 RAM 的地址范围为4000H 5FFFH。 8155 RAM 字节地址范围是 7E00H 7EFFH；命令 /状态字寄存器地址是 7F00H； A 口地址是 7F01H； B 口地址是 7F02H； C 口地址是 7F03H；定时 /计数器低 8 位寄存器地址是 7F04H；定时 /计数器高 8 位寄存器地址是 7F05H。 第 9 章 1、说明 I 方 C总线主机从机数据传输过程。 答： 一次信息传输过程传输的信息包含 6部分：起始位：表示信息传输开始； 目标地址： 7 位，被寻址的设备的地址； 操作 性质：即读写控制位， 1 位，该位为 1 表示主控设备进行读操作，为 0 进表示主控设备进行写操作； 应答信号： 1 位，由被叫 IC 产生，低电平表示应答信号，高电平表示非应答信号，数据接收方可以接收数据时，产生应答信号，不能接收数据时，产生非应答信号； 数据部分：以 8 位为一个数据单位，进行传输的数据，根据信息传输方式不同，传输的数据单位数不同。数据接收方每接收一个数据都产生一个应答信号； 结束位，由主控设备产生，表示此次通信过程结束。 2 SPI总线有几种工作模式，各模式区别是什么？ 23 / 58 SPI 总线有 4 种工作模式，是根据时钟的极性和相位来划分的。 3SPI 与 I方 C 在扩展多个外部器件时有何不同 ? 第 13章 1、什么是干扰？ 叠加在有用信号上，使原来有用信号发生畸变的变化电量称为噪声。 由于噪声在一定条件下影响和破坏设备或系统的正常工作，所以通常把具有危害性的噪声称为干扰。通常，当以危害性干扰量为对象进行研究时，多使用噪声这个词；当以干扰量所造成的危害作用为对象进行研究时，多使用干扰这个词。 2、干扰的分类？ 产生干扰的主体称为干扰源。干扰的类型通常按干扰产生的原因，传播方式和干扰波形的性质等分类。 按干扰与输入信号的传输关系分类 1）串模干扰 2）共模干扰 按干扰传播方式分类 按干扰波形的性质分类，干扰波形分为持续正弦波和各种形状的脉冲波。 3、单片机应用系统硬，软件抗干扰技术有哪些？ 硬件抗干扰技术包括： 无源滤波 有源滤波 去耦电路 屏蔽技术 隔离技术 接地技术。软件抗干扰措施包括： 输入口信号重复检测 输出端口数据刷新 指令冗余 软件陷阱 “ 看门狗 ” 数字滤波 24 / 58 4、干扰对单片机应用系统的影响？ 这些因素对单片机系统造成的影响主要表现在以下几个方面： (1) 数据采集误差增大 (2) 控制状态失灵 (3) 数据受干扰发生变化 (4) 程序运行失常 5、简述指令冗余的目的及主要方法？ 为使 “ 乱飞 ” 程序在程序区迅速纳入正轨，可采 取的措施：多用单字节指令；在关键地方人为地插入一些单字节指令NOP；将有效单字节指令重写。以上措施称之为指令冗余。 6、简述设置软件陷阱的目的、方法及设置软件陷阱的位置？ 目的：当乱飞程序进入非程序区，如 EPROM未使用的空间或表格区时，采用冗余指令使程序入轨条件便不满足。此时可以设定软件陷阱，拦截乱飞程序，将其迅速引向一个指定位置，在那里有一段专门对程序运行出错进行处理的程序。方法：通常用转移 指令强行将捕获到的乱飞程序引向指定入口地址，在那里有一段专门处理错误的程序，使程序纳人正轨。软件陷阱将安排在如下几个位置： 未使用的中断区 未使用的 EPROM空间 非 EPROM芯片空间 运行程序区 中断服务程序区 RAM 数据保护区 7、简述各种干扰的特点及其主25 / 58 要抑制措施。 答：干扰有经导线侵入的，如串模干扰与共模干扰，其抑制措施应从电路设计和接地技术两 方面解决；干扰有经空间侵入的，如通过辐射与感应方式侵入，此时应采用屏蔽技术来 抑制；干扰有经地线传导的，此时应选择合适的接地方式来抑制。 8、简述软件抗干扰的一般方法。 答：对于模拟信号输入，由于叠加其上的噪声 干扰，导致较大的测量误差。由于这些噪声的 随机性，可以通过软件滤波剔除虚假信号，求取真值。对于输入的数字信号，可以通过 重复检测的方法，将随机干扰引起的虚假输入状态信号滤除掉。当系统受到于扰后，往 往使可编程的输出端口状态发生变化，因此可以通过反复向这些端口定期重写控制字、 26 / 58 输出状态字来维持既定的输出端口状态。窜入测控系统的干扰作用于 CPU 部位时，将 使系统失控。最典型的故障是破坏程序计数器 PC 的状态，导致程序从一个区域跳转到 另一个区域，或 者程序在地址空间内 “ 乱飞 ” ，或者陷入 “ 死循环 ” 。因此，必须尽可能早 地发现并采取补救措施。将 “ 乱飞 ” 程序拦截，或程序摆脱“ 死循环 ” ，使运行程序纳入正 单片机考点总结 1. 单片机由 CPU、存储器及各种 I/O接口三部分组成。 2. 单片机即单片微型计算机，又可称为微控制器和嵌入式控制器。 3. MCS-51系列单片机为 8 位单片机，共 40个引脚， MCS-51基本类型有 8031、 8051 27 / 58 和 8751. I/O 引脚 8031、 8051 和 8751 的区别 : 8031片内无程序存储器、 8051片内有 4KB程序存 储器 ROM、 8751片内有 4KB程序存储器 EPROM。 4. MCS-51 单片机共有 16 位地址总线， P2 口作为高 8 位地址输出口， P0口可分时复用 为低 8位地址输 出口和数据口。 MCS-51单片机片外可扩展存储最大容量为 216=64KB，地址范围为 0000H FFFFH。 5. MCS-51片内有 128字节数据存储器， 21个特殊功能寄存器。 MCS-51 片内有 128 字节数据存储器，字节地址为00H 7FH; 00H 1FH: 工作寄存器区； 00H 1FH: 可位寻址区； 00H 1FH: 用户 RAM区。 21个特殊功能寄存器 ; 28 / 58 当 MCS-51上电复位后，片内各寄存器的状态，见 34页表 2-6。 PC=0000H, DPTR=0000H, Acc=00H, PSW=00H, B=00H, SP=07H, TMOD=00H, TCON=00H, TH0=00H, TL0=00H, TH1=00H, TL1=00H, SCON=00H, P0 P3=FFH 6. 程序计数器 PC：存放着下一条要执行指令在程序存储器中的地址，即当前 PC 值或现行值。程序计数器 PC 是 16 位寄存器，没有地址， 不是 SFR. 7. PC 与 DPTR的区别： PC和 DPTR 都用于提供地址，其中 PC为访问程序存储器提供地址，而 DPTR 为访问数据存储器提供地址。 8. MCS-51内部有 2 个 16位定时 /计数器 T0、 T1， 1 个 16位数据指针寄存器 DPTR，其中 MOVE DPTR, #data16 是唯一 的16位数据传送指令，用来设置地址指针 DPTR。 定时 /计数器 T0 和 T1 各由 2 个独立的 8 位寄存器组成，共有 4 个独立寄存器： TH1、 TL1、 TH0、 TL0,可以分别对对这 4个寄存器进行字节寻址，但不能吧 T0 或 T1 当作 1 个 16 位寄存器来寻址。即： MOV T0， #data16 ； MOV T1， #data16 都是错的， MOV TH0， #data； MOV TL0， #data 是正29 / 58 确 的。 9.程序状态字寄存器 PSW PSW 的格式： PSW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D0H PSW寄存器中各位的含义； Cy:进位标志位，也可以写为 C。 Ac:辅助进位标志位。 RS1、 RS0:4组工作寄存区选择控制位。 P 为奇偶标志位：该标志位用来表示累加器 A 中为 1 的位数的奇偶数 P=1, A 中 1 的个数为奇数； P=0, A 中 1 的个数为偶数。 另：使用加法指令时，累加器 A中的运算结果对各个标志位的影响： 如果位 7 有进位 ，则置 1 进位标志位 Cy，否则清0 Cy； 如果位 3 有进位，置 1 辅助进位标志位 Ac，否则清0 Ac； 如果位 6 有进位，而位 7 没有进位，或者位 7有进位，而位6 没有，则溢出标志位 OV置 1，否则清 0 OV。即只要位 7 和位 6 中有一个进位，而另一个没进位， OV就置 1. 10. MCS-51指令系统的七种寻址方式 ,熟练掌握各寻址方式。 30 / 58 11.访问 MCS-51单片机中：访问片内 RAM 应使用 MOV指令； 访问片外 RAM 应使用 MOVX 指令； 访问程序存储器应使用MOVC指令。 12. MCS-51 有 5 个中断源， 2 级中断优先级。 5 个中断源名称及其中断入口地址分别是什么？哪些中断源的中断请求标志位在响应中断时由硬件自动清除？那些中断源的中断请标志位必须使用软件清除？记住各个中断请求标志位，优先级标志位，触发方式标志位。 (102 页 108 页 ) MCS?51 系列单片机内部有哪些主要的逻辑部件？答案：一个 8 位的 CPU、一个布尔处理机、一个片内振荡器、 128B的片内 RAM、 21 个特殊功能寄存器、 4 个 8 位并行 I/O 接口、一个全双工的串行口、 2 个 16 位的定时器 /计数器、 5 个中断源、 2 个中断优先级。 机器周期是指 ： 完成 MCS-51一个典型的指令花费的振荡周期称为一个机器周期 ；一个机器周期由 六 个状态组成，包含有 12个 振荡周期； 当外部中断采用低电平触发方式时 ,为了避免在中断返回后再次响应该中断，要求外部中断源在执行的中断程序返回前撤销中断请求信号 ； 31 / 58 程序计数器 PC是用来 存放 下一条将要执行的 指令地址，共 16 位。单片机上电复位后， PC = 0000H ; 当单片机的 P1 口做为一般的 I/O 口使用时，为 8 位准双向口的意思是指： 当输入信号时，需先向 P1口锁存器写 1，以保证读引脚的正确性 ; 何谓堆栈？它设置在哪个存储区？在实际编程中，它有 何应用价值？ 答：堆栈是一个后进先出的特殊的数据缓冲区，并由栈指针SP指示堆栈中的数据深度。 在 MCS-51 系列单片机中，堆栈设置在内部 RAM 数据存储区内。在实际编程中，可用于数据的传递，数据的交换、保存CPU现场等作用 简述 MCS?51 单片机程序存储器的几个特殊入口地址的含义。 0000H：复位入口地址 32 / 58 0003H：外部中断 0 中断服务程序入口地址 000BH：定时器 /计数器 0 溢出中断服务程序入口地址 0013H：外部中断 1 中断服务程序入口地址 001BH：定时器 /计数器 1 溢出中断服务程序入口地址 0023H：串行口中断服务程序入口地址 何谓静态显示？何谓动态显示？两种显示方式有何优缺点？ 所谓静态显示，是指当显示器显示某一个字符时，相应的发光二极管恒定地导通或截止，公共端接固定的电平。 LED 动态显示是将所有位的段选线并接在一个 I/O 接口上，称为段口，共阴极端或共阳极端分别由相应的 I/O 接口线控制，称为位口。 静态显示显示稳定，但软件简单；动态显示硬件简单，但软33 / 58 件需要不断地刷新。 编程将片内 RAM 30H 39H单元中的内容送到以 3000H 为首的存储区中。 MOV MOV MOV R0， #30H DPTR,#3000H R7， #10 L1： MOV MOVX INC INC DJNZ RET A,R0 DPTR,A R0 DPTR R7， L1 片内 RAM 60H 开始存放 20 个数据，试统计正数、负数及34 / 58 为零的数据个数，并将结果分别存在 50H、 51H、 52H 单元中。 MOV 50H,#0 MOV 51H,#0 MOV 52H,#0 MOV R7，#20 MOV R0， #60H L3: MOV A,R0 JZ L1 JB ，L2 INC 50H SJMP LEND L2： INC 51H SJMP LEND L1： INC 52H LEND: INC R0 DJNZ R7,L3 RET 从片外 RAM 2000H 单元开始存有 20 个有符号数，要求把它们传送到片外 RAM 3000H开始的单元，但负数不传送，试编写程序。 L1: L2: L3: MOV DPTR,#2000H MOV R0,#20H MOV R7,#20 MOVX A,DPTR MOV R0,A INC DPTR INC R0 DJNZ R7,L1 MOV DPTR,#3000H MOV R0,#20H MOV R7,#20 MOV A,R0 JB ,L3 MOVX DPTR,A INC DPTR INC R0 DJNZ R7,L2 RET 在片外 RAM 2000H、 2001H 和 3000H、 3001H中分别存放两个字数据，试比较两个数的大小，把大数存放在 4000H、 4001H单元中。 35 / 58 MOV DPTR,#2000H L1： L2： MOVX MOV INC MOVX MOV MOV MOVX MOV INC MOVX MOV CLR MOV SUBB MOV SUBB JNC MOV MOV SJMP MOV MOV MOV MOVX INC MOV MOVX RET A,DPTR 20H,A DPTR A,DPTR 21H,A DPTR,#3000H A,DPTR 30H,A DPTR A,DPTR 31H,A C A,21H A,31H A,20H A,30H L1 A,20H B,21H L2 A,30H B,31H DPTR,#4000H DPTR,A DPTR A,B DPTR,A 试编写一段对中断系统初始化的程序，允许外部中断 0、外部中断 1、定时器 /计数器 T0 溢出中断、串行口中断，且使定时器 /计数器 T0溢出中断为高优先级中断。 SETB EA SETB EX0 SETB EX1 SETB ET0 36 / 58 SETB ES SETB PT0 D6 _ D5 _ D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 D7 IE EA 。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP T0INT ORG 0030H MAIN： MOV SP， #60H MOV R7， #0 MOV TMOD， #01H MOV TH0， #0FDH MOV TL0， #66H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 L1： SJMP L1；中断服务程序 T0INT： MOV TH0， #0FDH MOV TL0， #66H INC R7 CJNE R7， #1， LL1 CLR SJMP LLEND LL1： CJNE R7，#3， LLEND SETB MOV R7， #00H LLEND： RETI ;初始化 ;定时 666微妙 ;重载初始值 如果 MCS?51单片机系统的晶振频率为 12MHz，分别指出定时器 /计数器方式 1 和方式 2的最长定时时间。 方式 1:65536us； 方式 2:256us 37 / 58 设 MCS?51 单片机的晶振频率为 12MHz，要求在输出周期是200ms的方波，试编写程序。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH LJMP T1INT ORG 0030H MAIN: MOV SP,#70H MOV TMOD,#10H MOV TH1， #3CH MOV TL1， #0B0H MOV R7， #2 SETB EA SETB ET1 SETB TR1 SJMP $ T1INT: MOV TH1， #3CH ;T1 方式 1 ；定时 50ms ； 50ms*2=100ms L1： MOV DJNZ MOV CPL RETI TL1， #0B0H R7， L1 R7，#2 设串行异步通信的传送速率为 2400 波特，传送的是带奇偶校验的 ASCII 码字符，每 个字符包含 10 位，试编程初始化程序。 设定串行口位方式 1. MOV MOV 38 / 58 MOV MOV MOV SCON,#40H PCON,#80H TMOD,#20H TH1， #0F4H TL1，#0F4H SETB TR1 设外部晶频率振为，串行口工作在方式 1，波特率为4800b/s。编写用 T1 作为波特率发生器的方式字并计算 T1的计数初值。 TMOD:20H TH1=TL1=0FAH 设计一个单片机的双机通信系统，串行口工作在方式 1，编写通信程序将甲机内部 RAM 30H 3FH 存储区的数据块通过串行口传送到乙机内部 RAM 40H 4FH 存储区中。 甲机发送： 39 / 58 MOV MOV MOV MOV LOOP： MOV MOV MOV MOV WAIT: JBC SJMP NEXT: INC 40 / 58 DJNZ RET SCON， #80H PCON， #00H R0， #30H R2， #10H A，R0 C， P TB8， C SBUF， A TI， NEXT WAIT R0 R2，LOOP ;设置工作方式 2 ;置 SMOD = 0，波特率不加倍 ;数据区地址指针 ;数据长度 ;取发送数据 ;奇偶位送 TB8 ;送串行口并开始发送数据 ;检测是否发送结束并清 TI ;修改发送数据地址指针 乙机接收： LOOP: MOV MOV MOV MOV JBC SCON， #90H PCON， #00H R0， #40H R2， #10H RI， READ ;工作方式 2，并允许接收 ;置 SMOD = 0 ;置数据区地址指针 ;等待接收数据长度 ;等待接收数据并清 RI 一、单片机：就是在一片半导体硅片上集成了中央处理单元、存储器、并行接口 I/O、串行 I/O 口、定时器 /计数器、终端系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。 二、单片机的硬件结构： 8 位微处理器、数据存储器、程序存储器、4 个 8 位可编程并行 I/O 口、 1 个串行口、 2 个 16 位定时 /41 / 58 计数器、 1 个看门狗、 5 个中断源和中断向量、特殊功能寄存器 26个、低功耗节电模式、 3个程序加密锁定位。 其图如下： 三、单片机引脚：单片机共有 40个引脚；按其功能可分为 3类： ? 电源及时钟引脚 ? ? 控制引脚 I/O 口引脚 四、单片机存储器结构 ? 程序存储器 16位 ? 数据存储器 8 位 ? ? 特殊功能寄存器 位地址空间 五、四组并行 I/O 端口 42 / 58 1、 P0口 1) P0 口是一个双功能