单片机原理与接口技术考试知识点

【8051单片机的基本构成】(1)8位8051微处理器(CPU=运算器控制器)、寄存器(2)片内的256字节的数据存储器RAM/SFR存储可读写的数据(3)保存片内4KB程序存储器Flash ROM、程序和原始数据表(4)有4个8位并行I/O端口P0P3，可进行输入输出(5)2个16为计时器/计数器，可按计数或定时方式设计(6)5个中断源，2个中断优先级的中断控制系统(7)全双工UART (通用异步收发器)的单个串行I/O端口，用于实现单片机与单片机或PC之间的串行通信(8)片上振荡器和时钟发生电路、最高振荡频率24MHz。 可以画出最小系统电路图。(9)CPU ROM/RAM I/O接口实时控制设备=单片机【控制信号端子RST、ALE、和】(1)RST复位信号输入端子、高电平有效。 当输入端子保持两个机械周期的高电平时，完成复位操作。 复位后，SP=07H P0P3=FFH，其他寄存器通常为0(2)ALE/地址锁存信号侧。 8051通电正常动作后，ALE端子始终向外部输出正脉冲信号，该频率是振荡器频率fOSC的1/6。 在CPU访问片外存储器时，ALE输出信号成为锁存低位8位地址的控制信号。 想确认8051芯片是否良好时，请用示波器确认ALE侧是否有脉冲信号输出。(3)程序存储许可信号侧。 (4)/VPP外部程序存储器地址许可输入端/硬化编程电压输入端【8051单片机的存储器结构】51单片机内部采用哈佛结构，与冯诺伊曼结构(也称普林斯顿结构，8086芯片)不同4个物理存储器(片上ROM/RAM、片上ROM/RAM )的地址空间：(1)片上地址0000HFFFFH的64KB程序存储器地址空间(16位地址)(2)64KB芯片外数据存储器的地址空间、地址也从0000hffffh(16位地址)编辑地址(3)256字节的数据存储器的地址空间(8位地址)，低位128字节空间按功能划分为工作寄存器区域、位地址区域、数据缓冲区域这3个区域，它们的地址范围分别为00H-1FH、20H-2FH、30H-7FH【RS0、RS1的组合关系】RS1RS0寄存器组片上RAM地址00第0组R0R700H07H01第1组R0R7请求：计算一个组Rx的实际字节地址与实际地址相对应的Rx还是超边界08H0FH10第二组R0R710H17H11第三组R0R718H1FH【访问表外ROM(RAM )的连接方法和地址计算】8051P1P3P0P2ALE地址命令芯片关闭存储器74HC373提示：这项技术正在逐渐消失地址计算问题只能在早期试卷中看到【16位寄存器2个】DPTR是单个用户能够访问的修改后的16位特殊功能寄存器，用DPH表示(83H )低有效字节寄存器(82H )。 DPTR可以作为16位寄存器，也可以作为独立的8位寄存器DPH和DPL使用。 为了间接地寻址64KB的片外RAM，主要存储16位地址。PC为16位程序计数器。 PC实际上是程序的字节地址计数器，PC的内容是要执行的下一个命令的地址，通过转移命令，可以改变PC的内容，可以改变程序的执行方向。 用户不得直接分配或修改PC。【基本时序单位】提示：支持fOSC=12MHz的1s机器周期振荡周期：石英振荡的振荡周期是最小的时序单位。 等于1/fOSC状态周期：振荡频率通过单片机内的二分频器进行分频，提供给芯片内的CPU的时钟周期机器周期：计算机执行基本操作的时间单位。 1设备周期=6状态周期=12振荡周期指令周期：执行指令所需的时间，可以查询指令表，知道在14个机器周期中。【存取芯片内芯片外RAM的差异】命令MOVX读写片段外RAM地址，MOV读写片段内RAM地址，因此即使片段内RAM地址重叠，片段内外RAM也不会变得不知道。命令示例： MOVX A、DPTR MOVX DPTR，A MOV A、R0 MOV 30H，a【复位动作】RST引脚具有高电平，如果保持2台机器的周期，CPU可以响应重置系统。 重置的主要功能是将PC初始化为0000H。 RST端子是复位信号的输入端子，复位信号的高电平有效，其有效时间请持续24个振荡周期以上。 复位电路有通电复位和手动复位两种。【输入输出端口P0P3的概要】这四个端口可以并行输入或输出8位数据，也可以按位使用。 也就是说，每1比特可以独立输入或输出。P0端口是三态双向端口，是地址/数据时分复用端口，也是通用I/O接口。 将P0端口作为通用I/O端口使用时，为准双向端口。 输入数据时，请先人将口设为1 (写1，关闭场效应晶体管V1和V2)，以实现高电阻输入P1端口是准双向端口，通用I/O接口的功能只有1个。P2端口也是准双向端口，具备通用I/O接口或高位8位地址总线输出这两个功能。P3端口除了通用的准双向I/O接口之外，还具有每个端口线的第二功能。【指令系统】51系列的单片机有直接地址指定、寄存器地址指定、寄存器间地址指定、直接地址指定、基地址寄存器和索引寄存器间地址指定、相对地址指定、位地址指定等7种地址指定方式。 例题：写出单片机的所有地址方式，分别举出一个例子。有些命令的英语含义有助于记忆：增量inc-incrementmect减量DEC-Decrement空操作NOP-No operation短跳sjmp -短跳jump长跳ljmp -长跳jump绝对跳AJMP-Absolute jump比较迁移CJNE-Compare jump not equality条件迁移JNZ-Jump No Zero自减零迁移DJNZ-Decrement Jump No Zero位迁移JNC-Jump No Cy JNB-Jump No bit左循环移动RL-Rotate left进位左循环移动RLC-Rotate left carry交换XCH-Exchange右循环移动RR-Rotate right进位右循环移动RRC-Rotate right carry； 加法ADD-Addition存储乘法运算MUL-Multiplication除法运算div-divisionmulab和DIV AB的结果的存储位置【伪指令】:不要求计算机进行任何操作，没有对应的机器代码，没有目标程序，只存在于源程序中，不影响程序的执行，只有一些指令可以帮助程序集。 它主要指定程序和数据的开始位置，指定连续存储数据的地址，为中间运算结果确保一部分存储空间，表示源程序的结束等。 我能识别写多少。【ASCII码】记住的“0”=30H、“A”=41H、“a”=61H、例题：“g”的ASCII码是“”。【BCD码】十进制，BCD码调整指令DA A。 知道BCD代码和十六进制数的区别。概念说明：【中断】【中断源】【中断优先级】【保护现场复原现场】。【外部中断】51单片机的外部中断请求信号有电平方式和脉冲方式，在以电平方式收集了INT0(P3.2)、INT1(P3.3)的有效信号为低电平时，激活外部中断。【中断矢量地址表】中断源中断服务程序的入口地址外部中断0 ()0003H定时器/计数器0溢出000BH外部中断1 ()0013H定时器/计数器1溢出001BH来往的出口0023H【中断许可寄存器IE的各意思】(1)EA :中断许可总控制位。 EA=0，阻止所有中断请求EA=1，CPU开放中断。 是否允许各个中断源的中断请求取决于各个中断源的中断允许控制位的状态。(2)ES :串行端口中断许可位。 ES=0是禁止串行端口中断的ES=1，允许串行端口中断。(3)ET1:计时器/计数器T1的溢出中断许可比特。 ET1=0时，禁止T1中断的ET1=1，允许T1中断。(4)EX1外部中断1中断许可位。 EX1=0时，禁止外部中断1中断的EX1=1，允许外部中断1中断。(5)ET0:计时器/计数器T0的溢出中断许可比特。 ET0=0，T0中断禁止ET0=1，允许T0中断。(6)EX0外部中断0中断许可位。 EX0=0，禁止外部中断0中断EX0=1，允许外部中断0中断。【提高中断的自然优先顺序、某中断源的优先顺序】中断源(控制位)的自然优先级：最高外部中断0(PX0)|定时器/计数器0溢出中断(PT0 )|外部中断1(PX1)定时器/计数器1溢出中断(PT1 )最低串行中断(PS )请注意，PX0不是EX0如果在IP处有若干控制比特被设为1，则相应的中断源被定义为高级中断，而如果有若干控制比特为0，则相应的中断源被定义为低级中断。 如果同时收到多个具有相同优先级的中断请求，则响应的中断源取决于内部硬件查询的顺序(自然优先级)。 通过设置IE和IP，可以指定中断或设置响应顺序。【实现中断嵌套的方法】如果另一个优先级高于一个优先级的中断请求出现在CPU处理一个中断请求的时候，CPU暂时中止运行具有低优先级的中断源服务程序并保护当前断点，向具有高优先级的中断请求转发以提供服务。 继续原始较低级别的中断服务程序，直到服务终止。【中断响应条件】(1)有来自中断源的中断请求，(2)中断总许可比特EA=1，即CPU打开中断(3)申请中断的中断源的中断许可位为1，即中断没有被掩蔽的(4)没有兄弟或者正在服务更多的中断(5)当前的指令周期结束(6)如果当前命令接入RETI或IE或IP命令，则该命令及其后面的其他命令已经被执行【中断主程序的起始地址】8051系列的单片机复位后，(PC)=0000H、0003H002BH分别是各中断源的入口地址。 因此，编程时请在0000H写入跳转命令，CPU执行程序时从0000H跳过各中断源的入口地址。 主程序将跳转目标地址作为开头地址而生成，一般从0030H开始。 请参阅下面的中断程序格式示例。 简单的解答例： (1)为什么在ROM的开头放入跳跃命令。 (2)为什么要把主程序放在ROM30H的后面？【定时/计数】【定时器中动作模式寄存器TMOD的各功能】(1)M1和M0操作模式控制位。 形成四种代码。 例题：说明计时器/计算机四种工作模式的特征。M1M0动作模式功能说明00模式013位计数器01模式116位计数器10模式2自动重载8位计数器11模式3定时器0 :将8位计数器分成两部分。 定时器1 :计数停止(2)C/:定时器/计数器方式选择位C/=0，设定为定时方式。 对计时器计数器8051枚内的脉冲，即机械周期(振荡周期的12倍)进行计数。C/=1，设定为计数方式。 计数器的输入是从T0(P3.4 )或T1(P3.5 )端开始的外部脉冲。(3)门：门位。如果GATE=0，则只需在软件中将TR0(或TR1)设置为1，即可启动计时器(或)而不管其级别是高级别还是低级别。如果GATE=1，则仅在(或)端子为高电平且软件将TR0(或TR1)设置为1时，计时器动作才会启动。 请查一下计时器的动作原理图。【计时/计数初始值x的计算】【必须掌握】定时器初始值X=定时器的动作模式值M-定时器时间t/机器周期数t。在方式1情况下，m为216=65536，在方式2和方式3中，m为28=256，m为方式0时，m为213【计时器用什么样的设定能够提供3个8位计时器/计数器】T0为模式3、T1为模式2时，可以准备3个8位定时器【串行通信】【异步通信的信息形式和意义】单片机8051包括两种通信方法，即并行通信和串行通信。 串行通信有同步通信和异步通信两种通信方式。 异步通信的特点是以字符为单位进行传输，异步串行通信有单工、半双工和全双工三种传输方向形式。 在异步通信中，数据帧格式定义四个部分的字符：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。 停止位为高电位，提高抗干扰性。【串行端口控制寄存器SCON】可以设定串行端口的4种动作方式，方式0和方式2的波特率是固定的，方式0不用于通信，但方式1和方式3的波特率是可变的，经常用于通信。 例题：说明序列四种动作方式的特点。【计时器模式和串行方案的关系】8051的t-1模式2经常被用作串行端口方案1和方案3的波特率发生器。 例题：说明计时器/计数器的4个动作模式和串行的4个动作模式的关系。【波特率】数据传输率用bps表示每秒传输二进制码的比特数。 【SBUF】【略】【波特率计算】【必须掌握】串行端口方式1和方式3的波特率=(1 SMOD)*fosc/384*(256-TH1)TCON先生的定义TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TMOD各位的定义T1T0GATE公司丙组联赛