《单片机原理及其应用》考试大纲11年

1、单片机原理及其应用2011年考试大纲一、 考试范围第一章 绪论 （0%）作为了解1.0 基础知识介绍1. 电平特性2. 2进制与16进制的表示及转换3. 二进制数的逻辑运算4. 数的表示计算机中的数和字符的编码1.1 单片机的基本概念单片机的全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。 从应用领域来看, 单片机主要用于控制, 所以又称为微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller)。 单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。单片机的发展历程单片机技术的多学科交叉特点单片机的功能

2、结构特征1.2 单片机的发展4位-8位-16位-32位-64位1.3 单片机的特点及应用1.4 单片机的类型与常用单片机系列1.4.1单片机的类型众多的单片机可以从不同角度进行分类。 按单片机数据总线的位数, 可将单片机分为4位、 8位、 16位、 32位。 了解ARM芯片的基本分类，特点，特别是基于CM3内核机构的最新一代ARM构架，现在的智能手机很多都基于CM3-A系列内核，现在主要是A8，如三星的I9000，P1000，S8550，摩托罗那的MileStone，XT800。涉及到的手机厂家有诺基亚三星HTC摩托罗拉苹果索尼爱立信联想黑莓天语LG步步高魅族中兴明泰首派华为酷派夏普纽曼多普达

3、OPPO现代手机金立Google戴尔朵唯长虹阿尔卡特Acer宏碁康佳Palm华硕中恒海尔海信。1.4.2目前流行的51内核的8位单片机1. MCS 51系列单片机。MCS 51系列单片机是Intel公司生产的功能比较强、 价格比较低, 较早应用的单片机, 目前仍被广泛应用。2. ATMEL公司的89系列单片机。美国ATMEL公司的89系列单片机是以8051核构成的, 它和8051系列单片机是兼容的系列。AT89C51 AT89S51 AT89C52 AT89S52的区别、特点。3. STC公司的89系列单片机。以8051核构成的, 它和8051系列单片机是兼容的系列。STC89C51 STC8

4、9C52等的区别、特点。1.5单片机最小系统、简单的C51程序第二章 51系列单片机的硬件结构 （25）2.1 51系列单片机简介（掌握）MCS 51系列单片机，8051派生产品2.2 51单片机的内部结构与引脚信号（掌握）51单片机的基本组成，51单片机的引脚信号什么是看门狗(watchdog)，以及作用2.3 微处理器CPU（掌握）1. 运算部件：运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 再加上累加器ACC、 寄存器B、 暂存器、 程序状态字PSW等部件而构成的，布尔处理机2. 控制部件及振荡器。控制部件是单片机的神经中枢, 它包括定时和控制电路、 指令寄存器、 译码器以及信息传送控制等部件

5、。 3. CPU时序，计算机在执行指令时, 是将一条指令分解为若干基本的微操作, 这些微操作所对应的脉冲信号在时间上的先后次序称为计算机的时序。 51单片机的时序由四种周期构成, 即振荡周期、 状态周期、 机器周期和指令周期。2.4 存储器（掌握）多数单片机系统(包括51系列单片机)的存储器组织方式与通用单片机系统不同, 其程序存储器地址空间和数据存储器地址空间是相互独立的。 程序存储器和数据存储器的寻址范围均为64K:000-0FFFFH 数据存储器分为内部和外部。内部128或是256，外部64K 程序存储器也有内部和外部之分，但是加起来不能超过64K2.4.1 程序存储器空间2.4.2 数

6、据存储器空间 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空间2.5 并行输入/输出接口（掌握）51系列单片机有4个8位并行输入/输出接口: P0、 P1、 P2和P3口。 这4个口既可以并行输入或输出8位数据, 又可以按位使用, 即每1位均能独立作输入或输出用。 每个口的功能虽有所不同, 但都具有1个锁存器(即特殊功能寄存器P0P3)、 1个输出驱动器和2个(P3口为3个)三态缓冲器。 2.6 时钟电路与时序 2.6.1 时钟电路设计 2.6.2 机器周期、指令周期与指令时序2.7 复位操作和复位电路 复位状态，51系列单片机的复位引脚RST上只要出现10 ms以上的高电平, 单

7、片机就会实现复位 2.7.1 复位操作 2.7.2 复位电路设计2.8 低功耗节电模式 2.8.1 空闲模式 2.8.2 掉电运行模式 2.8.3 掉电和空闲模式下的WDT第三章 单片机的指令系统与程序设计 （15）3.1概述（掌握）3.2寻址方式（掌握）掌握7种寻址方式的寻址空间、指令格式以及指令的区别；3.3指令系统（了解）1数据传送2算术逻辑以及移位指令3控制转移和位操作3.4 汇编程序格式与伪指令第4章 AT89S51汇编语言程序设计第5章 AT89S51单片机的中断系统5.1 AT89S51中断技术概述5.2 AT89S51中断系统结构 5.2.1 中断请求源 5.2.2 中断请求标

8、志寄存器5.3 中断允许与中断优先级的控制 5.3.1 中断允许寄存器IE 5.3.2 中断优先级寄存器IP5.4 响应中断请求的条件5.5 外部中断的响应时间5.6 外部中断的触发方式选择 5.6.1 电平触发方式 5.6.2 跳沿触发方式5.7 中断请求的撤销5.8 中断服务子程序的设计5.9 多外部中断源系统设计第6章 AT89S51单片机的定时器/计数器对于定时器/计数器来说, 不管是独立的定时器芯片还是单片机内的定时器, 大都具有以下特点: (1) 定时器/计数器有多种方式, 可以是计数方式, 也可以是定时方式。 (2) 定时器/计数器的计数值是可变的, 当然计数的最大值是有限的,

9、这取决于计数器的位数。 计数的最大值也就限定了定时的最大值。 (3) 在到达设定的定时或计数值时发出中断申请, 以便实现定时控制。 51单片机(51子系列)内带有两个16位定时器/计数器T0和T1, 它们均可作为定时器或计数器使用。 定时器/计数器T0、 T1的结构，工作方式，6.1 定时器/计数器的结构 6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 6.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON6.2 定时器/计数器的4种工作方式 6.2.1 方式0 6.2.2 方式1 6.2.3 方式2 6.2.4 方式36.3 对外部输入的计数信号的要求第7章 AT89S51单片机的串行口基本概念，同步与异步，

10、并口与串口。7.1 串行口的结构 7.1.1 串行口控制寄存器SCON 7.1.2 特殊功能寄存器PCON7.2 串行口的4种工作方式 7.2.1 方式0 7.2.2 方式1 7.2.3 方式2 7.2.4 方式37.3 多机通信07.4 波特率的制定方法 7.4.1 波特率的定义 7.4.2 定时器T1产生波特率的计算7.5 串行口的应用 7.5.1 双机串行通信的硬件连接 7.5.2 串行通信设计需要考虑的问题 7.5.3 双机串行通信软件编程 7.5.4 PC机与单片机的点对点串行通信接口设计 7.5.5 PC机与单片机与多个单片机的串行通信接口设计第8章 AT89S51单片机外部存储器

11、的扩展最小应用系统单片机系统扩展的内容与方法1. 单片机的三总线结构2. 系统扩展的内容与方法(1) 系统扩展一般有以下几方面的内容: 外部程序存储器的扩展。 外部数据存储器的扩展。 输入/输出接口的扩展。 管理功能器件的扩展(如定时器/计数器、 键盘/显示器、 中断优先级编码器等)。(2) 系统扩展的基本方法: 一般来讲, 所有与计算机扩展连接的芯片的外部引脚线都可以归为三总线结构。 扩展连接的一般方法实际上是三总线对接, 要保证单片机和扩展芯片协调一致地工作, 即要共同满足其工作时序8.1 系统扩展结构8.2 地址空间分配和外部地址锁存器 8.2.1 存储器地址空间分配 8.2.2 外部地

12、址锁存器8.3 程序存储器EPROM的扩展 8.3.1 常用的EPROM芯片 8.3.2 程序存储器的操作时序 8.3.3 AT89S51单片机与EPROM的接口电路设计8.4 静态数据存储器RAM的扩展 8.4.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片 8.4.2 外扩数据存储器的读写操作时序 8.4.3 AT89S51单片机与RAM的接口电路设计8.5 EPROM和RAM的综合扩展 8.5.1 综合扩展的硬件接口电路 8.5.2 外扩存储器电路的工作原理及软件设计8.6 E2PROM的扩展 8.6.1 并行E2PROM芯片简介 8.6.2 E2PROM的工作方式 8.6.3 AT89S51单片

13、机扩展E2PROM AT2864的设计8.7 片内Flash存储器的编程 8.7.1 通用编程器编程 8.7.2 ISP编程第9章 AT89S51单片机的I/O扩展9.1 I/O接口扩展概述 9.1.1 扩展的I/O接口功能 9.1.2 I/O端口的编址 9.1.3 I/O数据的传送方式 9.1.4 I/O接口电路9.2 AT89S51扩展I/O接口芯片82C55的设计 9.2.1 82C55芯片简介 9.2.2 工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字 9.2.3 82C55的3种工作方式 9.2.4 AT89S51单片机与82C55的接口设计9.3 AT89S51扩展I/O接口芯片81

14、C55的设计 9.3.1 81C55芯片介绍 9.3.2 81C55的工作方式 9.3.3 AT89S51单片机与81C55的接口设计及软件编程9.4 利用74LSTTL电路扩展并行I/O口9.5 用AT89S51单片机的串行口扩展并行口 9.5.1 用74LS165扩展并行输入口 9.5.2 用74LS164扩展并行输出口9.6 用I/O口控制的声音报警接口 9.6.1 蜂鸣音报警接口 9.6.2 音乐报警接口第10章 AT89S51单片机与输入/输出外设的接口10.1 LED数码管的显示原理 10.1.1 LED数码管的结构 10.1.2 LED数码管工作原理10.2 键盘接口原理 10.

15、2.1 键盘输入应解决的问题 10.2.2 键盘的工作原理 10.2.3 键盘的工作方式10.3 键盘/显示器接口设计实例 10.3.1 利用AT89S51单片机串行口实现的键盘/显示器接口10.3.2 各种专用的键盘/显示器接口芯片简介 10.3.3 专用接口芯片CH451实现的键盘/显示器控制 10.3.4 专用接口芯片HD7279实现的键盘/显示器控制10.4 AT89S51单片机与液晶显示器（LCD）的接口 10.4.1 LCD显示器的分类 10.4.2 点阵字符型液晶显示模块介绍 10.4.3 AT89S51单片机与LCD的接口及软件编程10.5 AT89S51单片机与微型打印机TP

16、mP-40A/16A的接口10.6 AT89S51单片机与BCD码拨盘的接口设计第11章 AT89S51单片机与D/A A/D 转换器的接口11.1 AT89S51单片机与DAC的接口 11.1.1 D/A转换器简介 11.1.2 AT89S51单片机与8位D/A转换器0832的接口设计 11.1.3 AT89S51单片机与12位D/A转换器AD667的接口设计 11.1.4 AT89S51与串入的12位D/A转换器AD7543的接口设计11.2 AT89S51单片机与ADC的接口 11.2.1 A/D转换器简介 11.2.2 AT89S51与逐次比较型8位A/D转换器ADC0809的接口 1

17、1.2.3 AT89S51与逐次比较型12位A/D转换器AD1674的接口 11.2.4 AT89S51与双积分型A/D转换器MC14433的接口11.3 89S51单片机与V/F转换器的接口 11.3.1 用V/F转换器实现A/D转换的原理 11.3.2 常用V/F转换器LMX31简介 11.3.3 V/F转换器与MCS-51单片机接口 11.3.4 LM331应用举例第12章 单片机的串行扩展技术12.1 单总线串行扩展12.2 SPI总线串行扩展12.3 Microwire总线简介12.4 I2C总线的串行扩展介绍 12.4.1 I2C串行总线概述 12.4.2 I2C总线的数据传送12

18、.5 AT89S51单片机的I2C串行扩展设计 12.5.1 AT89S51的I2C总线扩展系统 12.5.2 I2C总线数据传送的模拟 12.5.3 I2C总线模拟通用子程序第13章 AT89S51单片机的应用设计与调试13.1 单片机应用系统的设计步骤13.2 单片机应用系统设计 13.2.1 硬件设计应考虑的问题 13.2.2 典型的单片机应用系统 13.2.3 系统设计中的地址空间分配与总线驱动 13.2.4 AT89S51单片机的最小应用系统 13.2.5 应用设计举例水温测控系统的硬件设计 13.2.6 软件设计考虑的问题 13.2.7 软件的总体框架设计13.3 单片机应用系统的

19、仿真开发与调试 13.3.1 仿真开发系统简介 13.3.2 用户样机的仿真调试13.4 单片机应用系统的抗干扰与可靠性设计 13.4.1 AT89S51片内看门狗定时器的使用 13.4.2 指令冗余和软件陷阱 13.4.3 软件滤波 13.4.4 开关量输入/输出软件抗干扰设计 13.4.5 过程通道干扰的抑制措施-隔离13.4.6 印刷电路板抗干扰布线的基本原则 13.4.7 掉电保护设计和硬件“看门狗”13.5 单片机应用系统的I/O功率驱动 13.5.1 AT89S51与外围集成数字驱动电路的接口 13.5.2 AT89S51与光电耦合器的接口 13.5.3 AT89S51与集成功率电子开关输出接口第14章 单片机的C语言应用程序设计14.1 编程语言Keil C51简介 14.1.1 Keil C51简介 14.1.2 Keil C51的开发环境 14.1.3 C51与标准C的主要区别14.2 C51语言程序设计基础 14.2.1 C51语言中的数据 14.2.2 C51的位变量定义 14.2.3 一个简单的C5