單片機原理及應用復習內(nèi)容

PAGEPAGE4單片機原理及應用復習內(nèi)容第1章復習內(nèi)容1.微處理器、微計算機、微處理機、CPU、單片機、嵌入式處理器它們之間有何區(qū)別？答：微處理器、微處理機和CPU它們都是中央處理器的不同稱謂，微處理器芯片本身不是計算機。而微計算機、單片機它們都是一個完整的計算機系統(tǒng)，單片機是集成在一個芯片上的用于測控目的的單片微計算機。2.AT89S51單片機相當于MCS-51系列單片機中的哪一型號的產(chǎn)品？“S”的含義是什么？答：相當于MCS-51系列中的87C51，只不過是AT89S51芯片內(nèi)的4K字節(jié)Flash存儲器取代了87C51片內(nèi)的4K字節(jié)的EPROM。3.單片機可分為商用、工業(yè)用、汽車用以及軍用產(chǎn)品，它們的使用溫度范圍各為多少？答：商用：溫度范圍為0～+70℃；工業(yè)用：溫度范圍為-40～+85℃；汽車用：溫度范圍為-40～+125℃4.解釋什么是單片機的在系統(tǒng)編程（ISP）與在線應用編程（IAP）。答：單片機的在系統(tǒng)編程ISP（InSystemProgram），也稱在線編程，只需一條與PC機USB口或串口相連的ISP下載線，就可把仿真調(diào)試通過的程序代碼從PC機在線寫入單片機的Flash存儲器內(nèi)，省去了編程器。在線應用編程（IAP）就是可將單片機的閃存內(nèi)的應用程序在線修改升級。5.什么是“嵌入式系統(tǒng)”?系統(tǒng)中嵌入了單片機作為控制器，是否可稱其為“嵌入式系統(tǒng)”?答：廣義上講，凡是系統(tǒng)中嵌入了“嵌入式處理器”，如單片機、DSP、嵌入式微處理器，都稱其為“嵌入式系統(tǒng)”。但多數(shù)人把“嵌入”嵌入式微處理器的系統(tǒng)，稱為“嵌入式系統(tǒng)”。目前“嵌入式系統(tǒng)”還沒有一個嚴格和權威的定義。目前人們所說的“嵌入式系統(tǒng)”，多指后者。6.嵌入式處理器家族中的單片機、DSP、嵌入式微處理器各有何特點？它們的應用領域有何不同？答：單片機體積小、價格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各種通用目的的系統(tǒng)中，實現(xiàn)各種方式的檢測和控制。單片機在嵌入式處理器市場占有率最高，最大特點是價格低，體積小，應用廣泛。DSP是一種非常擅長于高速實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運算（如數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等）的嵌入式處理器。能夠高速完成各種復雜的數(shù)字信號處理算法。廣泛地用于通訊、網(wǎng)絡通信、數(shù)字圖像處理，電機控制系統(tǒng)，生物信息識別終端，實時語音壓解系統(tǒng)等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這正是DSP的長處所在。與單片機相比，DSP具有的實現(xiàn)高速運算的硬件結構及指令和多總線，DSP處理的算法的復雜度和大的數(shù)據(jù)處理流量以及片內(nèi)集成的多種功能部件更是單片機不可企及的。嵌入式微處理器的基礎是通用計算機中的CPU，地址總線數(shù)目較多，能擴展容量較大的存儲器，所以可配置實時多任務操作系統(tǒng)(RTOS)。RTOS能夠處理復雜的系統(tǒng)管理任務和處理工作。因此，廣泛地應用在移動計算平臺、媒體手機、工業(yè)控制和商業(yè)領域（例如，智能工控設備、ATM機等）、電子商務平臺、信息家電（機頂盒、數(shù)字電視）以及軍事上的應用。7.什么是單片機？答：單片機就是在一片硅片上集成了中央處理器、隨機存儲器、只讀存儲器、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器和多種I/O口的微型計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)不帶外部設備。從組成和功能上看，它已經(jīng)具備了計算機系統(tǒng)的基本屬性，所以也可以稱其為單片微型計算機，簡稱單片機。第2章復習內(nèi)容1.AT89S52單片機片內(nèi)都集成了哪些功能部件？答：集成了如下部件：1個微處理器（CPU）；256個數(shù)據(jù)存儲器（RAM）單元；8KFlash程序存儲器；4個8位可編程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；1個全雙工串行口；3個16位定時器/計數(shù)器；1個看門狗定時器；一個中斷系統(tǒng)，6個中斷源，2個優(yōu)先級；32個特殊功能寄存器（SFR）。2.AT89S52的請寫出這些單元的入口地址及對應的中斷源。答：見下表表AT89S52各中斷源的中斷入口地址中斷源入口地址外部中斷00003H定時器/計數(shù)器T0000BH外部中斷10013H定時器/計數(shù)器T1001BH串行口0023H定時器/計數(shù)器T2002BH3.說明AT89S52單片機的引腳接高電平或低電平的區(qū)別。答：當腳為高電平時，單片機讀片內(nèi)程序存儲器（8K字節(jié)Flash）中的內(nèi)容，但在PC值超過0FFFH（即超出4K字節(jié)地址范圍）時，將自動轉向讀外部程序存儲器內(nèi)的程序；當腳為低電平時，單片機只對外部程序存儲器的地址為0000H～FFFFH中的內(nèi)容進行讀操作，單片機不理會片內(nèi)的8K字節(jié)的Flash程序存儲器。4.AT89S52單片機有哪兩種低功耗節(jié)電模式？說明兩種低功耗節(jié)電模式的異同。答：AT89S52單片機有兩種低功耗節(jié)電工作模式：空閑模式（idlemode）和掉電模式（powerdownmode）?？臻e模式下，雖然振蕩器仍然運行，但是CPU進入空閑狀態(tài)。此時，片內(nèi)所有外圍電路（中斷系統(tǒng)、串行口和定時器）仍繼續(xù)工作，SP、PC、PSW、A、P0～P3端口等所有其他寄存器，以及內(nèi)部RAM和SFR中的內(nèi)容均保持進入空閑模式前的狀態(tài)。因為CPU耗電量通常要占芯片耗電的80%～90%，因此CPU停止工作則會大大降低功耗。掉電模式下，振蕩器停止工作。由于沒有了時鐘信號，內(nèi)部的所有部件均停止工作，但片內(nèi)的RAM和SFR的原來內(nèi)容都被保留，有關端口的輸出狀態(tài)值都保存在對應的特殊功能寄存器中。5.AT89S52單片機運行時程序出現(xiàn)“跑飛”或陷入“死循環(huán)’時，說明如何利用看門狗來擺脫困境的工作原理。答：可采用看門狗定時器。工作原理如下：“看門狗”技術就是使用一個“看門狗”定時器來對系統(tǒng)時鐘不斷計數(shù)，監(jiān)視程序的運行。當看門狗定時器啟動運行后，為防止看門狗定時器的不必要溢出而引起單片機的非正常的復位，應定期地把看門狗定時器清0，以保證看門狗定時器不溢出。當由于干擾，使單片機程序“跑飛”或陷入“死循環(huán)”時，單片機也就不能正常運行程序來定時地把看門狗定時器清0，當看門狗定時器計滿溢出時，將在AT89S52的RST引腳上輸出一個正脈沖（寬度為98個時鐘周期），使單片機復位，在系統(tǒng)的復位入口0000H處重新開始執(zhí)行主程序，從而使程序擺脫“跑飛”或“死循環(huán)”狀態(tài)，讓單片機歸復于正常的工作狀態(tài)。6.80C51單片機的存儲器有哪幾種類型？可以劃分為哪幾個部分？答：80C51單片機的存儲器按功能可以劃分為兩大類：隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）?？梢詣澐譃橐韵挛宀糠郑浩瑑?nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、特殊功能寄存器、片外數(shù)據(jù)存儲器。7.80C51如何確定和改變當前工作寄存器區(qū)？答：在選擇工作寄存器區(qū)時，可通過對特殊功能寄存器中的程序狀態(tài)寄存器PSW的RS1和RS0的狀態(tài)設置，來選擇哪一組工作寄存器作為當前的工作寄存器組。單片機復位時，當前工作寄存器默認為0組。8.位地址和字節(jié)地址如何區(qū)分？位地址00H~7FH與片內(nèi)RAM的字節(jié)地址編址相同，容易混淆。如果存在上述三種情況之一，AT89S52將丟棄中斷查詢結果，將推遲對外部中斷請求的響應。3．中斷響應需要滿足哪些條件？答：一個中斷源的中斷請求被響應，必須滿足以下條件：（1）總中斷允許開關接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。（2）該中斷源發(fā)出中斷請求，即該中斷源對應的中斷請求標志為“1”。（3）該中斷源的中斷允許位=1，即該中斷被允許。（4）無同級或更高級中斷正在被服務。4.簡述中斷初始化過程，中斷服務程序的設計要考慮哪些因素？答:⑴設置堆棧指針SP；⑵定義中斷優(yōu)先級（IP）；⑶選擇外中斷觸發(fā)方式（TCON）；⑷開放相應中斷允許（IE）；⑸安排好等待中斷或中斷發(fā)生前主程序應完成的操作內(nèi)容，如設置計數(shù)器、串行口的有關參數(shù)等。第5章復習內(nèi)容1．定時器/計數(shù)器T1、T0的工作方式2有什么特點？適用于哪些應用場合？答：方式2為初值自動裝入的8位定時器/計數(shù)器，克服了在循環(huán)定時或循環(huán)計數(shù)應用時就存在用指令反復裝入計數(shù)初值影響定時精度的問題。2．THx與TLx（x

=0，1）是普通寄存器還是計數(shù)器？其內(nèi)容可以隨時用指令更改嗎？更改后的新值是立即刷新還是等當前計數(shù)器計滿后才能刷新？答：THx與TLx（x

=

0，1）是計數(shù)器，其內(nèi)容可以隨時用指令更改，但是更改后的新值要等當前計數(shù)器計滿后才能刷新。3．如果系統(tǒng)的晶振的頻率為24MHz，定時器/計數(shù)器工作在方式0、1、2下，其最大定時時間各為多少？答：晶振的頻率為24MHz,機器周期為0.5μs。方式0最大定時時間=0.5μs×213=0.5μs×8192=4096μs方式1最大定時時間=0.5μs×216=0.5μs×65536=327686μs方式2最大定時時間=0.5μs×28=0.5μs×256=128μs4．定時器/計數(shù)器Tx（x=0，1）的方式2有什么特點？適用于哪些應用場合？答：定時器/計數(shù)器的工作方式2具有自動恢復初值的特點，適用于精確定時，例如波特率的產(chǎn)生。5．一個定時器的定時時間有限，如何用兩個定時器的串行定時來實現(xiàn)較長時間的定時？答：方法1，在第一個定時器的中斷程序里關閉本定時器的中斷程序，設置和打開另一個定時器；在另一個定時器的中斷程序中關閉本定時中斷，設置和打開另一個定時器。這種方式的定時時間為兩個定時器定時時間的和。方法2，一個作為定時器，在定時中斷后產(chǎn)生一個外部計數(shù)脈沖（比如由P1.0接產(chǎn)生），另一個定時器工作在計數(shù)方式。這樣兩個定時器的定時時間為一個定時器的定時時間乘以另一個定時器的計數(shù)值。6．當定時器T0用于方式3時，應該如何控制定時器T1的啟動和關閉？答：由TMOD寄存器的D6位“C/T*”來控制定時器T1的啟動和關閉。7．THx與TLx（x=0，1）是普通寄存器還是計數(shù)器？其內(nèi)容可以隨時用指令更改嗎？更改后的新值是立即刷新還是等當前計數(shù)器計滿后才能刷新？答：THx與TLx(x=0,1)是由特殊功能寄存器構成的計數(shù)器，其內(nèi)容可以隨時用指令更改，更改后的新值是立即刷新。但在讀THx、TLx的值時，應該先讀THx值，后讀TLx，再讀THx。若兩次讀得THx相同，則可確定讀得的內(nèi)容正確。若前后兩次讀得的THx有變化，再重復上述過程。第6章復習內(nèi)容四、簡答1．在異步串行通信中，接收方是如何知道發(fā)送方開始發(fā)送數(shù)據(jù)的？答：實質就是如何檢測起始位的開始。當接收方檢測到RXD端從1到0的負跳變時就啟動檢測器，接收的值是3次連續(xù)采樣，取其中2次相同的值，以確認是否是真正的起始位的開始，這樣能較好地消除干擾引起的影響，以保證可靠無誤的開始接受數(shù)據(jù)。2．AT89S51單片機的串行口有幾種工作方式？有幾種幀格式？各種工作方式的波特率如何確定？答：有4種工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3種幀格式，方式2和3具有相同的幀格式；方式0的發(fā)送和接收都以fosc/12為固定波特率，方式1的波特率=2SMOD/32×定時器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD/64×fosc方式3的波特率=2SMOD/32×定時器T1的溢出率假設主機呼叫01H從機，首先呼叫：主機發(fā)送地址幀000000011（TB8=1），此時各從機的SM2位置1，且收到的RB8=1，故激活RI。各從機將接收到的地址與本機地址比較，結果1#機被選中，則其SM2清0；0#、2#機不變。接著進行串行數(shù)據(jù)傳送；主機發(fā)送數(shù)據(jù)幀：××××××××0（TB8=0），此時1#機的SM2=0，RB8=0。則激活RI，而0#，2#機的SM2=1，RB8=0，則不激活RI，然后數(shù)據(jù)進入1#機的接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。2．為什么AT89S52單片機串行口的方式0幀格式?jīng)]有起始位（0）和停止位（1）?答：串行口的方式0為同步移位寄存器輸入輸出方式，常用于外接移位寄存器，以擴展并行I/O口，一般不用于兩個MCS-51之間的串行通信。該方式以fosc/12的固定波特率從低為位到高位發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。第7章復習內(nèi)容2．LED的靜態(tài)顯示方式與動態(tài)顯示方式有何區(qū)別？各有什么優(yōu)缺點？答：靜態(tài)顯示時，欲顯示的數(shù)據(jù)是分開送到每一位LED上的。而動態(tài)顯示則是數(shù)據(jù)是同時送到每一個LED上，再根據(jù)位選線來確定是哪一位LED被顯示。靜態(tài)顯示亮度很高，但口線占用較多。動態(tài)顯示口線占用較少，但是需要編程進行動態(tài)掃描，適合用在顯示位數(shù)較多的場合。第8章復習內(nèi)容1．在AT89S52單片機系統(tǒng)中，外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用16位地址線和8位數(shù)據(jù)線，為何不會發(fā)生沖突？答：因為控制信號線的不同：外擴的RAM芯片既能讀出又能寫入，所以通常都有讀寫控制引腳，記為OE*和WE*。外擴RAM的讀、寫控制引腳分別與AT89S51的RD*和WR*引腳相連。外擴的EPROM在正常使用中只能讀出，不能寫入，故EPROM芯片沒有寫入控制引腳，只有讀出引腳，記為OE*，該引腳與AT89S52單片機的PSEN*相連。第9章復習內(nèi)容1．I/O接口和I/O端口有什么區(qū)別？I/O接口的功能是什么？答：I/O端口簡稱I/O口，常指I/O接口電路中具有端口地址的寄存器或緩沖器。I/O接口是指單片機與外設間的I/O接口芯片；I/O接口功能：(1)實現(xiàn)和不同外設的速度匹配；(2)輸出數(shù)據(jù)緩存；(3)輸入數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖。2．I/O數(shù)據(jù)傳送由哪幾種傳送方式？分別在哪些場合下使用？答：3種傳送方式：(1)同步傳送方式：當外設速度可與單片機速度相比擬時，常常采用同步傳送方式。(2)查詢傳送方式：查詢傳送方式又稱為有條件傳送，也稱異步傳送。單片機通過查詢得知外設準備好后，再進行數(shù)據(jù)傳送。異步傳送的優(yōu)點是通用性好，硬件連線和查詢程序十分簡單，但是效率不高。(3)中斷傳送方式：中斷傳送方式是利用單片機本身的中斷功能和I/O接口的中斷功能來實現(xiàn)I./O數(shù)據(jù)的傳送。單片機只有在外設準備好后，發(fā)出數(shù)據(jù)傳送請求，才中斷主程序，而進入與外設進行數(shù)據(jù)傳送的中斷服務程序，進行數(shù)據(jù)的傳送。中斷服務完成后又返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。因此，中斷方式可大大提高工作效率。3．常用的I/O端口編址有哪兩種方式？它們各有什么特點？AT89S52單片機的I/O端口編址采用的是哪種方式？答：兩種方式。(1)獨立編址：就是I/O地址空間和存儲器地址空間分開編址。優(yōu)點是I/O地址空間和存儲器地址空間相互獨立，界限分明。但卻需要設置一套專門的讀寫I/O的指令和控制信號。(2)統(tǒng)一編址：是把I/O端口的寄存器與數(shù)據(jù)存儲器單元同等對待，統(tǒng)一進行編址。優(yōu)點是不需要專門的I/O指令，直接使用訪問數(shù)據(jù)存儲器的指令進行I/O操作。AT89S52單片機使用的是I/O和外部數(shù)據(jù)存儲器RAM統(tǒng)一編址的方式。4．82C55的“方式控制字”和“PC口按位置位/復位控制字”都可以寫入82C55的同一控制寄存器，82C55是如何來區(qū)分這兩個控制字的？答：82C55通過寫入控制字寄存器的控制字的最高位來進行判斷，最高位為1時，為方式控制字，最高位為0時，為C口按位置位/復位控制字。5．結合圖9-6來說明82C55的PA口在方式1的應答聯(lián)絡輸入方式下的工作過程。答：當外設輸入一個數(shù)據(jù)并送到PA7~PA0上時，輸入設備自動在選通輸入線A向82C55發(fā)送一個低電平選通信號，則把PA7~PA0上輸入的數(shù)據(jù)存入PA口的輸入數(shù)據(jù)緩沖/鎖存器；然后使輸入緩沖器輸出線IBFA變成高電平，以通知輸入設備，82C55的PA口已收到它送來的輸入數(shù)據(jù)。82C55檢測到聯(lián)絡線A由低電平變成了高電平、IBFA為1狀態(tài)和中斷允許觸發(fā)器INTEA為1時，使輸出線INTRA（PC3）變成高電平，向AT89S52發(fā)出中斷請求。（INTEA的狀態(tài)可由用戶通過對PC4的置位/復位來控制。AT89S52響應中斷后，可以通過中斷服務程序從PA口的輸入數(shù)據(jù)緩沖/鎖存器讀取外設發(fā)來的輸入數(shù)據(jù)。當輸入數(shù)據(jù)被CPU讀走后，82C55撤銷INTRA上的中斷請求，并使IBFA變?yōu)榈碗娖?，以通知輸入外設可以送下一個輸入數(shù)據(jù)。第10章復習內(nèi)容1．D/A轉換器的主要性能指標都有哪些？設某DAC為二進制12位，滿量程輸出電壓為5V，試問它的分辨率是多少？答：D／A轉換器的主要技術指標如下：分辨率：D／A轉換器的分辨率指輸入的單位數(shù)字量變化引起的模擬量輸出的變化，是對輸入量變化敏感程度的描述。建立時間：建立時間是描述D／A轉換速度快慢的一個參數(shù)，用于表明轉換速度。其值為從輸入數(shù)字量到輸出達到終位誤差±(1／2)GB(最低有效位)時所需的時間。轉換精度：理想情況下，精度與分辨率基本一致，位數(shù)越多精度越高。嚴格講精度與分辨率并不完全一致。只要