2022年单片机技术考核说明.doc

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1、单片机技术考核说明责任老师：赵珩君单片机技术课程是一门在当今计算机领域中开展较快，用处十分广泛的计算机专业应用性技术课程。在教学过程中，要按照教学大纲规定，关于但凡在课程中要求掌握的知识点，均要求同学能够全面、深化地掌握所学内容，并能够举一反三，纯熟处理相关咨询题。要求同学掌握的内容也是课程考试的主要内容。关于同学要理解的知识点，为课程的一般内容，要求同学能够理解所学习的内容，对所涉及的内容能够进展简单的分析和推断。关于本课程的次要内容要求学员能够加以理解，在这部分内容中所涉及的都是一些根本概念和简单表达，明白了就行，没有进一步深化和拓展的要求。 各章节的详细要求为：第一章 单片机概述本章为理

2、解内容。理解：单片机的概念，单片机的特点、开展概况及应用领域，典型单片机系列的根本情况。留意相关概念之间的联络和区别。第二章 单片机芯片的硬件构造本章介绍的是MCS-51单片机的内部邮件构造，包括运算电路构造、操纵电路构造和存储器构造等，它们是集成在一个芯片上的单片机硬件资源，构成了一个简单的计算机系统，因而在学习中应当从计算机系统的观点出发进展理解。这一章节是学习单片机的根底，也是学习单片机技术课程的重点章节。 掌握内容单片机系统构造单片机是由运算器、操纵器、存储器、输入设备以及输出设备共五个根本部分组成的。单片机是把包括运算器、操纵器、少量的存储器、最根本的输入输出口电路、串行口电路、中断

3、和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。通过对MCS-51单片机的系统逻辑构造图的学习来（书图2-1）掌握单片机的内部系统构造。MCS-51单片机芯片内部逻辑构造通过MCS-51单片机内部的逻辑构造图（书图2-2）掌握单片机内部的逻辑构造及各个部件的功能与特点。即：中央处理器（CPU）、内部数据存储器、内部程序存储器、定时器/计数器、并行I/O口、串行口、中断操纵系统、时钟电路、位处理器、总线。MCS-51单片机的内部存储器MCS-51单片机芯片内部有数据存储器和程序存储器两类存储器，即所谓的内部RAM和内部ROM。同学重点要掌握内部数据存储器的构造、用处、地址分配和使用特点。一是内部数据存

4、储器的低128单元，它包括了存放器区、位寻址区、用户RAM区，要掌握这些单元的地址分配、作用等。二是内部数据存储器高128单元，这是为专用存放器提供的，地址范围为80HFFH。所谓专用存放器是区别于通用存放器而言的，即这些存放器的功能或用处已作了专门的规定，用于存放单片机相应部件的操纵命令、状态或数据等。在这些专用存放器中，重点要掌握以下存放器的使用： 程序计数器、累加器A、B存放器、程序状态字（PSW）、数据指针（DPTR）。MCS-51的堆栈操作：堆栈是计算机的重要概念，要掌握以下几方面：1. 堆栈的功用2. 堆栈的设置3. 堆栈指示器4. 堆栈使用方式内部程序存储器80C51芯片内有4K

5、 ROM存储单元，其地址为0000H0FFFH，这确实是我们所说的内部程序存储器（或简称“内部ROM”）。不管是片内或是片外存储器（关于无片内ROM的单片机），在程序存储器中有一组特别的保存单元0000H002AH，使用时应特别留意。 系统的启动单元：0000H0002H五个中断源的中断地址区：0003H002AH0003H000AH 外部中断0中断地址区000BH0012H 定时器/计数器0中断地址区0013H001AH 外部中断1中断地址区001BH0022H 定时器/计数器1中断地址区0023H002AH 串行中断地址区中断响应后，系统能按中断品种，自动转到各中断区的首地址去执行程序。因

6、而在中断地址区中本应存放中断效劳程序。但通常情况下，8个单元难以存下一个完好的中断效劳程序，因而一般也是从中断地址区首地址开场存放一条无条件转移指令，以便中断响应后，通过中断地址区，再转到中断效劳程序的实际入口地址去。 MCS-51单片机系统的存储器构造特点单片机的存储器构造有两个重要的特点：一是把数据存储器和程序存储器截然分开，二是存储器有内外之分。总的来说，由芯片内存储器和芯片外扩展存储器构成了单片机应用系统的整个存储器系统。其构造和存储空间分配如书图2-4所示。关于这一节，要掌握MCS-51单片机的四个物理空间（片内RAM、片内ROM、片外RAM、片外ROM），三个独立的逻辑空间（片内R

7、AM空间：00HFFH、片内外统一编址的ROM空间：0000HFFFFH、片外RAM空间：0000HFFFFH）的概念。MCS-51单片机并行输入/输出口电路单片机芯片内还有一项重要内容确实是并行I/O口电路。MCS-51共有四个8位的并行双向I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3，实际上它们已被归入专用存放器之列。这四个口除了按字节寻址之外，还能够按位寻址，四个口合在一起共有32位。在单片机中，口是一个集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁存等多项功能于一体的I/O电路。MCS-51的四个口在电路构造上是根本一样的，但它们又各具特点，因而在功能和使用上各口之间有一定的差异。在学习中必需要掌握各个

8、口的用处。需要说明的是，尽管在大纲中将MCS-51单片机的引脚内容列为理解内容，这只是说，同学们不必去死记引脚的顺序及部分引脚的定义，但是，关于一些重要的引脚的功能和使用方法依然要求同学掌握的，如数据引脚和地址引脚P0口和P2口以及操纵信号：如RD、WR、PSEN、EA等。理解内容MCS-51单片机时钟电路与时序时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身确实是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号操纵下严格地按时序进展工作。而时序所研究的则是指令执行中各信号之间的互相时间关系。要理解时钟电路的产生与作用，能依照外部所参加的晶体的振荡频率计算时序的

9、定时单位。1. MCS-51的外部晶体的振荡频率范围：1.2MHz12MHz，2. MCS-51时序的定时单位共有4个，依次是：拍节、状态、机器周期和指令周期。第三章 MCS-51单片机指令系统本章介绍的是单片机的指令系统，包括指令的寻址方式、指令分类介绍。这一章节是单片机指令系统的学习根底。掌握内容MCS-51单片机指令的寻址方式掌握指令的7种寻址方式的作用以及不同寻址方式所查询的存储空间及范围，关于常用的指令，能够给出指令的寻址方式。1. 存放器寻址方式存放器寻址方式的寻址范围包括： 存放器寻址的主要对象是通用存放器，共有四组共32个通用存放器，但存放器寻址只能使用当前存放器组，因而指令中

10、的存放器名称只能是R0R7。在使用本指令前，有时需通过对PSW中RS1、RS0位的状态设置，来进展当前存放器组的选择。 部分专用存放器。例如累加器A、B存放器对以及数据指针DPTR等。2. 直截了当寻址方式指令中操作数直截了当以单元地址的方式给出，就称之为直截了当寻址。例如指令： MOV A, 3AH 3. 存放器间接寻址方式存放器寻址方式，存放器中存放的是操作数，而存放器间接寻址方式，存放器中存放的则是操作数的地址，即操作数是通过存放器间接得到的，因而称之为存放器间接寻址。4. 立即寻址方式所谓立即寻址确实是操作数在指令中直截了当给出。为了与直截了当寻址指令中的直截了当地址相区别，在立即数前

11、面加“”标志。5. 变址寻址方式变址寻址是为了访咨询程序存储器中的数据表格。MCS-51的变址寻址是以DPTR或PC作基址存放器，以累加器A作变址存放器，并以两者内容相加构成的16位地址作为操作数地址，以到达访咨询数据表格的目的。留意A 中的数为无符号数。6. 位寻址方式MCS-51有位处理功能，能够对数据位进展操作，因而就有相应的位寻址方式。位寻址指令中能够直截了当使用位地址。7. 相对寻址方式相对寻址方式是为处理程序转移而专门设置的，为转移指令所采纳。在相对寻址的转移指令中，给出了地址偏移量（在MCS-51指令系统中以“rel”表示），把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。但

12、这里的PC当前值是指执行完该转移指令后的PC值，即转移指令的PC值加上它的字节数。因而转移的目的地址可用如下公式表示：目的地址转移指令地址转移指令字节数rel偏移量rel是一个带符号的8位二进制补码数。所能表示的数的范围是-128+127，因而相对转移是以转移指令所在地址为基点，向前最大可转移（127转移指令字节数）个单元地址，向后最大可转移（128转移指令字节数）个单元地址。关于偏移量的计算，大多可通过编译程序进展计算，在此，不要求同学计算偏移量。掌握常用指令的使用，理解一般指令的使用：关于常用指令，要掌握指令格式，理解指令的用处，并能正确选择指令进展简单程序的编制。常用指令一般包括：数据传

13、送类指令（29条）算术运算类指令（24条）逻辑运算及移位类指令（24条）操纵转移类指令（17条）位操作类指令（17条）例题：1. 说明以下指令中源操作数采纳的寻址方式。MOV R5，R7 答案：存放器寻址方式MOV A，55H 直截了当寻址方式MOV A，55H 立即寻址方式JMP A+DPTR 变址寻址方式MOV 30H，C 位寻址方式MOV A，R0 间接寻址方式MOVX A,R0 间接寻址方式第四章 MCS-51汇编语言程序设计掌握内容汇编语言的特点及其语句格式1. 汇编语言的特点汇编语言有如下特点： 助记符指令和机器指令一一对应，因而用汇编语言编写的程序效率高，占用存储空间小，运转速度

14、快，因而汇编语言能编写出最优化的程序。 使用汇编语言编程比使用高级语言困难。由于汇编语言是面向计算机的，汇编语言的程序设计人员必须对计算机硬件有相当深化的理解。 汇编语言能直截了当访咨询存储器及接口电路，也能处理中断，因而汇编语言程序能直截了当收理和操纵硬件设备。 汇编语言缺乏通用性，程序不易移植，各种计算机都有本人的汇编语言，不同计算机的汇编语言之间不能通用。 2. 汇编语言的语句格式MCS-51汇编语言的语句格式表示如下：标号：操作码操作数；注释即一条汇编语句是由标号、操作码、操作数和注释四个部分所组成，其中方括号括起来的是可选择部分，可有可无，视需要而定。编程：通过本章的学习，同学应能够

15、正确使用指令系统中的常用指令，按照MCS-51单片机汇编语言指令格式设计一些简单的程序，如：无符号16位以内数据的加、减、乘、除及二转十、十转二、ASCII转换、数据的片内片外传送等简单程序。第五章单片机的中断与定时系统 中断是一项重要的计算机技术，采纳中断技术能够使多项任务共享一个资源，因而中断技术本质上确实是一种资源共享技术。 掌握内容 中断源 MCS-51是一个多中断源的单片机，以8OC51为例，有三类共五个中断源，分别是外部中断两个，定时中断两个和串行中断一个。 1外中断 外中断是由外部缘故引起的，共有两个中断源，即外部中断0和外部中断1。它们的中断恳求信号分别由引脚INT0和INT1

16、引人。 外部中断恳求有两种信号方式，即电平方式和脉冲方式可通过有关操纵位进展定义。 2定时中断 定时中断是为满足定时或计数的需要而设置的。为此在单片机芯片内部有两个定时器/计数器，以对其中的计数构造进展计数的方法，来实现定时或计数功能。当计数构造发生计数溢出时，即说明定时时间到或计数值已满，这时就以计数溢出信号作为中断恳求，去置位一个溢出标志位，作为单片机接受中断恳求的标志。由于这种中断恳求是在单片机芯片内部发生的，因而无需在芯片上设置引人端。 3串行中断串行中断是为串行数据传送的需要而设置的。每当串行口接收或发送完一组串行数据时，就产生一个中断恳求。由于串行中断恳求也是在单片机芯片内部自动发

17、生的，因而同样不需在芯片上设置引人端。 中断操纵 这里所说的中断操纵是指提供应用户使用的中断操纵手段，实际上确实是一些专用存放器。在MCS-51单片机中，用于此目的的操纵存放器共有四个，即定时器操纵存放器、中断同意操纵存放器、中断优先操纵存放器以及串行口操纵存放器。1定时器操纵存放器（TCON） 该存放器用于保存外部中断恳求和以及定时器的计数溢出。存放器地址88H，位地址SFH88H。2中断同意操纵存放器（IE）存放器地址A8H，位地址AFHA8H3中断优先级操纵存放器（IP） MCS-51的中断优先级操纵只定义了高、低两个优先级。各中断源的优先级由优先存放器（IP）进展设定。IP存放器地址B

18、8H，位地址为BFHB8H 中断响应 中断响应确实是对中断源提出的中断恳求的接受，是在中断查询之后进展的，当查询到有效的中断恳求时，紧接着就进展中断响应。中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指令LCALL。其格式为LCALL addr16，这里的addr16确实是程序存储器中断区中相应中断的人口地址。在MCS-51单片机中，这些入口地址已由系统设定。例如，关于外部中断0的响应，产生的长调用指令为： LCALL 0003H 生成LCALL指令后，紧接着就由CPU执行。首先将程序计数器PC的内容压入堆栈以保护断点，再将中断入口地址装人PC，使程序执行转向相应的中断区入口地址。但由于各中断区

19、只有8个单元。一般情况下难以安排下一个完好的中断效劳程序。因而通常总是在各中断区入口地址处放置一条无条件转移指令，使程序执行转向在其它地址存放的中断效劳程序。 中断运回 MCS-51单片机的定时器计数器，分别称定时器计数器0和定时器计数器1。它们都是十六位加法计数构造。 1计数功能 所谓计数是指对外部事件进展计数。外部事件的发生以输入脉冲表示因而计数功能的本质确实是对外来脉冲进展计数。MCS-51芯片有T0（P34）和T1（P3。）两个信号引脚，分别是这两个计数器的计数输人端。外部输入的脉冲在负跳变时有效，进展计数器加1（加法计数）。 2定时功能 定时功能也是通过计数器的计数来实现的，不过如今

20、的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲。也确实是每个机器周期计数器加 1。由于一个机器周期等于 12个振荡脉冲周期，因而计数额率为振荡频率的 112。定时器计数器的操纵存放器 与定时器八十数器应用有关的操纵存放器有： 1定时器操纵存放器（TCON） 2工作方式操纵存放器（TMOD）3中断同意操纵存放器（IE） MCS51的定时器计数器共有四种工作方式1 1 定时工作方式02 2 定时工作方式13 3 定时工作方式24 4 定时工作方式3理解内容定时器计数器的综合应用合数十进制调数分数第六章单片机系统扩展 在本章的学习过程中，应掌握单片机的扩展方法，即利用存储器地址分配原理扩

21、展包括存储器、IO口的方法。掌握8279、0832、0809等专用芯片的构造原理及与单片机的接口技术。理解一些常用的扩展器件，如程序存储器、数据存储器、常用的TTL器件、LED、键盘以及常用的专用器件8255和8279 A/D、D/A转换器件的工作原理，理解串行接口的扩展原理及应用。 掌握内容 1单片机扩展中的地址译码技术 线选法 线选法一般用于扩展少量的片外存储器和IO接口芯片。 所谓线选法通常是将单片机的高8位地址线A8A15中的某几根与外部接口芯片的选通端一一相连，当该地址线为“0”时（关于“0”选通有效的外部芯片而言），与该地址线相连接的外部芯片被选通。 例题：教材中图63为线选法连接

22、原理示意图，要清晰教材中表6-1各芯片地址的计算 全地址译码法 关于一些要求外部RAM容量较大、外扩芯片数量较多的应用系统，需要的片选信号往往多于单片机可利用的高位地址线，因而，就无法使用线选法来扩展外围芯片了。这时，常常采纳全地址译码法来进展。所谓全地址译码法，是通过译码电路对单片机可利用的高位地址线进展译码，以得到较多的片选信号。 2存储器扩展 存储器是单片机系统中使用最多的外扩芯片，对MCS51单片机而言，由于程序存储器与数据存储器空间在物理空间上的各自独立性，使得两者的扩展方法略有不同。 程序存储器（EPROM）扩展 数据存储器（RAM）扩展 3单片机应用系统中的 IO口扩展技术4、8

23、255A可编程并行I/O扩展接口5、8279键盘、显示接口6、D/A和A/D转换器第七章单片机应用系统设计 在本章的学习过程中，应主要理解并初步掌握单片机应用系统的设计，即如何规划单片机应用系统软、硬件之间的关系，如何合理地选择外部扩展器件，合理地分配单片机资源等。掌握内容 1单片机应用系统的构成：是指以单片机为核心，通过扩展相关的外围电路所构成的用于测量外界物理信号并操纵相应器件工作的硬件系统，以及能对硬件系统进展合理操作与操纵的应用程序。两者的结合使得应用系统能完成某些特定的功能。 2单片机应用系统范围：包括了工业过程操纵系统、数据采集系统、智能仪器仪表以及其它采纳单片机操纵的电子设备。

24、3单片机应用系统设计特点：一个重要特点是硬件设计与程序设计根本上是同步进展的，软件与硬件之间有着亲密的联络。因而，一名优秀的单片机应用系统设计者，必须对单片机的软、硬件有较全面的理解和掌握。4根本单片机应用系统的硬件构成：分析其硬件构造，主要是由信号输人通道、根本单片机系统、人机对话通道以及信号输出操纵通道等几部分组成的，依照单片机测控系统使用场合的不同，对这几部分的要求可能有繁有简，由此，能够将包含有以上各部分的单片机测控系统视为一个典型的单片机应用系统。第八章INTEL16位单片机MCS96 作为一种专门的单片机，MCS96的内容特别多，限于学时，关于要求同学掌握的内容，可限于各部分的根本

25、概念，无须作深化理解。 掌握内容 MCS-96单片机的内部硬件构造 理解MCS-96的根本构成，如教材中图81各部件的根本作用。 中断子系统：理解其中断源，如何开、关中断。 定时子系统：三种定时器的工作原理、作用等。指令系统的特点和如 MOV等典型指令的使用。模 拟 题一、 名词解释： 1、 单片机：2、 CPU总线：二、填空题：1、MCS51内部逻辑单元有： 、 、 、定时器/计数器、 、串行口、 、 、位处理器、 。2、堆栈主要是为 和 而设立。功能有两个： 和。3、MCS51存储器有两个重要特点：；三、单项选择1、对程序计数器PC的操作（ ）A 是自动进展的 B 通过传递进展的C 通过加

26、一指令进展的 D 通过减一指令进展的2、外中断初始化的内容不包括（ ）A 设置中断响应方式 B 设置外中断同意C 设置中断总同意 D 设置中断方式3、在MCS51单片机中以下表达正确的选项（ ）A 具有独立的专用的地址线 B 由P0口和P1口的口线作地址线C 由P0口和P2口的口线作地址线 D 由P2口和P1口的口线作地址线四、简答1、假定已把PSW的内容压栈，在执行如下指令：MOV R0 ，SPORL R0 , #38HPOP PSW实现的功能是什么？（提示：PWS.0PSW.7）五、程序设计把内部RAM中起始地址为data的数据串传送到外部RAM以buffer为首地址的区域。直到发觉“回车

27、符（0DH）”为止。同时规定数据串的最大长度为64个字节。参 考 答 案一、名词解释： 1、单片机： 把CPU、RAM、ROM、中断系统、定时器/计数器以及I/O口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。2、CPU总线：可分为数据总线、地址总线、信号操纵总线，是单片机内部各硬件信息传输的通道。二、填空题：1、 CPU、内部RAM、内部ROM、并行I/O口、中断操纵系统、时钟电路、总线。2、子程序调用，中断操作，保护断点，保护现场。3、把数据存储器和程序存储器截然分开；存储器有内外之分。三、单项选择A A C四、简答1、 修正PSW的内容，使PSW.5,PSW.4,PSW.3三位均为1五、程序设计MOV R0 , #dataMOV DPTR , #bufferMOV R1 , #20H LOOP: MOV A , R0 SUBB A , #24H JZ LOOP INC DPTR MOVX DPTR , A DJNZ R1 , LOOP LOOP1: RET