《单片机原理与嵌入式设计-习题及答案ch02.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与嵌入式设计-习题及答案ch02.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二章 硬件基础知识介绍一、运算器的功能是什么，运算器由几部分构成以及各部分的功能。运算器的功能是：对数据进行算术运算和逻辑运算。运算器由算术逻辑运算部件ALU、累加器ACC、程序状态字寄存器psw和两个暂存器 等组成。各部分主要功能如下。算术逻辑运算部件ALU.ALU由加法器和其他逻辑电路组成。ALU主要用于对数据 进行算术和逻辑运算，运算的结果一般送回累加器ACC,而运算结果的状态信息送至程序 状态字寄存器PSWo累加器ACC.ACC是一个8位寄存器，指令助记符可简写为“A，它是CPU工作时 最繁忙、最活跃的一个寄存器。CPU的大多数指令都要通过累加器“A”与其他部件交换信 息。ACC常用
2、于存放使用次数高的操作数或中间结果。累加器的进位位Cy（位于程序状态 字寄存器PSW中）是特殊的，因为它同时又是位处理器的位累加器。程序状态字寄存器PSW。PSW是一个8位寄存器，用于寄存当前指令执行后的某些 状态信息，即反映指令执行结果的一些特征，供某些指令（如控制类指令）查询和判断，不同 的特征用不同的状态标志来表示。二、请简单描述控制器的任务以及它的几种工作方式。控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单 片机各部分能自动、协调地工作。程序计数器PC的基本工作方式有如下几种。最基本的工作方式：程序计数器自动加1。执行转移指令时，程序计数器将被置入新的数值
3、，从而使程序的流向发生变化。在执行调用子程序指令或响应中断时，单片机自动完成如下操作：将PC的现行值即断点地址送入堆栈。将子程序的入口地址或中断向量的地址送入PC,程序流向子程序或中断程序，CPU 开始执行子程序或中断子程序。子程序或中断子程序执行完，当遇到子程序调用返回或中断 函数返回时，将堆栈的断点值弹回到程序计数器PC中，程序的流程又返回原来的地方，继 续执行主程序。三、什么是时钟周期、机器周期、指令周期。（1）振荡周期与状态。振荡周期又称时钟周期，是单片机提供定时的时钟源周期。时钟周期是单片机中最基本、 最小的时间单位，等于振荡频率be的倒数。时钟脉冲经过二分频后得到单片机的状态周期
4、（记作S）,每个状态周期分为两个节拍Pl和P2。（2）机器周期。执行一条指令的过程可分为若干个阶段，每个阶段完成一个规定的操作，完成一一个基 本操作所需要的时间称为一个机器周期。(3)指令周期。指令周期定义为执行一条指令所用的时间。按指令周期所占机器周期的个数，可以将指 令分为单周期指令、双周期指令和四周期指令。指令周期的长短决定了单片机执行该指令的 速度，所含周期越少，指令的执行速度越快。四、请阐述电阻的工作原理以及电阻的分类。阻值是描述导体导电性能的物理量，用R表示，单位为欧姆(Q)。阻值由导体两端的电 压U与通过导体的电流I的比值来定义，即：R工I所以，当导体两端的电压一定时，阻值越大，
5、通过的电流就越小；反之，阻值越小，通 过的电流就越大。因此，阻值的大小可以用来衡量导体对电流阻碍作用的强弱，即导电性能 的好坏。电阻的阻值与导体的材料、形状、体积及周围环境等因素有关。电阻率是描述导体导电性能的参数。对于由某种材料制成的柱形均匀导体，其阻值R 与长度L成正比，与横截面积S成反比，即：R = pS2 .电阻的分类(1)按伏安特性分类。对于大多数导体来说，在一定的温度下，其阻值几乎维持不变而为一定值，这类电阻称 为线性电阻。有些材料的阻值明显地随着电流(或电压)而变化，其伏安特性是一条曲线，这 类电阻称为非线性电阻。非线性电阻在某一给定的电压(或电流)作用下，电压与电流的比值 为在
6、该工作点下的静态电阻，伏安特性曲线上的斜率为动态电阻。表达非线性电阻特性的方 式比较复杂，但这些非线性关系在电子电路中得到了广泛的应用。(2)按材料分类绕线电阻碳合成电阻碳膜电阻金属膜电阻金属氧化膜电阻(3)按用途分类，有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。(4)特殊功能电阻。保险电阻敏感电阻(5)按封装分类，有直插电阻、贴片电阻等。贴片电阻体积相对较小，已成为主流。五、结合电容的性质请列举出电容的分类以及电容的分类。(1)电容的分类。电容由两个金属极中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料不同，所构成的电容种 类也有所不同。按结构可分为固定电容、可变电容、微调电容。按介质材料
7、可分为气体介质电容、液体介质电容、无机固体介质电容、有机固体介质 电容、电解电容。按极性分为有极性电容和无极性电容。按用途分为高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容。按制造材料的不同可以分为瓷介电容、涤纶电容、电解电容、留电容，还有先进的聚 丙烯电容等。按封装分为直插电容、贴片电容。贴片电容体积相对较小，分布参数也相对较小，常 用于对体积有要求与抗干扰的场合。(2)电容的选择。选择电容时要考虑的因素：电容值；额定耐压；电容值误差；直流偏压下的电 容量变化量；噪声等级；电容的类型；电容的规格。六、请列举出二极管的分类以及二极管相关的参数。按材料划分，二极管可分为错(Ge)二
8、极管和硅(Si)二极管。按用途划分，二极管可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离 二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管等。按照管芯结构，二极管可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。几种基本参数：(1)最大整流电流Ip(2)最高反向工作电压Uam(3)反向电流1am(4)动态电阻Ra(5)最高工作频率fmax(6)电压温度系数auz七、结合三极管的作用分析三极管功能。三极管的电流放大作用实际上是利用基极电流的微小变化去控制集电极电流的巨大变 化,但在实际使用中常常通过电阻将三极管的电流放大作用转变为电压放大作用或开关作用。三极管的放大作用可描述为：
9、集电极电流ic受基极电流ib的控制，并且基极电流很小的 变化会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系一集电极电流的变化量是基 极电流变化量的B倍，即电流变化被放大了 B倍，一般把8称为三极管的放大倍数(8一般 远大于L如几十、几百)。将一个变化的小信号加到基极和发射极之间，就会引起基极电 流站的变化，ib的变化被放大后，导致了 ic很大的变化。如果集电极电流ic是流过一一个电 阻R的，那么将这个电阻上的电压取出，即得到放大后的电压信号。八、请写出场效应管的特点。(1)场效应管是电压控制型器件，可以通过栅极电压来控制漏极电流，使得驱动电路十 分简单。(2)场效应管的控制输入端电流极小
10、，因此它的输入电阻(10710“ Q)很大。(3)它是利用多数载流子导电的，因此其温度稳定性较好。(4)它组成的放大电路的电压放大系数要小于三极管组成的放大电路的电压放大系数。(5)场效应管的抗辐射能力强。(6)由于它不存在杂乱运动的电子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。(7)驱动功率小，开关速度快，工作频率高。九、根据继电器的原理继电器可以分为哪几类，继电器的三种触点形式是什么。按照继电器的工作原理可以将继电器分为电磁继电器、固态继电器、温度继电器、光继 电器、时间继电器、高频继电器和极化继电器等。继电器的触点有三种基本形式。(1)常开型：线圈不通电时两个触点是断开的，通电后，两个触点闭合。(
11、2)常闭型：线圈不通电时两个触点是闭合的，通电后，两个触点断开。(3)转换型：这种触点组共有三个触点，中间是动触点，上下各有一个静触点。线圈不 通电时，动触点和其中一个静触点断开，和另一个静触点闭合：线圈通电后，动触点移动, 使原来断开的变成闭合状态，原来闭合的变成断开状态，达到转换的目的。十、数字电路中最基本的逻辑关系有哪些？数字电路中最基本的逻辑关系是与、或、非，对应的最基本的逻辑门是与门、或门和非 门。1. “与”逻辑“与”逻辑：只有当决定某一事件的全部条件都具备之后，事件才会发生，否则事件就 不发生的一种因果关系。2. “或”逻辑“或”逻辑：决定某事件的诸条件里，只要有一个或一个以上的条件满足，该事件就会 发生；只有当所有条件都不满足时，该事件才不发生的一种因果关系。3. “非”逻辑“非”逻辑：决定某事件的唯一条件不满足时，事件就会发生；而条件满足时，该事件 反而不发生的一种因果关系。