西工大单片机原理及应用复习

单片机原理与应用复习

考试时间：11月28日（周五） 上午10:00-12:00 地点：研究生西馆XB302

一、 考试题型

1、 填空题、选择题、简答题、编程及综合设计题

二、复习要点 基本要点：

1、 单片机指令系统的7种寻址方式。

MOV A，R1 寄存器寻址

ADD A，#05H 立即寻址 MOV A，@R1 寄存器间接寻址 MOV 30H，4AH 直接寻址 MOVC A，@A+DPTR 变址寻址 SJMP LP 相对寻址 MOV 65H, C 位寻址

2、8051单片机的震荡周期、机器周期、指令周期是如何分配的？当晶振频率为12MHZ时，一个机器周期是多少微秒？执行一条最长周期指令需多少时间？

振荡周期：为单片机提供定是信号的震荡源的周期（晶振周期或外加震荡源周期） 机器周期：1个机器周期包含6个状态周期，共12个节拍(S1P1,S1P2?）

指令周期：完成1条指令所占用的全部时间，以机器周期为单位。分为单字节单指令周期，单字双指令周期、双字节双指令周期，乘除法指令是单字节4指令周期。

外界晶振12MHz时，振荡周期为1/12us；状态周期为1/6us；机器周期为1us；指令周期为1~4us。

【例题】：计算延时程序的延时时间

（已知12M晶振，DJNZ为双 周期指令）

DELAY：MOV R6，#100 ； 1微秒 D1： DJNZ R6，D1 ； 2微秒 RET ； 2微秒 由该循环程序可知DJNZ R6 语句被执行了100次 机器周期=12×（1/12）=1微秒

延时时间=1微秒+100*2微秒+ 2微秒=203微秒

3、8051两种低功耗方式的工作特点？由哪个寄存器来控制？

（待机方式、掉点保护方式，由PCON来控制，了解两种低功耗方式的退出方法） 【第二章PPT最后几页】

4、 单片机的工作方式可分为几种。

复位方式（上电自动复位和按键手动复位）。

程序执行方式（可分为连续执行工作方式和单步执行工作方式）。 低功耗的工作方式：可分为空闲方式和掉电保护方式。 5、 单片机的ALE（2个功能）、EA、PSEN引脚功能。

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ALE（Address Latch Enable）：访问外部存储器时，在访问片外程序存储器期间，下降沿用于锁存P0输出的低8位地址。在不访问外部存储器时，ALE端仍以上述不变频率（振荡器频率的1/6），周期性的出现正脉冲信号，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。 EA：（External Access Enable）为片外程序存储器选通端。该引脚为低电平时，选用片外程序存储器，高电平时选用片内程序存储器。

PSEN（Program Store Enable）：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。 6、 8051单片机有几个中断源，几个中断优先级，外部中断的两种触发方式及特点。 MCS-51提供了5个中断源，2个中断优先级控制，可实现2个中断服务嵌套。 这些中断请求信号分别锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON中。

外部中断两种触发方式：低电平有效（CPU可以即时相应外部的中断申请，中断源必须持续请求，一直到中断产生为止；适合于外部中断输入为低电平，且在中断服务程序中能清楚该中断源的申请信号）和下降沿有效（INTx端连续采样到1个周期的高电平和紧接着1个周期的低电平，则TCON寄存器中的IEx就会被置位，并由该标志位请求中断；适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求）。

7、 8051单片机有几个16位定时/计数器，几种工作模式（掌握前三种）。 MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，简称为T0和T1，均是二进制加法计数器。

4种工作模式。【见第五章PPT第8页】 8、 单片机中断与子程序调用主要不同点。

中断服务程序是随即的，而普通子程序是预先安排好的；中断服务子程序以RETI结束，而一般子程序以RET结束。RETI除了将断点弹回PC动作外，还要清楚对应的中断优先标志位，以便新的中断请求能被响应。

9、 字符型液晶显示模块RT-1602C的三个控制信号（RS、RW、E），在写下一条命令时，

必须查询（忙标志信号）是否空闲。 10、8051单片机芯片内部包含那些主要逻辑功能部件？

（1）一个8位微处理器CPU。

（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 （3）内部程序存储器ROM。

（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。

（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。

（6）一个串行端口，用于数据的串行通信

11、简述8051单片机中断响应过程，与中断系统相关的特殊功能寄存器是那些。外部中断

有哪两种触发方式？ 定时器控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON、中断允许控制寄存器IE、中断优先级控制寄存器IP。

两种触发方式：低电平，负跳变。

12、8051单片机的PC、DPTR和SP各有什么用处?

数据指针DPTR是16位的专用寄存器，是间址寄存器，访问程序存储器和片外数据寄存器。 堆栈指针SP（Stack Pointer）

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堆栈是一种数据结构，是内部RAM的一段区域。堆栈存取数据的原则是“后进先出”。堆栈指针SP是一个8位寄存器，用于指示堆栈的栈顶。堆栈主要是为子程序的调用和中断操作而设立的。

PC是程序计数器（program counter），用于存放下一条将要执行的指令地址，是一个16位专用寄存器，不能通过mov指令来操作。执行一条指令时，根据PC中存放的指令地址，将指令取出送到指令寄存器中，此过程叫做“取指令”。与此同时，PC中的地址编制的程序进行自动加1跳转操作，得到吓一跳指令的地址。依次循环。 13、单片机应用系统矩阵式键盘是如何识别按键的？

键盘的行线Y0～Y3通过电阻接+5V，当键盘上没有键闭合时，所有的扫描线和回送线都断开，无论扫描线处于何种状态，回送线都呈高电平。当键盘上某一键闭合时，则该键所对应的扫描线和回送线被短路，可以确定，变为低电平的回送线与扫描线相交处的键闭合。

14、单片机的MOV、MOVC、MOVX指令各适用于哪些存储空间? 请举例说明。 Mov：内部数据存储器间的传送（mov a，#data） Movc：程序存储器间的传送（movc a，@a+pc） Movx：外部数据存储器间的传送（movx @dptr，a）

15、 8051单片机的存储器在结构上有何特点?在物理上和逻辑上各有哪几种地址空间?

80C51 单片机的存储器结构采用的是哈佛Harvard结构，即将程序存储器、数据存储器 含 I/O 接口分开来编址的结构。逻辑上有三个逻辑空间片内 RAM 空间：00H～FFH、 片内外统一编址的 ROM 空间：0000H～FFFFH、片外 RAM 空间：0000H～FFFFH；物 理上分为片内和片外程序存储器ROM、片内和片外数据存储器RAM。片内 RAM 使 用 MOV 指令访问；片外 RAM 使用 MOVX 的指令访问。

16、简述8051单片机内部四个并行I/O口的特点和作用？

P0口：既可作为地址/数据总线口，又可作为准双向通用I/O口。 P1口：它只能作准双向通用I/O口。

P2口：可作准双向I/O口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。 P3口：可作准双向I/O口，还可以将每一位用于第二功能

17、LED数码管按其内部电路连接方式可分为哪两种结构？ 数码管显示模块根据公共端的连接方式，可以分为共阴极数码管（将所有发光二极管的阴极连在一起）和共阳极数码管（将所有发光二极管的阳极连在一起）。单片机系统扩展LED数码管时多用共阳LED。共阳数码管每个段笔画是用低电平(“0”)点亮的，要求驱动功率很小；而共阴数码管段笔画是用高电平(“1”)点亮的，要求驱动功率较大。

18、8051单片机P0口用作I/O口使用时，为何必须外接上拉电阻、当读取外部引脚信号时，

为何必须首先向端口输高电平。

从上图中大家可以看到，如果没接上拉电阻，输出端是无法输出高电平的。

当P0口作输入口使用时，它是准双向口。其特点是在输入数据时，应先把端口输出锁存器置1，使输出端的两个场效应管T1、T2均截止，引脚处于悬浮状态，才可作高阻输入。因为，从P0口引脚输入数据时，T1一直处于截止状态，引脚上的外部信号既加在三态缓冲器的输入端，又加在T2的漏极。假定在此之前曾输出锁存过数据0，则T2是导通的，这样引脚上的电位就始终被箝位在低电平，使输入高电平无法读入。因此，

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在输入数据时，应人为地先向口写1，使T1、T2均截止，方可高阻输入。所以说P0口作为通用I/O口使用时，是准双向口。

19、8051单片机存储器的最大特点是（程序存储器和数据存储器分开编址），4个并行输出

口的地址与（数据）存储器统一编址。

20、定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？作计

数时，对外界计数频率有何限制？

定时/计数器作定时时，其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12分频后提供。定时时间与时钟频率和定时初值有关。外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24。）

21、单片机应用系统非编码键盘的连接方式可分为有哪两种？ 独立连接式键盘；矩阵链接式键盘

22、若要系统处于正常复位状态，对RST引脚有什么要求？

23、单片机应用系统设计有哪些抗干扰措措施？ 硬件方面：

（1） 抑制电源噪声的措施：

? 采用带屏蔽层的电源变压器，并且添加电源低通滤波器。

? 系统的数字电路、模拟电路的布线尽量分开，数字地和模拟地应一点相连，各

供电电源要有良好的去耦电路。

（2） 抑制I/O通道干扰的措施：

? 采用光电隔离：其优点是能有效地抑制尖峰脉冲及各种噪声干扰，从而使过程

通道上的信噪比大大提高。

? 采用双绞线传输：双绞线能使各个小环路的电磁感应干抗相互抵消。

软件方面：

? 在单片机应用系统中添加看门狗定时器，当程序进入“死机”或“死循环”时间超过设定时间则产生复位。

? 在程序中设置软件“陷阱”，当程序“跑飞”时．能掉入“陷讲”而自动跳出。 软件陷阱：指将捕获的“跑飞”程序引向复位入口地址0000H的指令。 ? 采用软件数字滤波。 24、单片机控制直流电机正反转常用那些方法？

双极性输出；H桥输出。

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25、DS18B20数字温度传感器采用的是什么总线协议方式。有何特点？

DS18B20是一个单总线（1－Wire）数字测温芯片，采用单总线，可将单片机的地址线、信号线、控制线综合在1个端口就能实现双向串行通讯。 三、编程及综合设计题

1、有一生产流水线，流水线上通过的工件经光电转换电路产生计数脉冲，脉冲整形后送入T0端，要求每生产100个工件，向P1.0发出一包装命令正脉冲，包装成一箱。 (1) 写出T0计数器的方式控制字，计算T0计数器初值； (2) 编写程序完成此功能。 【第五章课堂练习】

2、 设单片机晶振频率为12 MHz，使用定时器T0以方式1产生周期2ms等宽正方波连

续脉冲，并由P1．0输出，以中断方式完成。

要求：1、写出定时器T0的方式控制字，T0定时器初值计算； 2、试编写程序完成此功能。 【PPT第五章13页】

3、端口按键识别（要求会设计硬件电路、会编程）

4、设计一个八路跑马灯实验，通过外部中断1控制八盏等循环点亮，外部中断采用边沿触

发方式。 要求： 1、 画出硬件电路图；

3、 编程实现八路跑马灯控制。

【PPT第二章12页】

5、 单片机与ADC0809的接口电路及编程

? 了解74LS74、74LS373集成芯片及ALE信号的在电路中的作用；

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? 会编程实现多路数据采集。

6、单片机与DAC0832的接口电路及编程 a) 了解运算放大器在电路中的作用，电路连接采用双缓冲方式还是单缓冲方式；采用

双缓冲方式有何用途。

b) DPTR是7FFFH时，执行“MOVX @DPTR，A” 指令，哪些引脚输出低电平； c) 能编写输方波、三角波、梯形波和正弦波程序。

【】 7、会分析矩阵式键盘读取键值程序（C51程序）。 【第6章第8页】

8、单片机中断源的扩充应用实例。

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? 会编程实现多路数据采集。

6、单片机与DAC0832的接口电路及编程 a) 了解运算放大器在电路中的作用，电路连接采用双缓冲方式还是单缓冲方式；采用

双缓冲方式有何用途。

b) DPTR是7FFFH时，执行“MOVX @DPTR，A” 指令，哪些引脚输出低电平； c) 能编写输方波、三角波、梯形波和正弦波程序。

【】 7、会分析矩阵式键盘读取键值程序（C51程序）。 【第6章第8页】

8、单片机中断源的扩充应用实例。

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