单片机基础知识飞翔电子技术 2003-11-04 单片机的组成 单片机要自动完成计算,它应该具有哪些最重要的部分呢?我们以打算盘为例计算一道算术题。
例:36+163*156-166÷34。现在要进行运算,首先需要一把算盘,其次是纸和笔。
我们把要计算的问题记录下来,然后第一步先算163*156,把它与36相加的结果记在纸上,然后计算166÷34,再把它从上一次结果中减去,就得到最后的结果。 现在,我们用单片机来完成上述过程,显然,它首先要有代替算盘进行运算的部件,这就是“运算器”;其次,要有能起到纸和笔作用的器件,即能记忆原始题目、原始数据和中间结果,还要记住使单片机能自动进行运算而编制的各种命令。
这类器件就称为“存贮器”。此外,还需要有能代替人作用的控制器,它能根据事先给定的命令发出各种控制信号,使整个计算过程能一步步地进行。
但是光有这三部分还不够,原始的数据与命令要输入,计算的结果要输出,都需要按先后顺序进行,有时还需等待。 如上例中,当在计算163*156时,数字36就不能同时进入运算器。
因此就需要在单片机上设置按控制器的命令进行动作的“门”,当运算器需要时,就让新数据进入。或者,当运算器得到最后结果时,再将此结果输出,而中间结果不能随便“溜出”单片机。
这种对输入、输出数据进行一定管理的“门”电路在单片机中称为“口”(Port)。在单片机中,基本上有三类信息在流动,一类是数据,即各种原始数据(如上例中的36、163等)、中间结果(如166÷34所得的商4、余数30等)、程序(命令的集合)等。
这样要由外部设备通过“口”进入单片机,再存放在存贮器中,在运算处理过程中,数据从存贮器读入运算器进行运算,运算的中间结果要存入存贮器中,或最后由运算器经“出入口”输出。 用户要单片机执行的各种命令(程序)也以数据的形式由存贮器送入控制器,由控制器解读(译码)后变为各种控制信号,以便执行如加、减、乘、除等功能的各种命令。
所以,这一类信息就称为控制命令,即由控制器去控制运算器一步步地进行运算和处理,又控制存贮器的读(取出数据)和写(存入数据)等。第三类信息是地址信息,其作用是告诉运算器和控制器在何处去取命令取数据,将结果存放到什么地方,通过哪个口输入和输出信息等。
存贮器又分为只读存贮器和读写存贮器两种,前者存放调试好的固定程序和常数,后者存放一些随时有可能变动的数据。顾名思义,只读存贮器一旦将数据存入,就只能读出,不能更改(EPROM、E2PROM等类型的ROM可通过一定的方法来更改、写入数据——编者注)。
而读写存贮器可随时存入或读出数据。 实际上,人们往往把运算器和控制器合并称为中央处理单元——CPU。
单片机除了进行运算外,还要完成控制功能。所以离不开计数和定时。
因此,在单片机中就设置有定时器兼计数器,其基本结构与本连载之(二)中的举例类似。到这里为止,我们已经知道了单片机的基本组成,即单片机是由中央处理器(即CPU中的运算器和控制器)、只读存贮器(通常表示为ROM)、读写存贮器(又称随机存贮器通常表示为RAM)、输入/输出口(又分为并行口和串行口,表示为I/O口)等等组成。
实际上单片机里面还有一个时钟电路,使单片机在进行运算和控制时,都能有节奏地进行。另外,还有所谓的“中断系统”,这个系统有“传达室”的作用,当单片机控制对象的参数到达某个需要加以干预的状态时,就可经此“传达室”通报给CPU,使CPU根据外部事态的轻重缓急来采取适当的应付措施。
现在,我们已经知道了单片机的组成,余下的问题是如何将它们的各部分连接成相互关联的整体呢?实际上,单片机内部有一条将它们连接起来的“纽带”,即所谓的“内部总线”。此总线有如大城市的“干道”,而CPU、ROM、RAM、I/O口、中断系统等就分布在此“总线”的两旁,并和它连通。
从而,一切指令、数据都可经内部总线传送,有如大城市内各种物品的传送都经过干道进行。 单片机指令系统与汇编语言程序 前面已经讲述了单片机的几个主要组成部分,这些部分构成了单片机的硬件。
所谓硬件(Hardware),就是看得到,摸得到的实体。但是,光有这样的硬件,还只是有了实现计算和控制功能的可能性。
单片机要真正地能进行计算和控制,还必须有软件(Software)的配合。软件主要指的是各种程序。
只有将各种正确的程序“灌入”(存入)单片机,它才能有效地工作。单片机所以能自动地进行运算和控制,正是由于人把实现计算和控制的步骤一步步地用命令的形式,即一条条指令(Instruction)预先存入到存贮器中,单片机在CPU的控制下,将指令一条条地取出来,并加以翻译和执行。
就以两个数相加这一简单的运算来说,当需要运算的数已存入存贮器后,还需要进行以下几步:第一步:把第一个数从它的存贮单元(Location)中取出来,送至运算器。 第二步:把第二个数从它所在的存贮单元中取出来,送至运算器; 第三步:相加; 第四步:把相加完的结果,送至存贮器中指定的单元。
所有这些取数、送数、相加、存数等等都是一种操。
引脚是肯定要学的 比如51有40个脚 有P0,P1,P2这3个口,另外还有特殊功能引脚
还有P0口是作为数据口 也可以作为地址口 存放低8位地址信号
那么P2口也可以作为数据口 同时也可以作为地址口 存放高8位地址信号
这样你要外部访问16位的地址 那么就要P0和P2一起用了
这只是个例子 这些引脚都要背熟的
存储器结构还好吧 也就编程的时候用到比较多 一般不怎么用到
只要知道你的芯片RAM,ROM大小就行了 如果你写的程序太大 超过了 就要用到外部扩展的RAM了
关键还是多画一些电路吧 熟悉一些常见的电路的画法
比如连LED显示啦 键盘啦 外部中断啦 计时器啦
还有一些常见的东西 比如动态显示啦 简单计算器啦 简单电子表啦
楼上有几个错误,改正一下:
一、填空题(16分,每题2分)
1、单片机与普通计算机的不同之处在于其将( cpu )、(RAM )、I/O口(输入/输出接口) 、ROM(程序存储器)集成于一块芯片上。
2、单片机工作方式除了正常的操作方式外,还具有掉电运行方式和( 待机 )运行方式,其掉电运行方式唤醒方法为(硬件复位 )。
3、当单片机复位时PSW=( 00)H,SP=(07 )H。
4、串行口方式3发送的第9位数据要事先写入( SCON )寄存器的( TB8 )位。
5、MCS-51的并行I/O口信息有( 读端口 )和(读引脚 )二种读取方法,读-改-写操作是针对并行I/O口内的锁存器进行的。
6、(A)= 85H,(R0)=20H,(20H)=AFH,执行指令:ADD A,@R0 结果为: Cy=1,Ac=(1 ),OV=1,P=( 1 )。
7、若(IP)=00010100B,则优先级最高者为(PX1 ),最低者为(PT1 )。
(IP:— — — PS PT1 PX1 PT0 PX0)
8、总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器, ( 244 )为单向三态数据缓冲器,而( 245 )为双向三态数据缓冲器。
二、判断对错,如对则在( )中写“√”,如错则在( )中写“*”。(8分 每题1分)
1、MCS-51单片机可执行指令:MOV R2,@R1。( X )
2、MCS-51单片机可执行指令:MOVC A,@DPTR。( x )
3、多字节的指令不一定执行的指令周期长。( √ )
4、当向堆栈压入一个字节的数据后,SP中的内容减1。( x )
5、特殊功能寄存器可以用间接寻址方式寻址。(X )
6、当P0口作为输出口使用时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出。(√ )
7、同一时间同一级别的多中断请求,将形成阻塞,系统无法响应。( x )
8、区分外部程序存储器和数据存储器的最可靠的方法是看其是被 还是被
信号连接。( x )?
三、单项选择题(16分 每题2分)
1、8051与8052的区别是:( D )
(A)有无内部程序存储器 (B)内部数据存储器的类型不同
(C)内部程序存储器的类型不同 (D)内部数据存储单元数目的不同
2、在CPU内部,反映程序运行状态或反映运算结果的特征寄存器是(A)。
(A)PSW (B)PC (C)A (D)SP
3、访问外部数据存储器时,不起作用的信号是( C )。
(A) RD (B) WR (C) PSEN (D)ALE
4、AJMP指令的跳转范围是( a )。
(A)2KB (B)1KB (C)256 (D)64KB
5、下列指令中正确的是( b )。
(A)MOV P2.1,A (B)JBC TF0,L1
(C)MOVX B,@DPTR (D)MOV A,@R3
6、MCS-51单片机扩展外部程序存储器和数据存储器( B )。
(A)分别独立编址 (B)统一编址
(C)分别独立编址或统一编址 (D)动态变址
7、在MCS-51中,需要外加电路实现中断撤除的是:( a )
(A) 电平方式的外部中断 (B) 脉冲方式的外部中断
(C) 外部串行中断 (D) 定时中断
8、通过串行口发送或接收数据时,在程序中应使用:( c )指令
(A)MOVC (B)MOVX (C)MOV (D)XCHD
四、简答题(10分 每题5分)
1、内部RAM中,哪些单元可作为工作寄存器区,哪些单元可以进行位寻址?写它们的字节地址?
:00H-1FH 共4组工作寄存器,20H-2FH共128位 位寻址单元
2、写出MCS-51的所有中断源,并说明哪些中断源在响应中断时,由硬件自动清除,哪些中断源必须用软件清除,为什么?
:1外部中断0,硬件清除,2定时器0中断,硬件,3外部中断1,硬件,4定时器1,硬件,5串行口,硬件 ,6定时器2,软件,清除标志是为了下次中断,否则程序将会进入死循环,或不能进入同级中断
楼上有几个错误,改正一下:一、填空题(16分,每题2分) 1、单片机与普通计算机的不同之处在于其将( cpu )、(RAM )、I/O口(输入/输出接口) 、ROM(程序存储器)集成于一块芯片上。
2、单片机工作方式除了正常的操作方式外,还具有掉电运行方式和( 待机 )运行方式,其掉电运行方式唤醒方法为(硬件复位 )。3、当单片机复位时PSW=( 00)H,SP=(07 )H。
4、串行口方式3发送的第9位数据要事先写入( SCON )寄存器的( TB8 )位。5、MCS-51的并行I/O口信息有( 读端口 )和(读引脚 )二种读取方法,读-改-写操作是针对并行I/O口内的锁存器进行的。
6、(A)= 85H,(R0)=20H,(20H)=AFH,执行指令:ADD A,@R0 结果为: Cy=1,Ac=(1 ),OV=1,P=( 1 )。7、若(IP)=00010100B,则优先级最高者为(PX1 ),最低者为(PT1 )。
(IP:— — — PS PT1 PX1 PT0 PX0)8、总线驱动器74LS244和74LS245经常用作三态数据缓冲器, ( 244 )为单向三态数据缓冲器,而( 245 )为双向三态数据缓冲器。 二、判断对错,如对则在( )中写“√”,如错则在( )中写“*”。
(8分 每题1分)1、MCS-51单片机可执行指令:MOV R2,@R1。( X )2、MCS-51单片机可执行指令:MOVC A,@DPTR。
( x )3、多字节的指令不一定执行的指令周期长。( √ )4、当向堆栈压入一个字节的数据后,SP中的内容减1。
( x )5、特殊功能寄存器可以用间接寻址方式寻址。(X )6、当P0口作为输出口使用时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出。
(√ )7、同一时间同一级别的多中断请求,将形成阻塞,系统无法响应。( x )8、区分外部程序存储器和数据存储器的最可靠的方法是看其是被 还是被 信号连接。
( x )?三、单项选择题(16分 每题2分)1、8051与8052的区别是:( D )(A)有无内部程序存储器 (B)内部数据存储器的类型不同(C)内部程序存储器的类型不同 (D)内部数据存储单元数目的不同2、在CPU内部,反映程序运行状态或反映运算结果的特征寄存器是(A)。(A)PSW (B)PC (C)A (D)SP3、访问外部数据存储器时,不起作用的信号是( C )。
(A) RD (B) WR (C) PSEN (D)ALE4、AJMP指令的跳转范围是( a )。(A)2KB (B)1KB (C)256 (D)64KB5、下列指令中正确的是( b )。
(A)MOV P2.1,A (B)JBC TF0,L1(C)MOVX B,@DPTR (D)MOV A,@R3 6、MCS-51单片机扩展外部程序存储器和数据存储器( B )。(A)分别独立编址 (B)统一编址 (C)分别独立编址或统一编址 (D)动态变址7、在MCS-51中,需要外加电路实现中断撤除的是:( a )(A) 电平方式的外部中断 (B) 脉冲方式的外部中断(C) 外部串行中断 (D) 定时中断8、通过串行口发送或接收数据时,在程序中应使用:( c )指令(A)MOVC (B)MOVX (C)MOV (D)XCHD四、简答题(10分 每题5分)1、内部RAM中,哪些单元可作为工作寄存器区,哪些单元可以进行位寻址?写它们的字节地址? :00H-1FH 共4组工作寄存器,20H-2FH共128位 位寻址单元 2、写出MCS-51的所有中断源,并说明哪些中断源在响应中断时,由硬件自动清除,哪些中断源必须用软件清除,为什么?:1外部中断0,硬件清除,2定时器0中断,硬件,3外部中断1,硬件,4定时器1,硬件,5串行口,硬件 ,6定时器2,软件,清除标志是为了下次中断,否则程序将会进入死循环,或不能进入同级中断。
微机原理及应用
1.考试内容及要求
①基础知识
掌握:计算机中常用的数制、码制与编码;常用逻辑电路。
②16位微处理器的结构与原理
掌握:8086/8088微处理器的结构:EU、BIU;存储器分段、总线周期、物理地址与逻辑地址、堆栈等概念;工作模式;典型最小模式原理图、时序;微处理器的主要操作功能。
理解:引脚信号;典型最大模式原理图、时序。
③86系列微型计算机的指令系统与程序设计
掌握:寻址方式;各类指令的应用;指令对标志位的影响;溢出判断;常用DOS功能的调用方法(INT 21H);汇编程序的功能及上机过程(MASM);典型程序设计(计算类、代码转换类、查表类、数据处理类)。
④输入/输出接口
掌握:接口基本概念;I/O接口的功能与构成;I/O接口地址的编址方式、地址空间范围;I/O接口的控制方式;并行通信和串行通信的原理;8255芯片和8251芯片的工作原理、初始化编程、典型系统应用、原理图连接、电路分析及应用程序设计(查询、中断方式)。
了解:8255芯片的方式1、方式2的原理与应用。
⑤中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器
掌握:中断基本原理,中断响应,时序,中断处理过程,中断服务程序设计,中断矢量计算;8259A和8253的工作原理、初始化编程、典型系统应用、典型原理图连接、电路分析及应用程序设计(8153的方式2、方式3,8259的级联)。
了解:可编程DMA控制器8237A的工作原理(一般原理:DMA的总线申请、响应过程)。
⑥存储系统设计与应用
掌握:存储器的种类、地址译码方式(含74LS138的使用)及存储器扩展;典型存储器与微处理器连接的原理图、电路的分析,包括地址、数据、控制总线的连接,地址译码设计、存储空间计算等。
⑦A/D及D/A转换器
理解:D/A转换器DAC0832的结构和工作原理;A/D转换器ADC0809的结构和工作原理。
掌握:DAC0832和ADC0809的简单应用与程序设计(查询、中断方式)。
《单片微机原理与应用》以MCS-51单片机为背景机,系统的介绍微型计算机的原理及应用,主要内容包括计算机基础知识,汇编语言程序设计,MCS-51单片机的内部接口,MCS-51单片机的扩展方法,半导体存储器,常用可编程接口芯片,A/D和D/A转换芯片等;还较详细的介绍以80C51为基础结构并与其兼容的8XC552单片机和C8051FXXX单片机。
本书内容精练,实例丰富。其中大量的接口电路和程序是作者多年在科研和教学中反复提炼得出的,因而本书应用性很强。本书内容系统全面,论述深入浅出,循序渐进,可作为大专院校“汇编语言程序设计”,“微机原理”或“微机原理及接口技术”等课程的教学用书,也可以供从事电子技术、计算及应用与开发的科研人员和工程技术人员学习参考,还适用于初学者使用。
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