单片机应用系统设计技术(基于c51的Proteus的仿真) 期末考试总结 复习资料(7700字)

来源:m.fanwen118.com时间:2021.5.3

MPU (Micor Processing Unit):微处理器

Cpu(central processing unit):中央处理器

Scm(single chip micromputer):单片机微型计算机,简称单片机

Mcu(micro control unit):微控制器

Pwm:脉冲宽度调制

Rom:程序存储器(read only memory)

Ram:随机存取存储器或称数据存储器(Ramdom access memory)

Isp(in-system-programmable):系统编程

Iap(in-applicationre-programmable):应用再编程

MIPS:百万条指令每秒

ASCII:美国标准信息交换码

Oc门:集电极开路门电路(open collector gate)

Ewc:编码器

Sram:静态读/写存储器

ENC:编码器

DEC:译码器

MUX:数据选择器

SRAM:静态读/写存储器(Static RAM)

DRAM:动态读/写存储器

EPROM:紫外线可擦除ROM,Mask ROM:掩模ROM

JTAG:联合测试行动小组

TAP:测试访问口

SFR:特殊功能寄存器(Special function register)

DPTR:数据指针(data pointer)

PSW:程序状态字寄存器(Program Status word)

PC:程序计数器(program counter)

SP:堆栈指针(stack point)

IR:指令寄存器(instruction register)

1、 单片机由中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器、多

种I/O接口电路。

2、 8051的内部构成:

8位CPU、片内振荡器和时钟电路、32根I/O线、外部存储器ROM和RAM寻址范围各64KB、2个16位的定时器/计数器、5个中断源,2个中断优先级、全双工串行口、布尔处理器

1、当P1口做输入口输入数据时,必须先向该端口的锁存器写入(FFH),否则输入数据可能出错。

2、中断源的优先级别被分为高级和低级两大级别,各中断源的中断请求是属于什么级别是由( IP )寄存器的内容决确定的。

3、寄存器PSW中的RS1和RS0的作用是( 选择工作寄存器组 )。

6、用汇编语言编写的程序称为( 源 )程序,通过汇编后得到的用机器码表示的程序称为(机器)程序。

7、堆栈的地址由 SP 的内容确定,其操作规律是“ 先 进 后 出”。

8、扩展并行I/O口时,常采用( 8255 )和( 8155 )可编程芯片。

9、编程时,一般在中断服务子程序和调用子程序中需用保护和恢复现场,保护现场用( PUSH )指令,恢复现场用( POP )指令。

80C51三总线特点:

1、P0口的地址/数据复用 (地址锁存通常使用74HC373和74HC573)

2、两个独立的并行扩展空间(相同的16位地址线和8位的数据线数据存储器使用WR\RD作为存取数据控制信号)

3、外围扩展的统一编址(64KB空间里统一编址)

时钟周期也称振荡周期,是计算机最基本、最小的时间单位;用作单片机内部各功能部件按序协调工作的控制信号称为状态周期;完成一个基本操作所需的时间称为机器周期;执行一条指令的周期称为指令周期。

振荡周期=晶振频率的倒数

1个状态周期=2个时钟周期

1个机器周期=6个状态周期=12个振荡周期

在程序存储器中,一下单元具有特殊功能

0000H:80C51复位后,PC=0000H,即程序从0000H开始执行指令

0003H:外部中断0入口

000BH:定时器0溢出中断1入口

0013H:外部中断1入口

001BH:定时器1溢出中断入口

0023H:串行口中断入口

002BH:定时器2入口

51子系列片内低128B(00H~7FH)的地址区域为片内RAM,对其访问可采用直接寻址和间接寻址;在高128B(80H~FFH)地址区域分布着21个特殊功能寄存器,只能采用直接寻址方式访问。

52子系列片内低128B与51子系列相同,高128B地址区域分为两个,一个为特殊寄存器区,有26个特殊功能寄存器,只能采用直接寻址方式访问;另外一个128B的RAM只能采用间接寻址方式访问。

80C51单片机的P1只有一种功能:通用输入/输出接口;P2口有两种用途:通用I/o接口或高8位地址总线。

80C51的32条I/O线隶属4个8位双向端口,每个端口均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成;P1、P2、P3口均有内部拉上电阻,当它们用做I/0时,在读引脚状态时,各口对应的锁存器必须置1,所以为准双向口;P0口内无上拉电阻,作为I/O口时,必须接上拉电阻。在读引脚状态时,个口对应的锁存器必须置1,所以为准双向口;

如何认识:80C51存储器空间在物理结构上可划分为4个空间,而在逻辑上又可划分为3个空间?

答:80C51在物理上的4个存储空间:片内(片外)程序存储器、片内(片外)数据存储器。逻辑上即从用户角有三个存储空间:片内外统一编址的64KB程序存储器地址空间、265B片内数据存储器的地址空间及64KB片外数据地址空间。

堆栈:特殊的存储区,主要功能是暂时存放数据和地址,通常用来保护断点和现场。80C51系列的栈区不是固定的,为了避开工作寄存器区和位寻址区SP得初始值可置为2FH或更大。 80C51在扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器虽然共处同一地址空间,但在物理上是两个独立的存储空间,这两个空间都使用相同的16位地址线和8位数据线,分别为两个64KB的寻址空间,它们的选通控制信号不同。程序存储器使用PSEN作为取指令控制信号,数据存储器使用WR、RD作为存储数据控制信号,所以不会发生总线冲突。 MOV:move,对内部数据寄存器RAM和特殊功能寄存器SFR的数据进行传送; MOVX:move code,读取程序存储器数据表格的数据传送;

MOVC:move exterml RAM,对外部RAM的数据传送;SETB:set bit,位置1

Data:直接寻址的片内数据存储器低128B,访问速度最快

Bdata:可位寻址的片内数据存储器允许位和字节混合访问

Idata:间接寻址片内数据存储器256B,允许访问片内全部地址

Pdata:分页寻址片外数据存储器256B,使用指令MOVX@Rn访问,需要2个指令周期 Xdata:寻址片外数据存储器64KB,使用指令MOVX@DPTR访问

Code:寻址程序存储器区64KB,使用指令MOVC@A+DPTR访问

80C51共有3类5个中断源,分别是2个外部中断源、2个定时中断源、1个串行口接收/发送中断源;

中断源:向CPU发出的中断请求信号

中断

单片机应用系统设计技术基于c51的Proteus的仿真期末考试总结复习资料

当出现异常情况或特殊请求时,计算机停止现行程序的运行,转向对这些异常情况或特殊请求的处理,处理结束后再返回现行程序的间断处,继续执行原程序。

断点:主程序被大段的位置

中断系统:实现中断功能的部件

保护断点和现场:将断点处的PC值、

中断技术主要用于分时操作、实时处理、故障及时处理;

中断系统功能:现场保护和现场恢复、中断优先权排队、中断嵌套;

外部中断请求有两种触发方式:电平方式和脉冲方式;可通过特殊功能寄存器TCON中的控制位IT0和IT1定义;电平方式低电平有效,而脉冲方式则是脉冲的下降沿有效。一旦输入信号有效,特殊功能寄存器TCON中的中断标识位IE0和IE1被置1,外部中断信号便向CPU发出中断请求申请。

串行通信有:异步和同步串行通信;串行通信有4中工作方式,方式0至方式3。方式0下,串行口作为同步移位寄存器使用。

波特率:(BR)是单位时间传输的数据位数,波特率的倒数即每位传输所需时间,公式时钟频率=n*波特率,n为波特率因子,同步通信n=1,异步可取1、16或64

定时器/计数器的工作方式:

方式0:定时器/计数器为13位,TH提供高8位,TL提供低5位

方式1:定时器/计数器为16位,TH提供高8位 TL提供低8位

方式2:定时器/计数器为8位可自动重装载,TH和TL被当成2个8位计数器

方式3:只适用于定时器0/计数器0

工作方式控制器(TMOD)的功能T1:方式0:13位定时器/计数器;方式1:16位定时器/计数器;方式2:初值自动重装8位定时器/计数器;方式3:仅适用于T0,将其分为两个8位计数器,对T1停止计数。

与串行通信有关的控制器共有:SBUF、SCON、PCON、IE。

流水灯

#include<reg52.h>

#include<intrins.h>

sbit rect_wave=P1^0;

void time(unsigned int ucMs);

void main(void) {

// initUart();

TMOD=0x10;

TH1=-1000>>8;

TL1=-1000%256;

TCON=0x40;

IE=0x88;

while(1)

time(1);

}

void time1int(void) interrupt3

{

EA=0;

TR1=0;

TH1=0xfc;

TL1=0x21;

rect_wave=! rect_wave;

EA=1;

}

void time(unsigned int ucMs){

unsigned char i, j;

while(ucMs>0){

for(j=0;j<10;j++)

for(i=0;i<32;i++)

_nop_();

ucMs--;

}

}

试验三:

设单片机的f=12MHZ,要求在P1.0脚上输出周期为2ms的方波。

解:

周期为2ms的方波要求定时间隔1ms,每次时间到P1.0取反。定时器计数率为f/12,T=12/f=1us. 每个机器周期定时器计数加1,1S=1000us,需计数次数为1000/(12/f)=1000

(1)用定时器1的方式1编程,采用查询方式:

#include<reg52.h>

sbit rect_wave=P1^0;

void timelover(void);

void main(void){

TMOD=0x10;

TH1=-1000>>8;TL1=-1000%256;

IE=0x00;

TR1=1;

for(;;){

if(TF1){timelover();TF1=0;}

}}

void timelover(void){

TR1=0;

TH1=-1000>>8;TL1=-1000%256;

rect_wave=!rect_wave;

TR1=1;}

(2)用定时器1的方式1编程,采用中断方式:

#include<reg52.h>

sbit rect_wave=P1^0;

void timelover(void);

void main(void){

TMOD=0x10;

TH1=-1000>>8;TL1=-1000%256;

TCON=0x40;

IE=0x88;

while(TRUE){ time(1);}}

void timerlint(void) interrupt 3{

EA=0;

TR1=0;

TH1=-1000>>8;TL1=-1000%256;

TR1=1;

rect_wave=!rect_wave;

EA=1;}

第四次试验:RS232串行口自发自收程序

#include<reg51.h>

main(){

unsigned int I;

TMOD=0x20;

TH1=0xfd;TL1=0xfd; //初始化T1

TR1=1;

SCON=0x50;

while(1){

SBUF=0xff; //发送数据FFH

//while(T1==0); //T1=0 等待

while(RI==0); //RI=0 等待

RI=0; //RI=1 清RI

TI=0; //

P1=SBUF; //接收数据并送P1口,灯灭 for(I=0;I<30000;I++); //延时

SBUF=0xfe;

//while(T1==0); //T1=0 等待

while(RI==0);

RI=0;

TI=0;

P1=SBUF; //接收数据并送P1口,灯亮 for(I=0;I<30000;I++);

}

}

一、填空题(每空1分,共20分)

1、当P1口做输入口输入数据时,必须先向该端口的锁存器写入(FF),否则输入数据可能出错。

2、中断源的优先级别被分为高级和低级两大级别,各中断源的中断请求是属于什么级别是由( IP )寄存器的内容决确定的。

3、寄存器PSW中的RS1和RS0的作用是( 选择工作寄存器组 )。

4、LED数码显示有( 静态显示)和(动态显示 )两种显示形式。

5、当单片机CPU响应中断后,程序将自动转移到该中断源所对应的入口地址处,并从该地址开始继续执行程序,通常在该地址处存放转移指令以便转移到中断服务程序。其中INT1 的入口地址为(0013H),串行口 入口地址为(0023H),T0 的 入口地址为(000BH )。

6、用汇编语言编写的程序称为( 源 )程序,通过汇编后得到的用机器码表示的程序称为(机器)程序。

7、堆栈的地址由 SP 的内容确定,其操作规律是“ 先 进 后 出”。

8、扩展并行I/O口时,常采用( 8255 )和( 8155 )可编程芯片。

9、编程时,一般在中断服务子程序和调用子程序中需用保护和恢复现场,保护现场用( PUSH )指令,恢复现场用( POP )指令。

10、 能在紫外线照射下擦除和重写的存储器是( EPROM )型存储器,能够直接在线路中快速写入和读出的存储器是( flashROM )型存储器。

11、单片机内部与外部ROM之间的查表指令是( MOVC A,@A+PC )。

二、选择题(从备选答案中选择一个正确答案,并将代号写在括号内。每题1分,共10分)

1、在程序状态寄存器PSW中,判断是否有借/进位的标志位是( A ),若选择寄存器工作组时标志位应是( C、D )。

A、CY B、AC C、RS1 D、RS0 E、OV F、P

2、在实训线路板中,8155芯片的片选端(CE)如果由单片机P2口P2.7,P2.6,P2.5经74LS138Y2译码决定,寄存器/存储器片选端(IO/M)如果由P2.4线选决定。当将8155做键盘/显示器控制口使用时,其A口地址应为( B ), 当将8155作存储器使用时,其存储器首地址应为( C )。

A、4401H B、4801H C、4000H D、4800H

3、在程序运行过程中执行PC=0200H的一条指令LCALL addr16,该调用子程序的返回指令是( B ),实施该调用指令时,压入堆栈保存的程序地址是( F )。

A、 RETI B、RET C、END

D、2000H E、0102H F、0203H

4、在单片机中,( C ) 是数据存储器,( A ) 是程序存储器。

A.ROM B.EPROM C.RAM D.EEPROM E.FLASH

5、定时/计数器有4种操作模式,它们由( B )寄存器中的M1 M0状态决定。

A.TCON B.TMOD C. PCON D.SCON E.PSW

6、单片机复位后,SP的内容为07H、PC、PSW、A的内容为00H,P0~P3口的内容都是为( B )。

A.0FH B.FFH C.08H D.07H E.00H

三、判断题:(每题1分,共10分)

1、8051每个中断源相应地在芯片上都有其中断请求输入引脚( × )

2、程序计数器PC不能对它进行读写操作( √ )

3、8051单片机的栈底单元是不能利用的,因此,它是一个闲置单元( × )

4、8051单片机对最高优先权的中断响应是无条件的( × )

5、中断初始化时,对中断控制器的状态设置,只可使用位操作指令,而不能使用字节操作指令( × )

6、在一般情况8051单片机允许同级中断嵌套( × )

7、8051单片机,程序存储器数和数据存储器扩展的最大范围都是一样的( √ )

8、单片机系统扩展时使用的锁存器,是用于锁存高8位地址( × )

9、 RC A为循环左移指令( × )

10、MOV A,30H为立即寻址方式( × )

四、简答题 (每题5分,共10分)

1、MCS-51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系?一个机器周期的时序如何划分?

答:时钟周期是单片机最基本的时间单位。机器周期则是完成某一个规定操作所需的时间。一个机器周期为6个时钟周期,共12个振荡周期性,依次表示为S1P1、S1P2、??S6P1、S6P2。

2、A/D转换接口中采样保持电路的作用是什么?省略采样保持电路的前提条件是什么?

答:A/D转换接口中采样保持电路的作用是:能把一个时间边续的信号变换为时间离散的信号,并将采样信号保持一段时间。

当外接模拟信号的变化速度相对于A/D转换速度来说足够慢,在转换期间可视为直流信号的情况下,可以省略采样保持电路。

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