目录
1 单片机原理及单片机系统的开发方法
1.1 计算机系统的组成
1.1.1 计算机的硬件系统
1.1.2 CPU、微处理器及单片机
1.1.3 指令系统与寻址方式
1.1.3.1 指令系统
1.1.3.2 寻址方式
1.2 嵌入式系统与单片机系统
1.2.1 嵌入式系统
1.2.2 单片机系统
1.2.2.1 单片机的特点与分类
1.2.2.2 单片机的组成及其工作过程
1.2.2.3 单片机系统的开发方法
习题与思考题
2 51内核单片机的应用基础
2.1 MCS-51单片机简介
2.2 MCS-51单片机的组成
2.3 MCS-51单片机的存储器体系结构与寻址方式
2.3.1 MCS-51单片机的存储器体系结构
2.3.2 MCS-51单片机的堆栈
2.3.3 MCS-51单片机的寻址方式
2.4 C8051F系列单片机简介
2.4.1 51内核单片机简介
2.4.2 C8051F系列单片机简介
2.4.3 C8051F单片机硬件配置工具—Configuration Wizard 2.5 51内核单片机常用的编程语言和方法
2.5.1 51内核单片机常用的编程语言
2.5.2 51内核单片机常用的编程方法
2.6 监视定时器的原理及应用
习题与思考题
3 C语言开发51内核单片机的范例
3.1 通过UART输出“Hello World !”
3.1.1 程序解析
3.1.2 程序的编译、连接与运行
3.1.2.1 C51编译器及其应用
3.1.2.2 BL51连接器及其应用
3.1.2.3 为编程器生成HEX文件
3.1.2.4 程序的下载方法
3.2 程序的仿真
3.2.1 在CodeCruiser集成开发环境下的仿真
3.2.2 在μVision3集成开发环境下的仿真
3.3 Keil Software公司的单片机开发工具简介
3.3.1 Keil Software公司的51内核单片机开发工具
3.3.2 μVision3集成开发环境的建立
3.3.3 μVision3集成开发环境的使用方法
3.3.3.1 μVision3集成开发环境的启动和建立工程
3.3.3.2 在工程中新建文件和添加文件
3.3.3.3 选项设置
3.3.3.4 交叉编译与连接
3.3.3.5 模拟器仿真
3.3.3.6 硬件调试
3.3.3.7 FLASH存储器的下载
3.3.4 利用μVision3集成开发环境开发C8051F单片机
习题与思考题
4 51内核单片机通用I／O端口的应用编程
4.1 利用通用I／O端口控制LED
4.1.1 知识背景——51内核单片机通用I／O端口的特性
4.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 4.1.3 程序解析
4.1.4 程序的下载和调试
4.2 利用通用I／O端口控制电控锁
4.2.1 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 4.2.2 程序解析
4.2.3 程序的下载和调试
4.3 51内核单片机I／O推拉方式的应用编程
4.3.1 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 4.3.2 程序解析
4.3.2 程序的下载和调试
4.4 51内核单片机通用I／O端口的并行端口扩展
4.4.1 知识背景——并行输出端口扩展的原理
4.4.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 4.4.3 程序解析
4.4.4 程序的下载和调试
4.5 51内核单片机通用I／O端口并行扩展大容量flash的应用编程
4.5.1 知识背景——K9F5608芯片简介
4.5.2 利用Configuration Wizard获得C8051F340单片机相关程序代码 4.5.3 程序解析
4.5.4 程序的下载和调试
习题与思考题
5 51内核单片机中断系统的应用编程
5.1 知识背景——51内核单片机的中断系统
5.1.1 中断系统的结构
5.1.2 中断的响应过程
5.1.3 中断系统的控制方式
5.1.4 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 5.2 程序解析
5.3 程序的下载和调试
习题与思考题
6 C8051F单片机时钟系统的应用编程
6.1 C8051F320单片机时钟系统的应用编程
6.1.1 知识背景——C8051F单片机的时钟系统
6.1.1.1 C8051F单片机时钟系统的特点
6.1.1.2 C8051F320单片机的时钟系统
6.1.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 6.1.2 程序解析
6.1.3 程序的下载和调试
6.2 C8051F120单片机时钟系统的应用编程
6.2.1 知识背景——C8051F120单片机的时钟系统
6.2.1.1 C8051F120单片机的时钟系统
6.2.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 6.2.2 程序解析
6.2.3 程序的下载和调试
习题与思考题
7 51内核单片机定时器／计数器及PCA的应用编程
7.1 利用定时器实现LED定时闪烁
7.1.1 知识背景——51内核单片机的定时器
7.1.1.1 定时器／计数器0和定时器／计数器1
7.1.1.2 定时器／计数器2～定时器／计数器4
7.1.1.3 C8051F320单片机的定时器／计数器3
7.1.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 7.1.2 程序解析
7.1.3 程序的下载和调试
7.2 利用PCA实现LED定时闪烁
7.2.1 知识背景——51内核单片机的PCA
7.2.1.1 PCA的定时器功能
7.2.1.2 PCA的其他功能
7.2.1.3 C8051F320单片机的PCA
7.2.1.4 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 7.2.2 程序解析
7.2.3 程序的下载和调试
习题与思考题
8 单片机常用显示输出设备的应用编程
8.1 LED数码管的应用编程
8.1.1 知识背景——动态扫描实现多位LED数码管显示的原理
8.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 8.1.3 程序解析
8.1.4 程序的下载和调试
8.2 LED屏的应用编程
8.2.1 知识背景——LED屏的实现原理
8.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F330单片机相关程序代码 8.2.3 程序解析
8.2.4 程序的下载和调试
8.3 LCM的应用编程
8.3.1 知识背景——LCM的应用基础
8.3.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 8.3.3 程序解析
8.3.4 程序的下载和调试
习题与思考题
9 单片机常用输入设备的应用编程
9.1 矩阵式键盘的应用编程
9.1.1 知识背景——动态扫描实现实现矩阵式键盘的原理
9.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 9.1.3 程序解析
9.1.4 程序的下载和调试
9.2 移位寄存器实现的键盘的应用编程
9.2.1 知识背景——串行输入扩展的原理
9.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 9.2.3 程序解析
9.2.4 程序的下载和调试
9.3 微机键盘的应用编程
9.3.1 知识背景——微机键盘工作的原理
9.3.1.1 微机键盘的接口标准
9.3.1.2 微机键盘的编码方式
9.3.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 9.3.2 程序解析
9.3.3 程序的下载和调试
习题与思考题
10 51内核单片机UART的应用编程
10.1 C8051F320单片机UART的应用编程
10.1.1 知识背景1——串口通信标准简介
10.1.2 串口调试工具软件的使用方法简介
10.1.3 知识背景2——51内核单片机的UART
10.1.3.1 MCS-51单片机的UATR
10.1.3.2 C8051F320单片机的UART
10.1.3.3 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 10.1.4 程序解析
10.1.5 程序的下载和调试
10.2 C8051F120单片机UART的应用编程
10.2.1 知识背景——C8051F120单片机的UART
10.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 10.2.3 程序解析
10.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
11 C8051F单片机SMBus/I2C的应用编程
11.1 C8051F320单片机SMBus/I2C的应用编程
11.1.1 知识背景1——MAX518芯片简介
11.1.2 知识背景2——SMBus/I2C标准简介
11.1.3 知识背景3——C8051F320单片机的SMBus/I2C
11.1.4 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 11.1.5 程序解析
11.1.6 程序的下载和调试
11.2 C8051F120单片机SMBus/I2C的应用编程
11.2.1 知识背景1——FM31256芯片简介
11.2.2 知识背景2——C8051F120单片机的SMBus/I2C
11.2.3 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 11.2.4 程序解析
11.2.5 程序的下载和调试
习题与思考题
12 C8051F单片机SPI的应用编程
12.1 C8051F005单片机SPI的应用编程
12.1.1 知识背景1——ATDB161D芯片简介
12.1.2 知识背景2——SPI标准简介
12.1.3 知识背景3——C8051F005单片机的SPI
12.1.4 利用Configuration Wizard获得C8051F005单片机相关程序代码 12.1.5 程序解析
12.1.6 程序的下载和调试
12.2 C8051F120单片机SPI的应用编程
12.2.1 知识背景——C8051F120单片机的SPI
12.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 12.2.3 程序解析
12.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
13 C8051F320单片机USB的应用编程
13.1 知识背景1——USB标准简介
13.2 知识背景2——C8051F320单片机的USB
13.3 知识背景3——USBxpress软件开发包简介
13.4 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 13.5 程序解析
13.6 程序的下载和调试
习题与思考题
14 C8051F040单片机CAN的应用编程
14.1 知识背景1——CAN标准简介
14.2 知识背景2——C8051F040单片机的CAN
14.3 利用Configuration Wizard获得C8051F040单片机相关程序代码 14.4 程序解析
14.5 程序的下载和调试
习题与思考题
15 C8051F单片机比较器的应用编程
15.1 C8051F005单片机比较器的应用编程
15.1.1 知识背景——C8051F单片机的比较器
15.1.2 C8051F005单片机的比较器
15.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F005单片机相关程序代码 15.1.4 程序解析
15.1.5 程序的下载和调试
15.2 C8051F120单片机比较器的应用编程
15.2.1 知识背景——C8051F120单片机的比较器
15.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 15.2.3 程序解析
15.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
16 C8051F单片机基准电压电路的应用编程
16.1 C8051F320单片机基准电压电路的应用编程
16.1.1 知识背景——C8051F单片机的基准电压电路
16.1.2 C8051F320单片机的基准电压电路
16.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 16.1.4 程序解析
16.1.5 程序的下载和调试
16.2 C8051F120单片机基准电压电路的应用编程
16.2.1 C8051F120单片机的基准电压电路
16.2.3 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 15.2.3 程序解析
15.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
17 C8051F单片机ADC的应用编程
17.1 C8051F340单片机ADC的应用编程
17.1.1 知识背景——C8051F单片机的ADC
17.1.2 C8051F340单片机的ADC
17.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F340单片机相关程序代码
17.1.4 程序解析
17.1.5 程序的下载和调试
17.2 C8051F120单片机ADC的应用编程
17.2.1 C8051F120单片机的ADC
17.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码
17.2.3 程序解析
17.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
18 C8051F单片机DAC的应用编程
18.1 C8051F041单片机DAC的应用编程
18.1.1 知识背景——C8051F单片机的DAC
18.1.2 C8051F041单片机的DAC
18.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F041单片机相关程序代码
18.1.4 程序解析
18.1.5 程序的下载和调试
18.2 C8051F120单片机DAC的应用编程
18.2.1 C8051F120单片机的DAC
18.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码
18.2.3 程序解析
18.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
19 C8051F单片机EMIF的应用编程
19.1 C8051F120单片机EMIF扩展RAM的应用编程
19.1.1 知识背景——C8051F单片机的EMIF
19.1.2 C8051F120单片机的EMIF
19.1.3 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码
19.1.4 程序解析
19.1.5 程序的下载和调试
19.2 RGB接口的STN彩色LCM的应用编程
19.2.1 知识背景——RGB接口的STN彩色LCM的原理
19.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码
19.2.3 程序解析
19.2.4 程序的下载和调试
19.3 网络接口的应用编程
19.3.1 知识背景1——CP2201芯片简介
19.3.2 知识背景2——TCP/IP简介
19.3.3 知识背景3——TCP/IP Configuration Wizard的应用
19.2.4 利用Configuration Wizard和TCP/IP Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码
19.3.5 程序的下载和调试
习题与思考题
20 WDT的应用编程
20.1 C8051F320单片机WDT的应用编程
20.1.1 知识背景——C8051F320单片机的WDT
20.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码 20.1.3 程序解析
20.1.4 程序的下载和调试
20.2 C8051F120单片机WDT的应用编程
20.2.1 知识背景——C8051F120单片机的WDT
20.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F120单片机相关程序代码 20.2.3 程序解析
20.2.4 程序的下载和调试
习题与思考题
21 C8051F单片机flash的应用编程
21.1 C8051F320单片机flash作为非易失性存储器的应用编程
21.1.1 知识背景——C8051F单片机flash的特点
21.1.2 C8051F320单片机的flash
21.1.3 程序解析
21.1.4 程序的下载和调试
21.2 C8051F320单片机OEM程序的应用编程
21.2.1 程序解析
21.2.2 程序的下载和调试
21.3 C8051F320单片机IAP的应用编程
21.3.1 知识背景——HEX文件的格式及应用
21.3.2 程序解析
21.3.3 程序的下载和调试
21.4 将数据存储至64K字节以上空间的应用编程
21.4.1 知识背景——C8051F120单片机的flash
21.4.2 程序解析
21.4.3 程序的下载和调试
21.5 程序大于64K字节的应用编程
21.5.1 程序解析
21.5.2 程序的下载和调试
习题与思考题
22 RTX-51操作系统的应用编程
22.1 知识背景——RTX-51操作系统
22.1.1 RTX-51操作系统简介
22.1.2 RTX-51操作系统的应用编程
22.2 C8051F320单片机RTX-51的应用编程
22.2.2 程序的下载和调试
22.3 C8051F120单片机RTX-51的应用编程
22.3.1 程序解析
22.3.2 程序的下载和调试
习题与思考题
23 其他串行通信的典型应用编程
23.1 UART自适应波特率的应用编程
23.1.1 知识背景——UART自适应波特率的原理
23.1.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码
23.1.3 程序解析
23.1.4 程序的下载和调试
23.2 软件实现UART的应用编程
23.2.1 知识背景——软件实现UART的原理
23.2.2 利用Configuration Wizard获得C8051F320单片机相关程序代码
23.2.3 程序解析
23.2.4 程序的下载和调试
23.3 RS-485接口的感应卡读卡器的应用编程
23.3.1 知识背景——SYRDSL1-485(SYRDSSS1)/SYRDL1-485(SYRLSSS1)感应卡读卡器 23.3.2 程序解析
23.2.3 程序的下载和调试
23.4 RS-485分布式系统的应用编程
23.4.1 分布式测温系统的应用编程
23.4.1.1 知识背景——DS18B20数字温度传感器简介
23.4.1.2 程序解析
23.4.1.3 程序的下载和调试
23.4.2 分布式红外防盗报警系统的应用编程
23.4.2.1 知识背景——MC-760T红外探测器简介
23.4.2.2 程序解析
23.4.2.3 程序的下载和调试
23.4.3 分布式防火报警系统的应用编程
23.4.3.1 知识背景——LH-92离子烟感探测器简介
23.4.3.2 程序解析
23.4.3.3 程序的下载和调试
23.5 GPS模块的应用编程
23.5.1 知识背景——GPS模块的原理
23.5.2 程序解析
23.5.3 程序的下载和调试
23.5 GSM／GPRS模块的应用编程
23.5.1 知识背景——GSM／GPRS模块的原理
23.5.2 程序解析
23.5.3 程序的下载和调试
习题与思考题
24 其他人机接口的典型应用编程
24.1 串行接口的单色LCM的应用编程
24.1.1 程序解析
24.1.2 程序的下载和调试
24.2 标准处理器接口的TFT彩色LCM的应用编程
24.2.1 知识背景——标准处理器接口的TFT彩色LCM简介 24.2.2 程序解析
24.2.3 程序的下载和调试
24.3 四线电阻式触摸屏的应用编程
24.3.1 知识背景——四线电阻式触摸屏的原理
24.3.2 程序解析
24.3.3 程序的下载和调试
24.4 标准微机键盘接口的条形码扫描器的应用编程 24.4.1 程序解析
24.4.2 程序的下载和调试
24.5 红外遥控发送器和接收器的应用编程
24.5.1 知识背景——红外遥控的原理
24.5.2 红外遥控接收器的应用编程
24.5.2.1 知识背景——IR333-A红外发送管简介
24.5.2.2 程序解析
24.5.2.3 程序的下载和调试
24.5.3 红外遥控发送器的应用编程
24.5.3.1 知识背景——IRM8601S红外接收器简介 24.5.3.2 程序解析
24.5.3.3 程序的下载和调试
习题与思考题
主要参考资料
附录A Ax51编程指南
A-1 A51相对段的使用
A-2 A51绝对段及各类变量的绝对定位常用方法
A-3 常数的定义方法
A-4 在A51中使用“STARTUP.A51”的方法
附录B Cx51语言程序设计基础
B-1 数据与数据类型
B-2 常量与存储模式
B-3 变量与存储模式
B-4 位变量
B-5 特殊功能寄存器
B-6 变量的绝对定位
B-7 运算符与表达式
B-8 Cx51语言的基本语句
B-9 函数及定位
B-10 函数的调用
B-11 可重入函数
B-12 中断服务函数及重新定位
B-13 数组与指针位
B-14 结构、联合与枚举
B-15 变量的绝对定位
B-16 预处理器
B-17 多模块编程
附录C Cx51的库函数
C-1 字符函数CTYPE.H
C-2 标准I/O函数STDIO.H
C-3 字符串函数STRING.H
C-4 标准函数STDLIB.H
C-5 数学函数MATH.H
C-6 绝对地址访问ABSACC.H
C-7 内部函数INTRINS.H
C-8 变量参数表STDARG.H
C-9 全程跳转SETJMP.H
C-10 计算结构体成员的偏移量STDDEF.H
附录D Ax51和C51混合编程指南
D-1 C51函数名的转换规则
D-2 C51函数参数的传递规则
D-3 A51和C51混合编程实例
D-3-1 混合编程实例一
D-3-2 混合编程实例二
D-3-3 混合编程实例三
附录E 指令系统
E-1 MCS-51单片机的指令系统
E-2 C8051F单片机的指令系统
E-3 51内核单片机指令的执行时间
附录F BL51/Lx5连接定位器与实用工具
F-1 BL51/Lx51的连接定位方式
F-2 连接定位控制命令
F-3 实用工具
附录G BJTU系列实验系统简介
G-1 通信适配器
G-2 实验系统的连接方式
G-3 BJTU-F32-1实验板
G-4 BJTU-F12-1实验板
G-5 BJTU-F33-1 LED显示屏
1单片机原理及单片机系统的开发方法
本章要点
计算机系统的构成和计算机的硬件系统
嵌入式系统及单片机系统
单片机的的特点和分类
单片机系统的开发方法
通常，按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域，将其分为大型计算机、中型机、小型机、工作站和微型计算。目前国际上比较流行的分类是：巨型计算机、主机、小型计算机和个人计算机。
随着计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透，出现了以应用为中心的分类方法，也就是按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。
通用计算机一般具有标准的硬件配置，通过安装不同的应用软件，以适应各种不同应用的需求。而嵌入式计算机一般是以嵌入式系统的形式出现在各种装置、产品和系统中，是为某种特定应用而设计的。
1.1计算机系统的组成
无论是嵌入式计算机还是通用计算机，均由硬件系统和软件系统组成，如图1-1所示。
图 1-1 计算机系统的组成
1.1.1计算机的硬件系统
不同规模的计算机其硬件系统的实现方案可能不同，但是，都可概括为五大部件：运算器、控制器、存储器、输入和输出（Input／Output，I／O）设备，即所谓的冯·诺依曼（John von Neumann，1903年12月28日～1957年2月8日，匈牙利的美国籍犹太人，数学家）计算机模型，如图1-2所示。
图 1-2 冯·诺依曼的计算机模型
图1-2所示的计算机模型最早由冯·诺依曼提出，它是以存储程序方式工作的，即在控制器的控制下，计算机的各个部分根据预先编制的程序自动连续的进行工作。因此必须具备以下几个基本功能：
①要有能发出各种控制信息，以便使计算机各部件协调工作的部件——控制器；
②要有能进行运算的部件——运算器；
③要有能记忆原始数据、运算程序及运算结果的部件——存储器；
④要有能将原始数据及运算程序输入计算机，并将结果及其它信息输出的部件——输入、
输出设备。
控制器通过对输入的指令进行译码后，发出各种控制信号，使整个计算机所系统按指令的要求正确地运行。运算器又可称为ALU（Arithmetic Logical Unit），其功能是实现算术和逻辑运算。控制器和运算器合称为CPU（Central Processing Unit），存储器一般应包括RAM（Random-Access Memory）和ROM（Read-Only Memory），用于存放数据、中间结果及一系列指令。输入／输出设备称为外部设备，简称外设，用于输人原始数据、控制命令及输出运行结果等。
由于目前计算机的硬件仍采用的是二值逻辑电路，因此计算机能识别和处理的数据及指令均以二进制数的方式存储和传输的。为了能方便、快捷、准确地进行书写、阅读和记忆等，通常用十六进制数来表示二进制数，因为它们之间的对应关系非常简单，几乎不必进行换算。
1.1.2CPU、微处理器及单片机
CPU是计算机的核心部件，通常由控制器、运算器和各类寄存器等组成。
寄存器一般分为通用寄存器组和专用寄存器组：通用寄存器组是用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果；而专用寄存器组一般具有特定的用途，如程序状态标志寄存器（Program Status Word，PSW）、程序计数器（Program Counter，PC）、堆栈指针（Stack Pointer，SP）、累加器（ACCumulator，ACC）、数据指针（Data PoinTeR，DPTR）、某些指令专用的寄存器等，通常某些专用寄存器也可作为通用寄存器使用。
程序状态标志寄存器主要由指示CPU运算结果的各种状态标志位构成，如进位／借位标志、溢出标志、奇偶校验标志等。
程序计数器也可称为指令指针（Instruction Pointer，IP）。PC通常是指向下一条准备执行的指令的首地址，当CPU复位后将自动赋予PC复位地址，即程序中的第一条指令所在的地址。CPU工作时，根据PC内的地址取出一条指令，并且PC自动指向下一条指令的地址；处理完一条指令后，再根据PC取出下一条指令字节，PC又自动指向下一条指令的地址；当遇到跳转指令、调用子程序指令或遇到中断时，PC会自动转到所需的地址。
累加器是一种具有特种功能的寄存器，用来储存计算所产生的中间结果和其它数据。有些指令属于累加器型指令，即必须有累加器参与运算。
自1947年发明晶体管以来，半导体技术经历了晶体管、集成电路（Integrated Circuit，IC）、超大规模集成电路、甚大规模集成电路等几代，发展速度之快是其他产业所没有的，半导体技术对整个社会产生了巨大和广泛的影响。伴随着大规模集成电路技术的迅速发展，芯片的集成度越来越高。
将CPU集成在一个半导体芯片上，称为微处理器（MicroProcessor Unit，MPU）。1971年Inte 公司推出了世界上第一款微处理器——Intel 4004微处理器。
如果将构成计算机硬件系统的五大部件集成到一块集成电路芯片中，就成为了单片机（Single Chip Microcomputer，SCM）。1974年Fairchild公司推出了世界上第一款单片机——F8单片机。
1.1.3指令系统与寻址方式
1.1.3.1指令系统
指令系统（Iustruction Set）是某个CPU所能处理的全部机器指令的集合，这些机器指令可称为机器码（machine code），或，机器语言（machine language）。指令系统表征了此CPU最根本的特性，不同的CPU具有不同的指令系统。指令系统是计算机硬件和软件之间的桥梁，指令系统包含了许多执行各种类型操作的指令，每条指令完成一种特定的操作。计算机系统完成某项工作，往往需要一系列相应的指令。
每一条机器指令实际上就是一串二进制数据，一般包括两个部分：操作码（opcode）和形式地址（formal address），形式地址也可称为操作数（operand）。每一条指令都有一个唯一确定的操作码，操作码其实就是该指令的序列号（编号）。操作码经过译码后产生执行本指令操作所需的微操作控制信号，控制计算机的各部件完成规定的操作。形式地址则复杂一些，可以是操作数、寄存器的编号、操作数的地址或下一条指令的地址等等。在某些特殊的指令中，形式地址可以部分或全部省略，比如一条空指令就只有操作码而没有形式地址。
指令系统可以有数十条、上百条甚至更多条指令，这些指令按其功能大致可以分成以下几种类型。
1)数据传送类指令
CPU在进行算术运算或逻辑运算时，都需要操作数，所以，数的传送是一种最基本、最主要的操作。数据传送类指令的功能是用于控制数据信息在计算机各组成部件之间的传送操作。具体可实现寄存器与寄存器之间、寄存器与存储器之间以及寄存器与输入／输出端口之间的数据传送操作等。
2)算术运算和逻辑运算类指令
多数CPU具有加、减、乘、除四种基本的算术运算指令和与、或、非、异或四种基本的逻辑运算指令，带有浮点部件的计算机还可以具有浮点运算指令。
3)程序控制类指令
此类指令用于控制程序的执行顺序，使程序具有测试、分析与判断的能力，包括：转移控制指令、子程序调用和返回指令、中断控制指令等。
4)处理器控制类指令
此类指令专门用于控制处理器的工作状态，如进入休眠、关闭等状态。
采用汇编语言（assembly language）或高级语言编写出的程序，都需经汇编、解释或编译等方式转换为机器语言后才能被CPU识别并执行。
1.1.3.2寻址方式
寻址方式是指令系统设计的重要内容，它对于丰富程序设计手段、方便程序编制、提高程序的质量、减少访问主存的次数以及压缩程序占用的内存空间等方面都起着重要作用。每种指令系统都有自己的一套寻址方式，一般应具有以下几种寻址方式。
1)立即数寻址
指令所需的操作数就是该指令的形式地址，也即指令中的形式地址直接提供的就是操作数本身。
2)寄存器寻址
指令所需的操作数在CPU内部的寄存器中，指令中的形式地址提供的是存放操作数寄存器的编码。采用寄存器操作数，不仅可以减少指令的长度，而且执行指令时，全部操作在CPU中完成，不需使用总线操作周期来存取操作数，这就使得指令执行速度较快。
3)直接寻址
指令所需操作数在某存储单元中，指令中的形式地址给出的就是该存储单元的地址。
4)寄存器间接寻址
寄存器间接寻址是把形式地址指定的寄存器的内容作为操作数的有效地址，由该地址所指定的存储单元的内容作为操作数。
在寄存器间接寻址中，寄存器如同一个地址指针。如果寄存器的内容在程序运行期间进行修改，那么使用这种寻址方式的同一指令可以对不同存储单元进行操作。因此，这种寻址方式适用于数组变量或表格进行处理。
1.2嵌入式系统与单片机系统
1.2.1嵌入式系统
嵌入式系统是1970年左右出现的概念。它是面向测控对象，嵌入到实际应用系统中的计算机系统的统称。实时性是其主要特征，另外在可靠性、物理尺寸、重启动和故障恢复方面也有特殊要求，因而相对于通常的计算机应用设计更为复杂，涉及面也更为广泛。
根据IEEE的定义，嵌入式系统（Embedded System）是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”（devices used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants）。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。
不过，上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统，由于其体系结构、应用环境等要求不同，嵌入式系统有许多类型。如果从形式上进行归类的话，则嵌入式系统可分为系统级、板级和器件级。
系统级为各种类型的工控机，包括通用机改装的工控机、各种总线方式的工控机或模块化的工控机等。板级有各种类型的带CPU的主板及OEM（Original Equipment Manufacturer）产品。这两者均基于通用计算机系统，即将通用计算机系统用于测控对象。
器件级则以单片机最为典型，单片机从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，具有体积小、可靠性高等特点，单片机的种类众多，可满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行及控制品质等方面的要求，开发者可根据具体要求选用最佳型号的单片机嵌入到应用系统中。因此单片机构成的系统，是发展最快、品种最多、数量最大、应用最广的嵌入式系统。
另外，不少半导体制造商以嵌入式应用为目标，将通用微处理器改造，增加满足测控对象要求的外围接口电路，用于测控领域，形成了嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit，EMPU)，是另一类器件级嵌入式系统。例如由80386改造成的386EX。这类嵌入式系统有良好的开发环境与操作系统支持。
最近若干年来，器件级的片上系统（System on a Chip，SoC）和片上可编程系统（System on
a Programmable Chip，SoPC）的研究和应用取得了很大的进展。
SoC是定制集成电路（Application Specific Integrated Circuits，ASIC）设计方法学中的新技术，以IP（Intellectual Property）复用技术为基础。IP是一种预先设计好，并已经过验证，具有某种确定功能的集成电路、器件或部件，有3 种不同的形式：软IP核（soft IP core）、固IP核（firm IP core）和硬IP核(hard IP core)。IP复用技术使芯片设计从以硬件为中心，逐渐转向以软件为中心；从门级的设计，转向IP模块和IP接口级的设计。SoC集软、硬件于一体，并追求产品系统最大包容的集成芯片。基于IP进行SoC 设计的最早报道是1995 年LSILogic 公司为SONY 公司设计的SoC。由于SoC 可以利用已有的设计，显著提高了设计效率，因此发展非常迅速。
著名的可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，PLD）生产厂家美国Altera公司提出了基于PLD的SoC设计方案，即SoPC。SoPC是SoC技术和可编程逻辑技术结合的产物，是一种特殊的嵌入式系统。首先它是SoC，即可以由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能；其次，它还是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备一定的系统可编程功能。
嵌入式系统的应用前景是非常广泛的，人们将会无时无处不接触到嵌入式产品。嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机。一台通用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem（modulate and demodulate）、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB（Universal Serial Bus）集线器等均是由嵌入式处理器控制的。另外，制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、信息家电（Information Appliance，IA）类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。
嵌入式系统包括构成软件运行的嵌入式计算机和嵌入式操作系统、应用软件两部分。
1.2.2单片机系统
单片机系统是以单片机为主要器件构成的嵌入式系统，其性能特性主要由所采用的单片机确定。随着微电子技术、集成电路设计和制造技术、EDA（Electronic Design Automation）工具的发展，单片机必然会向SoC方向发展。
通俗的来讲，所谓单片机就是把CPU、存储器、输入／输出等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，为片上计算机（computer-on-a-chip），其运行所需的程序通常固化在半导体只读存储器中，称之为固件（firmware）。目前，单片机内部所集成的部件越来越丰富，采用一片单片机就实现一个单片机系统已成为可能。
自单片机诞生至今，已发展为上百种系列、数千个机种，单片机的发展历史大致经历了可分为以下几个阶段。
1)第一阶段（1976年～1978年），单片机的探索阶段。
此阶段是单片机的诞生和快速发展阶段，“单机片——Single Chip Microcomputer”一词即由此阶段得来。单片机与通用计算机走的是完全不同的发展道路，在开创嵌式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。Intel公司推出的MCS-48系列单片机是计算机进入工控领域的探索。参与这一探索的还有Motorola 、Zilog等公司，都取得了满意的效果。此阶段的单片机由4位机发展为8位机，普遍采用NMOS工艺，NMOS工艺的主要特点是：速度低、功耗大、集成度低。
2)第二阶段（1978年～1982年），单片机的完善阶段。
Intel公司在MCS-48 系列单片机的基础上推出了MCS-51系列单片机，它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机的体系结构。
①MCS-51系列单片机采用了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位
地址总线、控制总线，并提供了具有多机通信功能的串行通信接口。
②增加了体现工控特性的位地址空间和位操作方式，即布尔变量和布尔指令。
③指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。
3)第三阶段（1982年～1990年），8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也
是单片机向微控制器发展的阶段。
随着MCS-51系列单片机的广泛应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核生产各自的51内核单片机，主要的技术发展方向如下。
①不断扩展满足嵌入式应用所需的各种外围电路与接口电路，突显其智能化控制能力。许
多电气厂商将在测控系统中使用的多通道模数转换器（Analogue-to-Digital Converter，
ADC）、数模转换器（Digital-to-Analogue Converter，DAC）、电路技术、接口技术、
可靠性技术等应用到51内核单片机中，强化了智能控制的特征。
②普遍采用CMOS工艺，并逐渐采用高速低功耗的HMOS（High-performance n-channel
MOS）工艺和CHMOS（或称HCMOS，是CMOS和HMOS的结合）工艺。
单片机所涉及的领域与对象系统密切相关，因此，电气、电子技术厂家义不容辞地担当了发展单片机的重任。从这一角度来看，Intel公司逐渐淡出单片机的发展转而大力发展微处理器也有其客观因素。Philips公司可以说是最著名的单片机制造厂商，Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势将MCS-51从单片机迅速推向51兼容微控制器。
此阶段的代表产品有：Intel公司的MCS-51、Motorola公司的MC6801、Zilog公司的Z8、TI公司的TMS7000等系列。
在16位单片机方面，Intel公司推出的16位MCS-96单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，初显了微控制器的特征。TI公司的TMS9900、NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等都是16位单片机。
4)第四阶段（1990年～），单片机的全面发展及32位机的推出阶段。
随着单片机在各个领域全面、深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位／16位／32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。代表当前最高性能和技术水平的32位单片机具有极高的集成度，采用精简指令系统计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）结构，指令系统进一步优化，运算速度可动态改变，具有性能强大的中断控制系统、定时／事件控制系统、同步／异步通信控制系统。这类单片机主要应用于汽车、航空航天、高级机器人、军事装备等方面。它代表着单片机发展中的高、新技术水平。
我国开始使用单片机是在1982年，短短五年时间就得到了广泛的应用。1986 年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，我国单片机开发生产以及单片机应用技术飞速发展，与它相应的专业杂志现在也有很多，比如由单片机界的权威何立民主编的《单片机与嵌入式系统应用》杂志现已风靡电子界。
随着单片机的发展，单片机的应用软件技术也发生了巨大的变化，从最初普遍采用汇编语言开发，开始转到采用C语言开发，不但增加了语言的可读性和结构性，而且对于跨平台的移植也提供了方便。众多的软件公司提供了专业的集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE），如用于51内核单片机的μVision、用于ARM系列单片机的MDK等。IDE 一般都包括了文本编辑器、交叉编译器、连接器、模拟器以及硬件调试所需的调试主机端软件等。另外，一些复杂的单片机系统也开始采用嵌入式操作系统，如Windows CE、Linux、μClinux、μC ／OS等，一方面提高了开发速度，节省了开发成本，同时也便于实现更复杂的系统功能。
可以说，现在单片机正处在百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。单片机的主要发展趋势如下所述。
1)微型单片化和SoC
现在的单片机普遍都是将CPU、RAM、ROM、并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上，增强型的单片机还集成了如ADC、DAC、脉宽调制（Pulse width modulation，PWM）电路、WDT，有些单片机将液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）的驱动电路都集成在单一的芯片上。单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大，甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。
现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中表面封装越来越受欢迎。
目前低端定位的单片机仍然走俏，但高端的单片机却是风起云涌。SoC概念和应用技术的出现，为各种应用提供了一个新的实现技术，标志着现代电子技术应用即将进入了SoC阶段。SoC这种新的电子系统实现技术，为信息技术的应用提供坚实的基础，因此，完全可以称之为SoC革命。同时，SoC也为单片机技术提供了更广阔的应用领域，使单片机应用技术发生了革命性的变化。
2)低功耗CMOS化
为了降低单片机的功耗，现在各单片机生产厂家基本都采用了CMOS工艺。CMOS芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态，但由于其物理特征决定其工作速度不够高。而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在低功耗（如电池供电的）系统中应用。目前生产的CHMOS电路已达到LSTTL的速度，传输延迟时间小于2ns，其综合优势已超过TTL电路。
目前单片机的工作电流已降至mA级，甚至μA级，供电电压的下限已达1~2V，0.8V供电的单片机已经问世。低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。
3)低噪声与高可靠性
为提高单片机的抗电磁干扰（Electromagnetic Interference，EMI）能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片机生产厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施。
4)高性能化
首先主要是指进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用RISC结构和流水线技术，可以大幅度提高运行速度，指令速度已高达100MIPS（Million Instruction Per Second）以上，同时加强了位处理功能、中断和定时控制功能。由于此类单片机有极高的指令执行速度，就可以利用软件实现一些输入／输出功能，由此引入了虚拟外设的新概念。其次，是增加单片机内的ROM和RAM的容量，以满足复杂应用的需要。
5)串行扩展技术
在很长一段时间里，通用型单片机通过总线方式扩展外围器件是单片机应用的主流结构。随着低价位OTP（One Time Programmable）及各种类型片内程序存储器的发展，加之外围接口不断被集成到单片机片内，已引起了单片机应用结构的变化。特别是I2C（Inter-Integrated Circuit，Philips公司的标准，也可称为SMBus，System Management Bus，Intel公司的标准）、SPI（Serial Peripheral Interface，Motorola公司的标准）等串行总线的引入，使得单片机的引脚得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。
6)主流与多品种共存
单片机的品种繁多，各具特色。以4位、8位机为主的小容量、低价格的单片机也可把以往用数字逻辑集成电路组成的控制电路单片化，广泛用于家电产品。以80C51为核心的单片机占据了单片机的半壁江山。而Microchip公司的PIC也有着强劲的发展势头，此外还有Motorola 公司的产品，日本几大公司的专用单片机。将不存在某个单片机一统天下的垄断局面，走的是依存互补，相辅相成、共同发展的道路。
7)广泛采用FLASH存储技术
FLASH存储技术的应用彻底改变了单片机系统的实现、调试和维护方法。采用FLASH实现的程序存储器，使得单片机提供在线编程能力成为可能。线编程加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。在线编程目前有两种不同方式，即ISP（In-System Programming）和IAP（In-Application Programming）。用户可以通过下载线以特定的时序对具备ISP功能的单片机进行在线编程，即将程序下载至FLASH程序存储器中，但用户程序自身不能对FLASH程序存储器中的程序／数据做修改。而具备IAP功能的单片机，除了具有ISP的功能外，用户程序也可以修改FLASH程序存储器中的程序／数据。因此，对于具备IAP功能的单片机来说，产品的软件升级十分方便，可以实现远端自动升级。而且，FLASH程序存储器还可作为非易失性数据存储器，存储一些重要的数据，这对于工业实时控制和数据的保存提供了方便。
8)多核结构的处理器
随着嵌入式应用的深入，特别是在数字通信和网络中的应用，对处理器提出了更高的要求。为适应这种情况，现在已出现多核结构的处理器。目前较为流行的是将通用型MPU／MCU和DSP集成在一个单内核，可以满足既需要控制、输入／输出操作等通用功能又需要DSP（Digital Signal Processing）功能的应用场合，比使用单独MCU和DSP更具有优势。
目前，功能少的单片机只有数个引脚，而功能强大的单片机可有数百个引脚。大多单片机采用各种体积非常小的表贴封装（Surface-Mounted Device，SMD）。目前，成品封装最小的单片机其面积只有3×3mm2（C8051F300，11个引脚）。单片机的价格一般在几元人民币到几十元人民币之间。
大多数单片机系统，特别是系统规模比较小的单片机系统，软件系统只有应用软件而无系统软件；而少数会提供简化的系统软件，如：监控程序（又称管理程序）。监控程序通常在单板机、单片机系统中使用，程序长度一般为1～8K字节。监控程序可以对键盘、LED（Light-Emitting Diode）显示器和被控对象进行监督和管理，并能提供一套操作使用机器的简便方法，等等。
在国外，通常将单片机称为微控制器（Microcontroller Unit，MCU；Microcontroller，μC）。microcontroller，由micro和controller 组成，micro表明此设备体积较小，而controller表明此设备是用于对对象、过程或者事件的控制。而在嵌入式领域，微控制器又可称为嵌入式控制器（embedded controller），微控制器及其外围电路通常被安装在被控设备中。
本教材采用国内惯用的“单片机”一词来称呼微控制器和嵌入式控制器。
1.2.2.1单片机的特点与分类
单片机的特点
单片机是大规模集成电路技术发展的产物。现今，单片机的种类层出不穷，功能也越来越强，使其具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。因而在各个领域都得到了迅猛的发展。单片机主要有如下的特点。
1)集成度高、体积小和具有很高的可靠性
单片机把实现计算机所需的各功能部件都集成在一块芯片上，同时却具有较小的体积，因此减弱了外界电磁场对单片机本身的干扰。采用单片机的嵌入式系统，减少了外围所需的接口芯片，电路板的规模、复杂程度和外部各芯片间的连线也得以大大地下降了，明显地提高了系统的可靠性与抗干扰能力。使用低功耗、低电压的单片机还可以简化电源电路和降低对散热的要求，提高了系统的可靠性，也便于生产便携式产品。
2)易于开发
单片机所集成的各种接口为系统的扩展提供了多种可选的方法，如，标准的并行总线、各种串行总线等，可以满足对速度、复杂度等不同要求。单片机的高度集成化和易于扩展的特性，降低了硬件设计的的难度，硬件的调试也相对容易了，开发的主要精力可以集中在软件的编写和调试上。
单片机原理及其接口技术实验指导书 实验1 Keil C51的使用（汇编语言） 一.实验目的： 初步掌握Keil C51（汇编语言）和ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱的操作和使用，能够输入和运行简单的程序。 二.实验设备： ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱一台、具有一个RS232串行口并安装Keil C51的计算机一台。 三.实验原理及环境： 在计算机上已安装Keil C51软件。这个软件既可以与硬件（ZY15MCU12BD型综合单片机实验箱）连接，在硬件（单片机）上运行程序；也可以不与硬件连接，仅在计算机上以虚拟仿真的方法运行程序。如果程序有对硬件的驱动，就需要与硬件连接；如果没有硬件动作，仅有软件操作，就可以使用虚拟仿真。 四：实验内容： 1.掌握软件的开发过程： 1）建立一个工程项目选择芯片确定选项。 2）加入C 源文件或汇编源文件。 3）用项目管理器生成各种应用文件。 4）检查并修改源文件中的错误。 5）编译连接通过后进行软件模拟仿真。 6）编译连接通过后进行硬件仿真。 2.按以上步骤实现在P1.0输出一个频率为1Hz的方波。 3.在2的基础上，实现同时在P1.0和P1.1上各输出一个频率同为1Hz但电平状态相反的方波。 五：程序清单： ORG 0000H AGAIN：CPL P1.0 MOV R0，#10 ;延时0.5秒 LOOP1：MOV R1，#100 LOOP2：MOV R2，#250 DJNZ R2，$ DJNZ R1，LOOP2 DJNZ R0，LOOP1 SJMP AGAIN END 六：实验步骤： 1.建立一个工程项目选择芯片确定选项 如图1-1所示：①Project→②New Project→③输入工程名test→④保存工程文件（鼠标点击保存按钮）
复习题及答案 （一）选择题（在每个小题四个备选答案中选出一个正确答案，填在题的括号中） 1、80C51基本型单片机内部程序存储器容量为（C）。 （A）16K （B）8K （C）4K （D）2K 2、在80C51单片机应用系统中，可以作为时钟输出的是（C）引脚。 （A）（B）RST （C）ALE （D） 3、在80C51的4个并行口中，能作为通用I/O口和高8位地址总线的是（C）。 （A）P0 （B）P1 （C）P2 （D）P3 4、当优先级的设置相同时，若以下几个中断同时发生，（D）中断优先响应。 （A）（B）T1 （C）串口（D）T0 5、在80C51中，要访问SFR使用的寻址方式为（A）。 （A）直接寻址（B）寄存器寻址（C）变址寻址（D）寄存器间接寻址 6、以下的4条指令中，不合法的指令为（D）。 （A）INC A （B）DEC A （C）I NC DPTR （D）SWAP ACC 7、当需要扩展一片8K的RAM时，应选用的存储器为（B）。 （A）2764 （B）6264 （C）6116 （D）62128 8、若想扩展键盘和显示，并希望增加256字节的RAM时，应选择（A）芯片。 （A）8155 （B）8255 （C）8279 （D）74LS164 9、80C51单片机要进行10位帧格式的串行通讯时，串行口应工作在（B ）。 （A）方式0 （B）方式1 （C）方式2 （D）方式3 10、80C51复位初始化时未改变SP的内容，第一个入栈的单元地址为（A）。 （A）08H （B）80H （C）00H （D）07H 二、填空题 1、计算机的经典结构由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组 成。 2、80C51单片机基本型内部RAM有128个字节单元，这些单元可以分为三个用途不同 的区域，一是工作寄存器区，二是位寻址区，三是通用数据区区。 3、在8051单片机中，由 2 个振荡周期组成1个状态周期，由 6 个状态周期组成1 个机器周期。 4、8051的堆栈是向地址的高端生成的。入栈时SP先加1，再压入数据。 5、对于80C51无嵌套的单级中断，响应时间至少 3 个机器周期，最多8个机器周期。 三、简答题 简述80C51单片机的I/O口的功能和特点； 答：P0：地址总线低8位/数据总线和一般I/O口 P1：一般I/O口 P2：地址总线高8位和一般I/O口 P3：第二功能和一般I/O口 4个口作为一般I/O时均为准双向口。 5、简述80C51单片机指令系统的特点及寻址方式。
0924]《单片机原理与接口技术》 作业一 [单选题]MCS―51单片机一个机器周期由（）个振荡周期构成；A：2 B：4 C：8 D：12 参考答案：D [多选题]电子计算机的硬件系统主要组成部分有（）A：CPU B：存储器 C：输入设备 D：输出设备 参考答案：ABCD [单选题]MCS-51单片机是（）位机。 A：4 B：8 C：16 D：32 参考答案：B [单选题]使用MCS51汇编语言指令时，标号以（）开始。 A：标点符号 B：数字 C：英文字符 D：中文字符 参考答案：C
[多选题]CPU的主要组成部分有（） A：运算器 B：控制器 C：程序存储器 D：数据存储器 参考答案：AB [判断题]MCS-51单片机复位后，RS1、RS0为0、0，此时使用0组工作寄存器。 参考答案：正确 [判断题]MCS-51单片机复位后，部特殊功能寄存器均被清零。 参考答案：错误 [填空题] 1.十六进制数30H等于十进制数（）； 2.十六进制数20H的压缩BCD码为（）； 3.与十进制数40相等的十六进制数为( )； 4.十六进制数037H对应的压缩BCD码可表示为( )； 5.字符"A”的ASCII码为（）； 6.字符"D”的ASCII码为（）； 7.字符"1”的ASCII码为（）； 8.字符"5”的ASCII码为（）； 9.位09H所在的单元地址是（）字节的（）位； 10.编写程序时使用的程序设计语言有（）、（）、（）三种； 11.MCS―51单片机有四个工作寄存器区，由PSW状态字中的（）、（）两位的状态来 决定； 12.定时器的工作方式（）为16位为定时/计数方式； 13.串行通讯分为（）和（）两种基本方式； 14.串行通讯工作方式1和方式3的波特率有SMOD值和（）控制。 参考答案：
单片机原理与接口技术习题答案 习题与思考题1 1-2 单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？ 答：与通用微型计算机相比，单片机的硬件上，具有严格分工的存储器ROM和RAM和I/O端口引脚具有复用功能；软件上，采用面向控制的指令系统和硬件功能具有广泛的通用性，以及品种规格的系列化。单片机还具备体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、灵活性强、可靠性高等特点。 1-4 单片机的几个重要指标的定义。 答：单片机的重要指标包括位数、存储器、I/O口、速度、工作电压、功耗和温度。 习题与思考题2 2-2 MCS-51单片机的EA、ALE和PSEN端的功能是什么？ 答：ALE——ALE为地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0送出的低8位地址信号。 PSEN——外部程序存储器的读选通信号。当访问外部ROM时，PSEN产生负脉冲作为外部ROM的 选通信号；在访问外部RAM或片内ROM时，不会产生有效的PSEN信号。PSEN可驱动8个LSTTL 门输入端。 EA——访问外部程序存储器控制信号。对8051和8751，它们的片内有4KB的程序存储器。当EA为 高电平时，CPU访问程序存储器有两种情况：一是访问的地址空间在0～4K范围内，CPU访问片内 程序存储器；二是访问的地址超出4K时，CPU将自动执行外部程序存储器的程序。对于8031，EA 必须接地，只能访问外部ROM。 2-3 程序计数器（PC）有多少位？它的主要功能是什么？ 答：程序计数器有16位，它的功能和一般微型计算机的相同，用来存放下一条要执行的指令的地址。当按照PC 所指的地址从存储器中取出一条指令后，PC会自动加l，即指向下一条指令。 2-5 MCS-51单片机如何实现工作寄存器组R0~R7的选择？ 答：每个工作寄存器组都可被选为CPU的当前工作寄存器，用户可以通过改变程序状态字寄存器（PSW）中的RS1、RS0两位来任选一个寄存器组为当前工作寄存器。 RS1RS0寄存器组R0R1R2R3R4R5R6R7 000组00H01H02H03H04H05H06H07H 011组08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH 102组10H11H12H13H14H15H16H17H 113组18H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH 2-6 单片机复位后，各特殊功能寄存器中的初始化状态是什么？ 答： 特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ACC00H TMOD00H PC0000H TCON00H PSW00H TL000H SP07H TH000H DPTR0000H TL100H P0~P30FFH TH100H IP xx000000B B00H IE0x000000B SCON00H PCON0xxx0000B SBUF不定
单片机原理及接口技术课后答案_（第三版） 第一章 1.单片机具有哪些特点 （1）片内存储容量越来越大。 （2抗干扰性好，可靠性高。 （3）芯片引线齐全，容易扩展。 （4）运行速度高，控制功能强。 （5）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。2. 89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 3.什么是微处理器(CPU)、微机和单片机？ 答：微处理器本身不是计算机，但它是小型计算机或微机的控制和处理部分。微机则是具有完整运算及控制功能的计算机，除了微处理器外还包括存储器、接口适配器以及输入输出设备等。 单片机是将微处理器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机。 4. 微型计算机怎样执行一个程序？ 答：通过CPU指令，提到内存当中，再逐一执行。 5.什么是嵌入式系统？他有哪些类型？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答; 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
它有嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统等。 嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。它从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好的满足面对控制对象，应运系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求。因此，她是典型的嵌入式系统。 第二章 1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 2.89C51的EA端有何用途？ 答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内https://www.doczj.com/doc/177472943.html,并执行内部程序，存储器。/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。/EA 端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：ROM（片内ROM和片外ROM统一编址）（使用MOVC）（数据传送指令）（16bits地址）（64KB） 片外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB） 片内RAM（MOV）（8bits地址）（256B） 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：片内RAM有256B 低128B是真正的RAM区 高128B是SFR（特殊功能寄存器）区 5. 简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。 答：片内RAM区从00H~FFH（256B） 其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区 对应的位地址是00H~7FH
第九章复习思考题 1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口？ 输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。 2. 简述输入输出接口的作用。 I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。 3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？ 在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。 在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。 条件控制方式也称为查询方式。CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。 在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。传输完数据后，返回原来的程序继续执行。 直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。 4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。 图9.1题3接口电路原理图
《单片机原理及接口技术》试卷（闭卷A卷） 一.单项选择题（每题1分，共20分） 1.DPTR为（） A.程序计数器 B.累加器 C.数据指针寄存 器 D.程序状态字寄存 2.PSW的Cy位为（） A.辅助进位标志 B.进位标志 C.溢出标志位 D.奇偶标志位 3.MCS－51单片机片内ROM容量为（） A.4KB B.8KB C.128B D.256B 4.MCS－51单片机片要用传送指令访问片外数据存储器，它的指令操作码助记符是以下哪个？（ ） A.MUL B.MOVX C.MOVC D.MOV 5.direct表示（） A.8位立即数 B.16位立即数 C.8位直接地址 D.16位地址 6.堆栈指针SP是一个（）位寄存器 A.8 B.12 C.13 D.16 7.定时器/计数器工作方式选择中，当M1M0＝11时，其工作方式为（） A.方式0 B.方式1 C.方式2 D.方式3 8.定时器/计数器工作方式0为（） A.13位定时/计数方式 B.16位定时/计数方式 C.8位可自动装入计数初值方式 D.2个8位方式 9.MCS－51的最小时序定时单位是（） A.节拍 B.状态 C.机器周期 D.指令周期 10.＃data表示（） A.8位直接地址 B.16位地址 C.8位立即数 D.16位立即数 11.主频为12MHz的单片机它的机器周期为（） A.1/12微秒 B.0.5微秒 C.1微秒 D.2 微秒 12.MCS-51单片机在同一优先级的中断源同时申请中断时，CPU首先响应（）。 A.外部中断0 B.外部中断1 C.定时器0中断 D.定时器1中断 13.MOVC A ,@A+PC指令对于源操作数的寻址方式是（） A.寄存器间接寻址 B.寄存器寻址 C.立即寻址 D.变地寻址 14. PSEN为（）A.复位信号输入端 B.地址锁存允许信 号输出端 C.程序存储允许输出端 D.程序存储器地址 允许输入端 15.MCS－51单片机的一个机器周期由（）个振荡脉冲组成。 A.2 B.4 C.6 D.12 16.MOVC A ,#30H指令对于源操作数的寻址方式 是（） A.寄存器间接寻址 B.寄存器寻址 C.立即寻址 D.变地寻址 17.计算机能直接识别的语言为（） A.汇编语言 B. 机器语言 C.自然语言 D.硬件和软件 18．PSW的OV位为（） A.辅助进位标志 B.进位标志 C.溢出标志位 D.奇偶标志位 19．在单片机中（）为程序存储器。A．ROM B. RAM C.EPROM D.EEPROM 20．能用紫外线光擦除ROM中的程序的只读存储器为（） A.掩膜ROM B.PROM C.EPROM D.EEPROM 二、填空（每题 2 分，共 10 分） 1、从单片机系统扩展的角度出发，单片机的引脚可以构成三总线结构，即总线、地址总线和总线。 2、ALE信号的作用是。 3、MOV A，40H 指令对于源操作数的寻址方式是 寻址。 4、PC存放的内容为： 。 5、MCS-8051系列单片机字长是位，有 根引脚。 三、简答题：（共 25 分） 1、什么是单片机？简述单片机的应用领域。（15 分） 2、什么叫中断？中断有什么特点？（10 分） 四.已知：（R1）=32H,(30H)=AAH,(31H)=BBH,(32H) =CCH,求执行下列指令后累加器A.50H.R6.32H.和P 1口中的内容。(10分) MOV A ,#30H MOV 50H ,A MOV R6 ,31H
《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社 第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构 思考题及习题2 1．在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。答：2μs 2．AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。答：12 3．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在的字节地址分别为和。答：28H，88H 4．片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为。答：50H，A8H 5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。答：0 6．AT89S51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。答：04H，00H，0。 7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。答：00H，1FH 8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到，先弹出的是原来中的内容。答：PC, PC，PCH 9．AT89S51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。答：64 10．判断下列说法是否正确？ A．使用AT89S51单片机且引脚EA=1时，仍可外扩64KB的程序存储器。错 B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。错 C．在AT89S51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须事先预置为1。对 D．PC可以看成是程序存储器的地址指针。对 11．判断下列说法是否正确？
第一章 1:什么是单片机? 单片机是一种面向工业的微处理器，它将CPU、RAM、ROM存储器、定时计数器、中断系 统、I/O 接口电路集成在一个芯片上，也叫单片微型计算机。 由于体积小、功能强、可靠性高、功耗更低，可以嵌入到任何工业设备和仪器仪表中，被作为嵌入式控制器，被广泛地应用在工业控制领域。 2 单片机有哪些特点？ 答: （1）单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM 则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。（2）采用面向控制的指令系统。（3）单片机的I/O 引脚通常是多功能的。（4）单片机的外部扩 展能力强。（5）单片机体积小，成本低，运用灵活，易于产品化。（6）面向控制，能有 针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。（7）抗干扰 能力强，适用温度范围宽。（8）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效 率和可靠性大为提高。 3 单片机的应用有哪些？ 答: （1）工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、测控系统等。（2）仪器仪表。如智能仪表、医疗器械、数字示波器等。（3）计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。（4）商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。（5）家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。（6）消费类电子产 品。（7）通讯设备和网络设备。（8）儿童智能玩具。（9）汽车、建筑机械、飞机等大型 机械设备。（10）智能楼宇设备。（11）交通控制设4．常见的单片机有哪些类型？ 答: 1 ．AVR 单片机；2．Motorola 单片机；3．MicroChip 单片机；4．Scenix 单片机；5．EPSON 单片机；7．GMS90 单片机；8．华邦单片机9．Zilog 单片机；10．NS 单片机；11．AX1001 单片机 第二章 1,MCS-51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件 答:（1）1 个8 位的微处理器CPU。（2）8KB 的片内程序存储器Flash ROM（51 子系列 的Flash ROM为4KB），用于烧录运行的程序、常数数据。（3）256B 的片内数据存储器 RAM（51 子系列的RAM 为128B），在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函 数相互传递的数据、接收的外部数据、中间结果、最后结果以及显示的数据等。（4）3 个
第1章单片机概述 1．除了单片机这一名称之外，单片机还可称为和。 答：微控制器，嵌入式控制器。 2．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和3部分集成于一块芯片上。 答：CPU、存储器、I/O口。 3．8051与8751的区别是。 A．内部数据存储单元数目不同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．内部寄存器的数目不同 答：C。 4．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。 A．辅助设计应用；B．测量、控制应用；C．数值计算应用；D．数据处理应用答：B。 5．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机它们之间有何区别？ 答：微处理器、微处理机和CPU都是中央处理器的不同称谓；而微计算机、单片机都是一个完整的计算机系统，单片机特指集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 6．MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？ 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器，8051片内有4KB的程序存储器ROM，而8751片内集成有4KB的程序存储器EPROM。 7．为什么不应当把51系列单片机称为MCS-51系列单片机？ 答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。 8．AT89C51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一种型号的产品？ 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89C51芯片内的4KB Flash存储器取代了87C51片内的4KB的EPROM。
单选题 1.执行中断返回指令RETI，会从堆栈取出数作为地址送给（C ）。 1. A. DPTR 2. B. PSW 3. C. PC 4. D. Rn 2、从MCS-51单 片机外部数据 存储器取数据 时，可以采用指 令（D ）。 1. A. MOV A , R1 2. B. POP A 3. C. MOVC A , @A+DPTR 4. D. MOVX A , 3、指令MOV A, @R0 中源操作 数的寻址方式 为（B ）。 1. A. 寄存器寻 址
2. B. 寄存器间接寻址 3. C. 立即寻址 4. D. 直接寻址 4、MCS-51单片机是根据（A ）中的数值作为 地址读取指令。 1. A. PC 2. B. DPTR 3. C. SP 4. D. PSW 5、8051单片机使用2MHz的晶振，一个机器周期是（C ）微秒。 1. A. 1 2. B. 4
3. C. 6 4. D. 12 6、用于设置定时器/计数器工作方式的寄存器是（D ）。 1. A. PCON 2. B. TCON 3. C. SCON 4. D. TMOD 7、若需要从MCS-51单片机外部数据存储器取数据时，可以采用的指令为（A ）。 1. A. MOVX A, @R0 2. B. MOV A, @R1
3. C. MOVC A, @A + DPTR 4. D. POP A 8、MCS-51单片机复位操作会把PC初始化为( B )。 1. A. 0100H 2. B. 0000H 3. C. 0003H 4. D. 000BH 9、MCS―51单片机一个机器周期由（D）个振荡周期构成。 1. A. 1 2. B. 4 3. C. 6
单片机原理及接口技术复习要点 第1章微型计算机基础 1、常用进制转换 2、原码、补码表示方法及表示范围，符号扩展 3、无符号数及有符号数的加减运算 4、二进制数的逻辑运算 5、ASCII码及BCD码 第2章MCS-51单片机的结构和原理 1、CPU，存储器和总线等概念 2、单片机的定义及组成 3、8051单片机的内部RAM的结构 1）寄存器区（00H～1FH单元） 2）位寻址区（20H～2FH单元） 3）特殊功能寄存器 4、标志寄存器CY，OV，P 5、堆栈和SP 6、时钟和复位电路，复位时PC，SP的内容 7、MCS-51单片机引脚 第3章汇编语言与汇编程序 1、符号指令的寻址方式 （1）寄存器寻址 （2）立即寻址 （3）直接寻址 （4）间接寻址 （5）变址寻址 （6）位寻址 2、数据传送类指令 掌握：MOV，MOVC，MOVX，PUSH，POP 了解XCH，XCHD，SWAP 3、算术运算指令 掌握：ADD，ADDC，INC，SUBB，DEC，MUL，DIV，DA
4、逻辑运算及移位类指令 ANL，ORL，XRL，CPL，RR，RL，RRC，RLC 5、位操作指令 掌握SETB，CLR，MOV，了解ANL，ORL，CPL位操作 6、常量、数据标号和指令标号 7、汇编地址计数器$,ORG 8、指令周期、机器周期、状态 第4章汇编语言程序设计 1、顺序程序设计 BCD码，ASCII码相互转换， 2、分支程序设计 （1）条件转移指令：JZ，JNZ，JC，JNC，JB，JNB （2）比较不等转移指令：CJNE （3）无条件转移指令 （4）掌握AJMP，了解LJMP，JMP，SJMP 十六进制数与ASCII码的相互转换，无符号数比较大小 3、循环程序设计 掌握DJNZ指令，缓冲区数据读取，写入操作，多数据累加求和等。 4 子程序的概念，主程序与子程序间的参数传递，子程序的调用指令与返回指令，子程序的设计 第5章MCS-51单片机内部接口电路 1、接口的概念及功能 2、数据传送方式及特点 3、传送控制方式：查询方式、中断方式、DMA方式 4、中断的概念，处理过程，中断优先权，中断的处理过程、中断源、中断标志位、中断允许寄存器，中断入口地址 5、中断程序设计 主程序：中断入口地址设置；开中断源中断允许位，开CPU总中断 中断服务程序：注意保护现场和恢复现场，中断返回。
单片机原理及接口李朝青 1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件： (l)CPU(中央处理器):8位 (2)片内RAM:128B (3)特殊功能寄存器:21个 (4)程序存储器:4KB (5)并行I/O口:8位，4个 (6)串行接口:全双工，1个 (7)定时器/计数器:16位，2个 (8)片内时钟电路:1个 2.89C51的EA端有何用途？ 答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内flash Rom并执行内部程序，存储器。/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。/EA 端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。 3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址? 答：ROM（片内ROM和片外ROM统一编址）（使用MOVC）（数据传送指令）（16bits 地址）（64KB） 片外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB） 片内RAM（MOV）（8bits地址）（256B） 4. 简述89C51片内RAM的空间分配。 答：片内RAM有256B 低128B是真正的RAM区 高128B是SFR（特殊功能寄存器）区 5. 简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。答：片内RAM区从00H~FFH（256B） 其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区 对应的位地址是00H~7FH 6. 如何简捷地判断89C51正在工作? 答：用示波器观察8051的XTAL2端是否有脉冲信号输出（判断震荡电路工作是否正常？） ALE（地址锁存允许）（Address Latch Enable）输出是fosc的6分频用示波器观察ALE是否有脉冲输出（判断 8051芯片的好坏？） 观察PSEN（判断8051能够到EPROM 或ROM中读取指令码？） 因为/PSEN接外部EPROM（ROM）的/OE端子 OE=Output Enable（输出允许） 7. 89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?
单片机原理及接口技术第版张毅刚习题及答案 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第2章 AT89S51单片机的片内硬件结构 思考题及习题2 1．在AT89S51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。答：2μs 2．AT89S51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。答：12 3．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在的字节地址分别为 和 。答：28H，88H 4．片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为。答：50H，A8H 5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。答：0 6．AT89S51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。答：04H，00H，0。 7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。答：00H，1FH 8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回 到，先弹出的是原来中的内容。答：PC, PC，PCH
9．AT89S51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。 答：64 10．判断下列说法是否正确？ A．使用AT89S51单片机且引脚EA=1时，仍可外扩64KB的程序存储器。错 B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围 的低端还是高端。错 C．在AT89S51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须事先预置 为1。对 D．PC可以看成是程序存储器的地址指针。对 11．判断下列说法是否正确？ A．AT89S51单片机中特殊功能寄存器（SFR）占用片内RAM的部份地址。对 B．片内RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能进行字节寻址。错C．AT89S51单片机共有26个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。错 D．SP称之为堆栈指针，堆栈是单片机内部的一个特殊区域，与RAM无关。错 12．在程序运行中，PC的值是。答：C
习题答案
①②③④习题答案 第二章：硬件结构 一、填空 1. 0；低电平 2. 32；4；8；R0-R7 3. 上电复位；手动按键复位；00；00H-07H；11 4. 内部数据存储器；外部数据存储器；内部程序存储器；外部程序存储器；3 5. 256B；64KB 6. 0B；4KB 7. 1.2MHz；12MHz；1us 二、选择 1. ① 2. ④ 3. ① 4. ① 5. ② 6. ③ 7. ③ 8. ③ 9. ③ 三、判断 1. × 2. × 3. × 4. √ 5. × 6. × 7. × 8. × 9. ×
习题答案 第三章：指令系统 一、填空 1. 指令 2. 111；单；双；三 3. 7 4. 操作数；A；B；DPTR 5. 操作数；地址；R0；R1；DPTR 6. 直接 7. DPTR；PC；A；程序存储器 8. DPTR；SP；MOVX 9. 直接；立即 10. 80H
第三章：指令系统 一、填空 11. 68H 12. 68H 13. 62H；68H；36H 14. 41H；39H；88H 15. BFH；0；0；0 16. 2EH；1；1；0 17. 26H；1 18. 90H；06H；0；1 19. 10H；03H；0；0 20. 06H；09H 21. 00H；96H 二、选择 1. ④ 2. ③ 3. ④ 4. ②
第四章：程序设计 一、填空 1. 保护；恢复 2. 机器语言 3. 0500H;0505H;01H;0507H 二、编程 5.答案见课件
第五章：中断系统 一、填空 1. 共享 2. 外部 3. PC；PC；外部中断0矢量地址 4. 外部中断0 5. 电平；边沿 二、选择 1. ② 2. ③ 3. ④ 4. ① 5. ③ 6. ④ 7. ② 8. ② 三、编程 3.程序见下页
面向应用型人才培养--开展信号与信息处理课程群改革与实践 《单片机原理与接口技术》课程教学大纲 课程中文名称：单片机原理与接口技术C 课程英文名称：Principle of Single-chip Microcomputer and Interface Technology C 课程编号：00007162 学分：3.5总学时：56实验学时：16上机学时：0 开课学期：5 适用专业：应用物理学专业、光源与照明专业 先修课程：软件技术基础、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术 后续课程：单片机原理与接口技术课程设计、嵌入式系统基础及应用、智能仪器设计基础 开课单位：物理与光电工程学院 一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，即专业人才培养目标中的知识、能力和素质） 课程性质：单片机原理与接口技术是应用物理学专业和光源与照明专业高级专门技术人才和管理人才必修的专业技术基础课程。通过本课程的学习，使学生了解和掌握单片机技术的有关基本知识、基本理论、基本技能和科学思维方法，旨在于培养学生获取综合运用单片机技术的能力，为学生能够进一步独立分析和解决工程实践问题，开展新工艺、新技术创新奠定基础。 教学目标：通过本课程学习，使学生对单片机原理与接口技术的基础理论、基本内容和基本分析方法和算法进行充分的掌握和了解。学生在掌握微型计算机基础的前提下，能够掌握单片机的硬件结构与时序、单片机的指令系统、单片机汇编语言程序设计及仿真调试、单片机的C语言程序设计、单片机的中断系统、单片机的定时器/计数器、单片机的串行通信，以及掌握单片机与常用外设的接口设计，为今后从事单片机与接口技术方面的应用与研究打下基础。 二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求） 1.绪论（2学时） 教学内容：计算机的诞生、发展及基本结构，计算机类型划分，嵌入式计算机的类别及应用特点。 要求：了解单片机的应用领域，知道单片机能干什么，以提高学习的兴趣；了解单片微型计算机系统应用开发的特点，增加今后学习的针对性。 2.微型计算机基础（4学时） 教学内容：计算机中的数、编码和运算，微型计算机的基本结构，微型计算机的指令执行过程，微型计算机系统，单片微型计算机概述。 要求：了解计算机中数和其他信息的编码表达方式；了解计算机运算基础，理解加法在二进制运算中的重要地位；了解微型计算机的结构特点及各功能模块的作用和工作原理；了解微型计算机执行指令的例行程序，重点
第二章 1.89C51、87C51、80C51和80C31单片机的主要区别在那里？ 答：相同之处是：制造工艺都为CHMOS，都有128字节片内RAM、两个定时/计数器、4个8位I/O并行口，一个串行口和5个中断源。 主要区别： ①89C51片内4K字节FLASHROM； ②87C51片内4K字节EPROM； ③80C51片内4K字节掩膜ROM； ④80C31片内无程序存储器。 2.MCS-51单片机引脚有多少I/O线？它们和单片机对外的地址总线和数据总线有何关系？ 答：4个8位I/O并行口，一个串行口； 其中P0口为外接程存和数存的地址低8位和数据总线的时分复用接口； 其中P2口为外接程存和数存的地址高8位总线接口； 其中P1口为真正的用户口线； 其中P3口有第2功能； 以上4个口线在没有专用功能时，也可以做通用I/O口线用。 3.简述8031片内RAM区地址空间的分配特点。
答： MCS-51 单片机片内RAM 为 256 字节, 地址范围为00H ～FFH, 分为两大部分: 低 128 字节（00H ～7FH ）为真正的RAM 区； 高 128 字节（80H ～FFH ）为特殊功能寄存器区SFR 。 在低 128 字节RAM 中, 00H ～1FH 共 32 单元是 4 个通用工作寄存器区。每一个区有 8 个通用寄存器R0～R7。 4. MCS-51单片机由哪几个部分组成。 答： ① 一个8位CPU ； ② 4KB ROM or EPROM(8031无ROM)； ③ 128字节RAM 数据存储器； ④ 21个特殊功能寄存器SFR ； ⑤ 4个8位并行I/O 口，其中P0、P2为地址/数据线，可寻址64KB 程序存储器和64KB 数据存储器； ⑥ 一个可编程全双工串行口； ⑦ 具有5个中断源，两个优先级，嵌套中断结构； ⑧ 两个16位定时器/计数器； ⑨ 一个片内振荡器及时钟电路。 5. MCS-51单片机的,,EA ALE PSEN 信号各自的功能是什么？ 答：都是控制总线 ① PP V EA /：访问内部程序存储器的控制信号/编程电压输入端。1=EA 时，CPU 从片内读取指令，0=EA CPU 从片外读取指令。
一、选择题： 1.带符号的十进制数-5的8位补码是（） A.10000101 B.11111011 C.11111101 D.11111010 2.MCS-51片内程序存储器容量是（） A.1KB B.2KB C.3KB D.4KB 3. MCS-51片内数据存储单元的字节数是（） A.56 B.64 C.128 D.256 4. MCS-51片内定时/计数器的个数是（） A.1 B.2 C.3 D.4 5. MCS-51芯片的8位并行数据输入输出接口个数是（） A.1 B.2 C.3 D.4 6. MCS-51系统的中断源个数是（） A.2 B.3 C.4 D.5 7. MCS-51片内通用寄存器个数是（） A.4 B.8 C.7 D.6 8. MCS-51片内数据存储器的地址范围是（） A.00H—7FH B.00H--FFH C.00H—30H D.00H—1FH 9. MCS-51片内专用寄存器个数是（） A.8 B.16 C.21 D.24 10. MCS-51位寻址区的字节地址范围是（） A.00H—7FH B.00—1FH C.20H—2FH D.30H—7FH 11. MCS-51位寻址区的位地址范围是（） A.00H—7FH B.00—1FH C.20H—2FH D.30H—7FH 12. MCS-51外部数据存储器可扩展的最大存储空间是（） A.16KB B.32KB C.64KB D.256KB 13. MCS-51外部程序存储器可扩展的最大存储空间是（） A.16KB B.32KB C.64KB D.256KB 14.在MCS-51中，SP用于存放栈顶指针值。当数据压入堆栈时，SP自动（） A. 加1 B.减1 C.不变 D.加2 15. 在MCS-51中，SP用于存放栈顶指针值。当数据弹出堆栈时，SP自动（） A. 加1 B.减1 C.不变 D.加2 16. MCS-51指令寻址方式种类个数是（） A.5 B.6 C.7 D.8 17. MCS-51的无条件转移指令个数是（） A.1 B.2 C.3 D.4 18. 条件转移指令JZ产生转移的条件是（） A.（A）=0 B.（A）=1 C.（C）=0 D.（C）=1 19.循环控制指令DJNZ Rn ，REL终止循环的条件是（） A.（Rn）-1≠0 B. （Rn）-1=0 C. （Rn）+1≠0 D. （Rn）+1=0 20.已知 835AH：SJMP 35H，该指令执行后，程序转移到的地址是（） A. 835AH B.838FH C.8391H D.8381H 21. MOV R0，#72H XCH A，R0 SWAP A
单片机原理及接口技术 2017复习资料 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
“单片机原理及接口技术”复习 一、基本概念 1、什么是单片机？ 答：单片机（Single-Chip-Microcomputer）又称单片微控制器，其基本结构是将微型计算机的基本功能部件：中央处理机（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时器/计数器、中断系统等全部集成在一个半导体芯片上，因此，单片机其体积小、功耗低、价格低廉，且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能。 2、 8051单片机内部包含哪些主要功能部件？ 答： 8051单片机内部由一个8位的CPU、一个4KB的ROM、一个128B的RAM、4个8位的I/O并行端口、一个串行口、两个16位定时/计数器及中断系统等组成。 3、 MCS-51单片机内部RAM可分为几个区各区的主要作用是什么 内部数据存储器分为高、低128B两大部分。低128B为RAM区，地址空间 为00H～7FH，可分为：寄存器区、位寻址区、堆栈及数据存储区。存放程序 运算的中间结果、状态标志位等。高128B为特殊功能寄存器（SFR）区，地 址空间为80H～FFH，其中仅有21个字节单元是有定义的。 4、 MCS-51存储器结构的主要特点是什么程序存储器和数据存储器各有何 不同 MCS-51单片机的存储器结构与一般微机存储器的配置方法不同，把程序和数 据的存储空间严格区分开。数据存储器用于存放程序运算的中间结果、状态标 志位等。程序存储器用于存放已编制好的程序及程序中用到的常数。 5、MCS-51有哪几种寻址方式？