西安交通大学
“单片机原理及嵌入式系统”课程教学大纲
英文名称：Microcontroller(MCU) Principle and Embedded System
课程编码：COMP4013
学时： 50（含课外学时6，实验学时8）学分：2
适用对象：计算机、信通、自控等相关专业本科生
先修课程：计算机组成原理、汇编语言程序设计、微机原理与接口技术
使用教材及参考书：
1)刘慧银、程建平等主编，《Motorola 微控制器MC68HC08原理及
其嵌入式应用》，清华大学出版社，2001
2)李伯成编著，《单片机及嵌入式系统》，清华大学出版社，2005
3)邵贝贝、刘慧银等编著，《微控制器原理与开发技术》，清华大学
出版社，1997
一、课程性质、目的和任务
单片机原理及嵌入式系统是计算机、通信、自动控制等相关专业的一门重要课程。本课程的主要目的是让学生了解MCU的基本概念，掌握MCU的基本结构，相关MCU的编程技巧，MCU与嵌入式系统的关系，嵌入式系统的分类与最新嵌入式系统的开发方法及其相关技术。通过本门课程的学习，弥补硬件实验环节薄弱，学生动手能力差的不足，提高学生从事数据采集、过程控制、人工智能系统开发与调试的能力，为利用MCU及嵌入式技术解决问题，构建系统打下坚实的基础。
二、教学基本要求
1)了解MCU的基本原理和基本结构
2)掌握Motorola MCU 系列的指令系统及编程技巧
3)掌握最新MC68HC08微控制器的基本特征与多功能的特点
4)掌握多MCU通信的基本原理与方法
5)掌握嵌入式系统的分类与开发方法
6)具备利用MCU与嵌入式技术进行系统设计，调试与维护的能力
三、教学内容及要求
第一章：微控制器概论
MCU的基本概念与组成，包括：MCU的发展历史，微计算机技术的两大分支——微控制器与微处理器，MCU的开发手段，为什么要学MCU 和怎样学习MCU。
第二章：新一代8位微控制器物MC68HC08
MC68HC08系列微控制器概述，该MCU系列的结构与特点，MC68HC08 MCU的中央处理器CPU08的结构与组成。MC68HC908GP32 MCU概述。
第三章 MC68HC08 MCU中断与复位
MC68HC908GP32 MCU中断源，中断的处理，复位的方式与种类，系统集成模块的功能与作用。
第四章 MC68HC08 MCU指令系统及汇编语言程序设计
MC68HC08 MCU指令的分类，寻找方式。学习方式为授课与自学。要求学生掌握该系列MCU指令系统与寻址方式与IBM PC指令系统与寻址方式的联系与区别。MC68HC08 MCU汇编语言程序设计，汇编语言程序设计的格式，伪指令等。
第五章 MC68HC08 MCU的闪速存贮器
什么是闪速存储器？MC68HC908GP32 MCU闪速存储器的编程操作概述，闪速存储器的编程模式。
第六章 MC68HC908GP32 MCU定时器
定时器的结构及基本功能，输入捕捉与输出比较的概念，脉宽调制输出的概念及其它们的实现方式。
第七章时钟发生模块
通用锁相环频率合成器简介，MC68HC908GP32 MCU时钟发生模块，MC68HC908GP32 MCU时钟发生模块的组成与编程举例。
第八章 MC68HC908GP32 MCU的输入与输出
MC68HC908GP32 MCU输入与输出的种类，输入与输出功能的调度，SCI，SPI与A/D转换的方法与实现策略。
第九章 MC68HC08 MCU的C语言编程
方式：自学。学生应掌握如何用C语言来进行MC68HC08 MCU的程序设计。
第十章低功耗模式
什么是低功耗模式，MC68HC08 MCU的低功耗是如何实现的，其中包括WAIT和 STOP指令的作用，唤醒微控制器的诸种事件。
第十一章嵌入式实时系统在MC68HC908GP32 MCU上的实现
什么是嵌入式实时操作系统？潜入式实时操作系统的分类，使用嵌入式实时操作系统的优缺点，VxWorks嵌入式开发系统简介，如何在MC68HC908GP32 MCU上实现实时内核的开发。
四、实践环节
1. 使用Motorola 公司提供给我校的实验仪器与设备，进行相关
实验，掌握最小型MCU应用系统的基本要素，基本方法，基本原理，4学时
2. VxWorks嵌入式系统的开发方法与操作，4学时
大纲制定者：李平均执笔大纲审定者：
大纲批准者：
大纲校对者：伍卫国
新华龙单片机学习入门教程基于本人学习单片机的痛苦经历，特编写本教程，以此献给广大的单片机初学者，希望您能从中受益。 单片机老鸟寄语：本教程乃最通俗易懂之单片机教材也，如果您还是看不懂，请千万不要涉足此行，以免误入歧途，耽误您的前程*_* 拿到这本教程您首先就会想，什么是 IAP 教学法?是不是一种什么全新的教学方法?当然不是，我可没有那么大的本事，其实这只是我杜撰的一个新名词，意思就是In Applications Program(在应用中编程),当然这只是针对单片机教学，说法是否正确，还得您说了算。 至于为什么要提这种说法，那我倒想说几句。大家都知道，学习电子技术是一件非常无聊和枯燥的事情，为什么会有这种想法，就是因为我们传统的教学方法只重理论而忽略了实践，要一个人记住那些空洞而有无聊的理论知识实在不是一件容易的事，好在我们总算熬过来了，不管如何，也多多少少的学习了一些电子基础知识。 接下来我们应该进一步掌握些什么知识呢，凡涉足此行的朋友都知道，那就是单片机。不过这可不是一件容易的事，倒不是因为单片机很难学，而实在是我们身边很难找到一本专为单片机入门者而编写的教材。翻一下传统的单片机教材，都好象是为已经懂单片机的人而写的，一般总是以单片机的结构为主线，先讲硬件原理，然后是指令，接着讲软件编程，再是系统扩展和外围器件，最后举一些实例(随便说一点：很多书中的实例都是有错误的)，很少涉及单片机的基础知识，如果按照此种学习方法，想进行产品开发，就必须先把所有的知识全部掌握了才可以进行实际应用。孰不知，单片机不象模拟电路和数字电路那样，只要搞懂了电路原理，再按照产品要求设计好相应的电路就可以了。它是一种以简单的硬件结构，复杂而有灵活的软件系统来完成设计的通用性产品，不同的设计者只会使用其不同的功能，几乎没有人会把它的全部指令都使用起来，所以学习使用单片机只能靠循序渐进的积累，而不可能先把它全部掌握了再去做产品开发(当然天才就例外了*_*)。 基于以上原因，本人想尝试一种全新的单片机教学方法，打破传统的循序渐进式的教学方法，以单片机的应用为蓝本，结合基本的工业控制系统和实践工作中的具体应用，不分先后顺序，将各条指令贯串于一个又一个的实验中，通过所见即所得的实验来讲解各种指令的编程方法，顺便讲解相关的基本概念，使您尽快地熟悉单片机应用的基本步骤，掌握软件编程的基本方法。 如果您学完了就能成为单片机的入门者，完全可以进行一般产品的开发;下册部分是单片机应用的提高部分，主要学习单片机的系统扩展(比如：ROM 和RAM 存储器的扩展，并行口的扩展，串行口的扩展，A/D 和D/A 与单片机的接口)以及相关开发工具和软件的使用(包括KELL C51 的应用与调试技巧，硬件仿真器的使用)等等，如果您学完了下册部分，那就得恭喜您成为了单片机开发的高手了，不过单片机的技术是在不断的发展和提高的，您也不要太骄傲哦! 为了尽量把最新的单片机知识和应用成果收录进我们的教程，希望您能不吝赐教，共同来努力把我们的教程不断的改进和完善。还是那句题外话，技术是靠不断的积累和交流才会进步的，固封自守只会更加落后。 由于时间和精力的限制，我还是希望在您学习本教程之前，自己先熟悉一点相关的电子技术知识，特别是数字电路基础，这对您学习中碰到的相关概念会有很大的帮助。
页眉内容 《单片机原理及应用》教学大纲 总学时：64（其中理论学时：44 上机学时：20） 先修课程：电工电子技术基础、信号与系统、高频电子线路 适用专业：通信技术 开课单位：机电工程学院 一、课程教学内容 第一章微型计算机系统基本知识 第一节概述 发展概况，80C51系列单片机，单片机的特点和应用。 第二节单片机系统的组成 微处理器，总线，存储器，输入输出设备及其接口电路。 第三节计算机中数的表示方法及其运算 二、十、十六进制数制转换及其运算，原码、反码和补码。 第四节常用编码 8421BCD码，ASCII码。 第二章80C51单片机内部结构和工作原理 第一节内部结构和引脚功能 80C51内部结构框图，引脚定义及功能。 第二节存储空间配置和功能 程序、外部数据、内部数据存储器，特殊功能寄存器，程序计数器PC。第三节I/O端口结构及工作原理 P1、P2、P3口。 第四节时钟和时序 时钟电路，时钟周期和机器周期，一般指令取值/执行时序。 第五节复位和低功耗工作方式 复位方式，低功耗工作方式。 第六节A TMEL89系列单片机 A T89C51系列单片机、AT89C2051系列单片机。 第三章80C51系统单片机指令系统 第一节指令系统基本概念 指令基本格式，指令分类，指令系统中的常用符号，寻址方式。 第二节指令系统 数据传送类指令，逻辑运算及移位指令，算术运算类指令。 第四章汇编语言程序设计 第一节汇编语言程序设计基本概念 汇编语言及其语句结构、伪指令、汇编及程序设计的基本方法。 第二节程序设计举例 顺序、分支、查表、散转程序。 第五章中断系统和定时/计数器 第一节80C51中断系统 中断概述，中断源和中断控制寄存器，中断处理过程。 第二节80C51定时/计数器 定时/计数器概述，定时/计数器的控制寄存器，定时/计数器工作方式。
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）
单片机原理、接口及应用——嵌入式系统技术基础 习题解答 预备篇 计算机的基础知识 0.1 40H,62H,50H,64H,7DH ,FFH 0.2 812 ,104, 213, 256, 2936, 941 0.3 十进制数原码补码十进制数原码补码 28 1CH 1CH 250 FAH FAH -28 9CH E4H -347 815BH FEA5H 100 64H 64H 928 03A0H 03A0H FF7EH -928 83A0H FC60H -130 8082 H 0.4 机器数真值分别为: 27,233,－128,－8,14717,31467,－27824,－12478 0.5 (1) 33H+5AH＝8DH, OV=1, CY=0。 (2) -29H-5DH＝7AH, OV=0, CY=1。 (3) 65H-3EH＝27H, OV=0, CY=1。 (4) 4CH-68H＝E4H, OV=0, CY=0。0.6 十进制数压缩BCD数非压缩BCD ASCII码 数 38 38H 0308H 3338H 255 255H 020505H 323535H 483 483H 040803H 343833H 764 764H 070604H 373634H 1000 1000H 01000000H 31303030 H 1025 1025H 01000205H 31303235 H 0.7 ASCII码表示的十六进制数分别为: 105H, 7CAH, 2000H,8A50H 基础篇 第1章、MCS-51单片机结构 1.1 单片微型计算机(即单片机)是包含CPU、存储器和I/O接口的大规模集成芯片, 即它本身包含了除外部设备以外构成微机系统的各个部分,只需接外设即可构成独立的微机应用系统。微机处理器仅为CPU,CPU是构不成独立的微机系统的。 1.2 参见教材1.1.1节
?单片机原理及应用?课程教学大纲 课程编号: 00500110 课程名称：单片机原理及应用 英文名称：Principles and Application of Single-chip Microcomputer 总学时：40 总学分：2.5 适用对象: 计算机科学与技术专业 先修课程：数字逻辑与数字系统设计、汇编语言程序设计 一、课程性质、目的和任务 本课程为选修课程，目的是为计算机专业的学生在学习了相关专业后提供更为广泛、实用的计算机硬件应用知识和应用技巧。本课程的内容Intel MCS51系列８位单片机为主要介绍对象，该系列单片机具有丰富的产品类型，在低端的嵌入式应用领域有着十分广泛的应用并且表现出了强大的生命力。本课程还对当前正在国内快速普及的AMR系列32位计算机进行适当介绍。该系列计算机已经成为高端嵌入式应用中的主流产品。 二、教学的基本要求 (1)．了解并掌握Intel MSC-51系列8位微控制器基本结构,指令系统及汇编语言。 (2)．基本掌握ARM微处理器指令特征及其汇编语言。 (3)．了解并掌握常用I/O应用技术。 三、教学的基本内容 （1）绪论、MCS－51内部结构：了解单片机的基础知识、了解单片机的发展概况、理解MCS-51单片机分类及特征、了解单片机内部组成、掌握MCS-51单片机引脚的使用。（2）最小系统：了解特殊功能寄存器名称、了解单片机位地址空间分配、掌握MCS-51单片机内部存储器的空间与分配、了解8031最小系统、掌握P0 、P1、P2、P3口的使用、P0 、P1、P2、P3口的结构特点。 （3）指令格式与寻址方式：了解MCS-51指令的分类、掌握MCS-51汇编语言指令格式、训练掌握六种寻址方式。 （4）汇编语言：理解源程序、目标代码、编辑、汇编等含义，了解汇编过程，、掌握伪指令的使用。 （5）中断系统：掌握计算机中断概念、掌握单片机中断系统的组成、熟练运用中断控制。（6）定时器/计数器应用：了解MCS-51单片机内定时/计数器系统组成、掌握定时/计数器工作方式的控制、能编制简单的应用程序、GATE的用法、掌握定时/计数参数的计算方法、掌握定时/计数器工作模式的确定。 （7）存储器的扩展：了解单片机最小系统、了解存储器的分类及应用、掌握存储器扩展方法。 （8）并行I/O端接口：掌握P0 、P1、P2、P3口的使用、P0 、P1、P2、P3口的结构特点。（9）LED显示接口：熟悉LED接口的特点及应用、掌握LED的结构、掌握LED编程方法。（10）键盘接口：熟悉键盘接口的特点及应用、掌握键盘的结构、掌握扫描法检测按键的编
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/bc6319203.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
《单片机原理与应用》期末复习题一 一、填空题： 1．单片微型计算机是一种把（1）中央处理器（CPU）（2）半导体存储器（ROM、RAM）（3）输入/输出接口（I/O接口）（4）定时器/计数器（5）中断系统（6）串行口等部分集成在同一块硅芯片上的有完整功能的微型计算机。 2.十进制数+100的补码=64H，十进制数-100的补码= 9C H 。 3．在8051单片机内部，其RAM高端128个字节的地址空间称为特殊功能寄存器或SFR 区，8051单片机其内部有 21 个特殊功能寄存器，其中11 个可以位寻址。 4．通常单片机上电复位时PC = 0000H，P0～P3 = FFH。SP = 07H，PSW = 00H ，通用寄存器则采用第0组，这一组寄存器的地址范围是从00H 到07H。 5．若PSW为18H，则选取的是第3组工作寄存器。 6．在微机系统中，CPU是按照程序计数器PC 来确定程序的执行顺序的。7．ORL A , #0F0H是将A的高四位置1,而低四位不变。 8．堆栈遵循先进后出（或后进先出）的数据存储原则，针对堆栈的两种操作为PUSH 和 POP 。 9．MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以：位寻址。 10. 8位二进制数，采用补码形式表示带符号数，它能表示的带符号数真值的范围是分别为-128～127。 11．I/O端口作为通用输入输出口时，在该端口引脚输入数据时，应先向端口锁存器进行写“1”操作。 12．MCS51单片机PC的长度为16位；SP的长度为8位，数据指针DPTR的长度为16位。 13．8051片内有256B的RAM ，可分为四个区，00H～1FH为工作寄存器区；20H～2FH为位寻址区；30H～7FH为堆栈、数据缓冲区；80H～FFH为特殊功能寄存器区。 14．半导体存储器中有一类在掉电后不会丢失数据，称为只读存储器，另一类掉电后丢失数据，且通电后也不能自动恢复，称为随机存取存储器。15．程序储存器的主要功能是存储指令和固定常数与表格数据。16．8051在物理结构上只有四存储空间，它们分别是片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器；但在逻辑结构上只有三个存储空间，它们分别是片内外统一编址的64KB程序存储器、片内256B的数据存储器和片外64KB的数据存储器。
第1章单片机概述 参考答案 1．答：微控制器，嵌入式控制器 2．答：CPU、存储器、I/O口、总线 3．答：C 4．答：B 5．答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 6．答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：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4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。 7．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．答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 9．单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运
《单片机原理及应用》项目式教学大纲 一、课程的地位与任务 本课程是电子信息工程、应用电子技术及机电控制类专业的一门专业主干课程，是在《电子技术基础》及《计算机文化基础》后开设的课程。该课程通过阐述有关单片机的基本组成及工作原理，单片机的汇编语言程序设计，以及在此基础上利用单片机进行电子开发与应用。通过理论教学，实验和实践等教学环节使学生正确理解单片机的内部组成及工作原理,掌握MCS-51汇编语言程序设计方法，并能综合运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，为在工业控制、智能仪器及机电一体化等领域的单片机应用和开发打下良好的基础。 单片机项目式教学是提高学生实际动手操作能力的综合性训练，通过项目式开发,巩固所学理论知识,培养一定的单片机开发能力。要求每位学生在规定的时间内完成项目设计和开发任务，分析并回答相关的思考题内容，认真完成项目报告，仔细分析项目设计过程中出现的问题和现象，通过各个项目的训练，能够充分利用单片机相关的基本资源和外围硬件扩展，掌握各部分功能单元的编程方法。 二、项目的基本内容和要求 为了与实际的开发更为紧密结合，系单片机课程组自行开发了单片机系统开发板，该开发板利用了单片机ISP技术，采用ISP下载线即可完成程序的烧写。单片机主要包括循环彩灯控制，单片机电子钟，单片机频率计，红外解码及红外遥控，单片机电子音乐，单片机串行通信，数字温度传感器DS18B20测温，综合测试等项目，所有的项目均在开发板上进行相关项目的功能调试项目1 keil集成开发软件的认识及初步应用 能力目标：能够掌握单片机典型开发板的资源组成，电路设计思路，各资源运用的思路，掌握开发板的使用过程及方法。 知识目标：从系统级层次认识单片机开发板系统的组成原理，各资源模块的功能原理等。 项目实施步骤：
第1章思考题及习题1参考答案 一、填空 1.除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。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、、和三部分，通过内部连接在一起，集成于 一块芯片上。答：CPU、存储器、I/O口、总线 3.AT89S52单片机工作频率上限为MHz。答：33MHz。 4.专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而大大降低和提高。答：成 本，可靠性。 二、单选 1.单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是?? A．为了编程方便??? B．受器件的物理性能限制?? C．为了通用性?? D．为了提高运算速度?? 答：B 2.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 3.下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。 A．工业控制B．家用电器的控制C．数据库管理D．汽车电子设备 答：C 三、判断对错 1.STC系列单片机是8051内核的单片机。对 2.AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash程序存储器、128B的RAM、1个中断源、 1个定时器（且具有捕捉功能）。对 3.单片机是一种CPU。错 4.AT89S52单片机是微处理器。错 5.AT89C52片内的Flash程序存储器可在线写入，而AT89S52则不能。错
6.为AT89C51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。对 7.为AT89S51单片机设计的应用系统板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。对 8.单片机的功能侧重于测量和控制，而复杂的数字信号处理运算及高速的测控功能则是DSP 的长处。对 四、简答 1.微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别？ 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 2.AT89S51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一型号的产品？“S”的含义是什么？ 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 3.单片机可分为商用、工业用、汽车用以及军用产品，它们的使用温度范围各为多少？ 答：商用：温度范围为0～+70℃；工业用：温度范围为-40～+85℃；汽车用：温度范围为-40～+125℃；军用：温度范围为-55～+150℃。 4.解释什么是单片机的在系统编程（ISP）与在线应用编程（IAP）。 答：单片机的在系统编程ISP（InSystemProgram），也称在线编程，只需一条与PC机USB 口或串口相连的ISP下载线，就可把仿真调试通过的程序代码从PC机在线写入单片机的Flash 存储器内，省去了编程器。在线应用编程（IAP）就是可将单片机的闪存内的应用程序在线修改升级。 5.什么是“嵌入式系统”?系统中嵌入了单片机作为控制器，是否可称其为“嵌入式系统”? 答：广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。 6.嵌入式处理器家族中的单片机、DSP、嵌入式微处理器各有何特点？它们的应用领域有何不 同？ 答：单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，
《单片机原理及应用》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335014 总学时：48学时（讲课40学时，实验8学时） 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化专业、电气工程及自动化专业 预修要求：数字电子技术、模拟电子技术、电路、计算机基础、微机原理、汇编语言 一、课程的性质、目的、任务： 性质：是机电一体化专业的专业必修课。是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。 目的：通过学习利于改善学生的知识结构，使其获得利用单片机解决某些工程技术问题所需的知识，为学习后续课程及在今后工作中利用单片机实现电器控制、过程控制、信息处理和管理奠定必要的基础。 任务：通过学习要求学生掌握单片机的工作原理，了解有关单片机的基本知识，掌握该单片机的指令系统及汇编语言设计的基本方法，掌握单片机的基本功能及典型接口技术，获得相关领域内应用单片机的初步能力。 二、课程教学的基本要求： 原理部分以讲授为主；程序设计提倡多读程序、多写、多上机；硬件接口应在掌握了硬件的工作原理的基础上结合实验提高动手能力；教学手段应多样化避免单调的教学模式；实验环节重点学习单片机的硬件组成、工程应用及系统开发；课后作业的主要目的是掌握本章的学习要点，巩固前面所学的内容，为下一章学习做好准备；考试采用闭卷理论考试，结合实验和平时成绩，在内容上尽量体现单片机的基本常识性问题，结合实际，做到质、量结合。 三、大纲的使用说明： 本课程的先修课程为：《电路》《电子技术》《计算机基础》《程序设计》《微机原理》；电子机械专业学生应掌握大纲所要求的大部分内容；课程可根据总课时数而定。 大纲正文 第一章绪论学时：1学时（讲课1学时实验0学时）本章讲授要点：有关微型机的基本知识，包括分类、结构和组成，以及单片机的结构、典型产品及应用，单片机应用系统开发。 重点：单片机的特点、开发方式。 难点：单片机开发方式。 §1.1 电子计算机的发展概述 §1.2 单片机的发展过程及产品近况 §1.3 单片机的特点及应用领域
《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
《单片机原理及应用程序》（第三版）习题参考答案 第一章 1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？ 在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。十六进制数可以简化表示二进制数。 2． (1) 01111001 79H (2) 0.11 0.CH (3) 01111001.11 79.CH (4) 11101010.101 0EA.AH (5)01100001 61H (6) 00110001 31H 3. (1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH 4. (1)01000001B 65 (2) 110101111B 431 5. (1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100 (5) 10000001 11111110 11111111 6. 00100101B 00110111BCD 25H 7. 137 119 89 8．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。一般情况下，可分为系统总线和外总线。 系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB） 地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信
息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。地址总线为16位时，可寻址围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的围。在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。 控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。 数据总线(DB)：CPU是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的，故数据总线应为双向总线。在CPU进行读操作时，存储单元或外设的数据信息通过数据总线传送给CPU；在CPU进行写操作时，CPU把数据通过数据总线传送给存储单元或外设9．什么是接口电路? CPU与接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备与接口电路连接一般应具有哪些信号线？ CPU通过接口电路与外部输入、输出设备交换信息， 一般情况下，外部设备种类、数量较多，而且各种参量（如运行速度、数据格式及物理量）也不尽相同。CPU为了实现选取目标外部设备并与其交换信息，必须借助接口电路。一般情况下，接口电路通过地址总线、控制总线和数据总线与CPU连接；通过数据线（D）、控制线（C）和状态线（S）与外部设备连接。 10. 存储器的作用是什么？只读存储器和随机存储器有什么不同？ 存储器具有记忆功能，用来存放数据和程序。计算机中的存储器主要有随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。随机存储器一般用来存放程序运行过程中的中间数据，计算机掉电时数据不再保存。只读存储器一般用来存放程序，计算机掉电时信息不会丢失。 11．某存储器的存储容量为64KB,它表示多少个存储单元？64×1024 12. 简述微型计算机硬件系统组成。
第1章单片机概述参考答案 1.1 答：微控制器，嵌入式控制器 1.2 答：CPU、存储器、I/O口、总线 1.3 答：C 1.4 答：B 1.5 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 1.6 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。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4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。 1.7 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。 1.8 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 1.9 单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。 1.10 广义上讲，凡是系统中嵌入了"嵌入式处理器"，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为"嵌入式系统"。但多数人把 "嵌入"嵌入式微处理器的系统，称为"嵌入式系统"。目前"嵌入式系统"还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的"嵌入式系统"，多指后者。 第2章 AT89S51单片机的硬件结构 1．答：AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：（1）1个微处理器（CPU）；（2）128
《单片机原理与应用技术》教学大纲 一、课程名称 单片机原理与应用技术 二、先修课程 电子技术类基础课程和微机应用类基础课程 三、课程性质与任务 课程性质： 本课程是高职高专电子类相关专业的的一门专业课程。本大纲可作为（高中后大专、对口单招、五年制高职）层次学生的教学参考。 课程的任务： 它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。为学生进一步学习微机在智能仪表、工业控制领域中的应用技术奠定必要的基础。 四、课程教学目标 1、知识目标 （1）熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够较熟练地设计常用的汇编语言源程序； （2）掌握单片机的接口技术，熟悉常用的外围接口芯片及典型电路。 （3）熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力。 （4）能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法。 2、能力目标 初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。 五、教学内容 第一章微机基础知识 (一)教学目的 熟悉微处理器、微型机和单片机的概念及组成。掌握计算中常用数制及数制间的转换，了解BCD码和ASCII码。熟悉数据在计算机中的表示方法。 （二）教学重点与难点 重点：
计算中常用数制及数制间的转换。 难点： 微处理器、微型机和单片机的概念及组成，微机的工作过程 （三）教学内容 1、微处理器、微机和单片机的概念； 2、微机的工作过程。 （四）本章小结 1、数制有二进制、十进制、十六进制等。 2、计算机系统中常包含有地址总线、数据总线、控制总线 3、微处理器是由运算器、控制器两部组成 4、单片机是由输入、输出、接口电路、时钟电路、存储器、运算器、控 制器几部分组成 （五）思考题 1、试用计算机汇编语言指令完成12*34+56÷7-8的计算步骤？ 第二章 MCS-51单片机的结构和原理 （一）教学目的 熟悉MCS- 51单片机内部结构、引脚功能以及单片机执行指令的时序；掌握单片机存储器结构和输入/输出端口结构特点。掌握堆栈的使用。 （二）教学重点与难点 重点： 1、8051的存储器配置及特点； 2、21个特殊功能寄存器（SFR）的功能； 3、堆栈的概念； 4、复位电路。 难点： 1、MCS- 51单片机内部结构； 2、CPU时序。 （三）教学内容
《单片机原理与接口技术》课程教学大纲 适用专业：电子信息工程技术学分：8 适用年级：2007级总课时：128 一、课程的性质、任务和基本要求 《单片机原理与接口技术》课程是我系电子信息工程技术专业的一门专业必修课程。本课程是一门面向应用的综合性专业科，教材围绕MCS－51系列展开论述通过学习要求学生掌握：单片机原理结构，MCS-51汇编语言指令系统，汇编语言程序设计；学会I /O设备接口技术，系统扩展技术，初步掌握单片机系统的设计开发方法。通过上机试验操作，进一步巩固和加深对所学理论知识的理解，为今后工作打下坚实的基础。 与本课程有关的先修课程：数字电子技术、模拟电子技术、计算机组成原理与汇编语言程序设计(或微型计算机原理及应用)。 二、课程教学目标 本课程的教学目标是：通过本门课程的学习，使学生熟悉MCS-51单片机的结构、工作原理、汇编语言指令系统等，并能够运用MCS-51单片机完成简易单片机系统的设计、制作、调试。 三、教学内容及要求 (一)单片机概述 1.教学内容： (1)单片机的发展历史； (2)单片机的内部结构； (3)典型的单片机产品； (4)单片机的应用和应用系统结构。 2.教学要求： 了解单片机的发展历史以及MCS-51系列单片机的内部结构。使学生理解有关单片机的基本概念，识记典型的单片机产品及其的特点。 (二)单片机硬件系统 1.教学内容： (1)80c51单片机的基本组成和引脚，引脚的名称和功能，引脚的复合功能。 (2)80c51的内部存储器。内部数据存储器的配置，专用寄存器的名称、功能和寻址，内部程序存储器的功能。 (3)单片机并行输入/输出口电路结构。基本电路结构、特点和使用。 (4)单片机时钟电路与时序。时钟电路，时序定时单位，典型时序。 (5)单片机的工作方式。复位方式、单步执行方式、掉电保护方式和低功耗方式。 2.教学要求： 使学生能够识记单片机芯片的内部组成及存储器结构，理解单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用。 (三)单片机指令系统 1.教学内容： (1)MCS-51指令系统概述。指令系统特点、各种寻址方式及其特点和使用。 (2)数据传送类指令。 (3)算术运算类指令。 (4)逻辑运算及移位类指令。 (5)控制转移类指令。
1：单片机8031的XTAL1和XTAL2引脚是（）引脚。 1.外接定时器 2.外接串行口 3.外接中断 4.外接晶振 2：LU表示（）。 1.累加器 2.程序状态字寄存器 3.计数器 4.算术逻辑部件 3：单片机上电复位后，PC的内容和SP的内容为（）。 1.0000H，00H 2.0000H，07H 3.0003H，07H 4.0800H，08H 4：8031单片机的定时器T1用作定时方式时是（）。 1.由内部时钟频率定时，一个时钟周期加1 2.由内部时钟频率定时，一个机器周期加1 3.由外部时钟频率定时，一个时钟周期加1 4.由外部时钟频率定时，一个机器周期加1 5：INTEL8031的P0口，当使用外部存贮存器时它是一个（）。 1.传输高8位地址口 2.传输低8位地址口 3.传输高8位数据口 4.传输低8位地址/数据口 6：当需要从MCS-51单片机程序存储器取数据时，采用的指令为（） 1.MOV A, @R1 2.MOVC A, @A + DPTR 3.MOVX A, @ R0 4.MOVX A, @ DPTR 7：若PSW的RS1/RS0=10则单片机工作寄存器工作在（）。 1.0区 2.1区
3.2区 4.3区 8：假定设置堆栈指针SP的值为37H，在进行子程序调用时把断点地址进栈保护后，SP的值为（）。 1.6H 2.37H 3.38H 4.39H 9：单片机上电复位后，堆栈区的最大允许范围是个单元。 1.64 2.120 3.128 4.256 10：在MCS-51指令中，下列指令中（）是无条件转移指令。 1.LCALL addr16 2.DJNZ direct,rel 3.SJMP rel 4.ACALL addr11 11：INTEL 8031的P0口，当使用外部存贮存器时它是一个（）。 1.传输高8位地址口 2.传输低8位地址口 3.传输高8位数据口 4.传输低8位地址/数据口 12：单片机中的程序计数器PC用来（）。 1.存放指令 2.存放正在执行的指令地址 3.存放下一条指令地址 4.存放上一条指令地址 13：8051单片机中，输入/输出引脚中用于专门的第二功能的引脚是（）。 1.P0 2.P1 3.P2 4.P3