单片机应用技术综述
ΞΞΞ
A Survey for Si ngle -Ch ip Com puter Application Technolog ies
佛山科学技术学院 (广东佛山528000) 邝小磊
【摘 要】 综述了单片机应用技术的进展和动向。给出了4,8,16,32,64位单片机的特点和功能,以及专用总线、软件和应用程序开发工具等内容。关键词:单片机,综述,应用技术
【Abstract 】 In th is su rvey ,the recen t developm en t and trend fo r app licati on techno logies of single 2ch i p com p u ters are fo rm u lated .T he characteristics and functi on s of 4,8,16,32and 64b its of single 2ch i p com p u ters are given ,and it also p rovides the sp ecial bu ses ,softw ares ,and develop ing too ls fo r app licati on p rogram ,etc .
Keywords :si ngle -ch ip co m puter ,survey ,appl ica tion technolog ies
单片机在集成度、功能、性能、体系结构方面都有了飞速发展,已能集成一个完整的功能强大、性能优良的计算机应用系统。但目前国内许多单片机应用单位仍停留在采用片内无ROM 等低档单片机的状态,无论在系统设计上、使用维护上、经济效益上这都是不合算的。这种状况必须改变。本文就单片机的发展现状进行综述,希望能对提高国内单片机技术的应用水平有所促进。
1 单片机的硬件
单片微型计算机,简称单片机,是微型计算机的一个分支。它是在一块芯片上集成(嵌入)了CPU 、RAM 和ROM 存储器、I O 接口等而构成的微型计算机。因主要用于工业测控领域,故又称为微控制器或嵌入式控制器。单片机的核心是中央处理器CPU 。用超大规模集成技术把CPU 集成在一块芯
片上,称为微处理器。微处理器、微控制器和微型计算机三者的关系十分密切。目前,单片机在工业测控领域中已占重要地位。各电气厂商、机电行业和测控企业都把单片机作为本部门产品更新换代、产品智能化的重要工具。全世界单片机的生产厂家有30多家,能生产60多个系列,1000多个型号的产品。产量大,仅1996年的产量就达18亿片。1.1 单片机的特点
单片机问世以来所走的路与微处理器是不同
的。微处理器向着高速运算、数据分析与处理能力、大规模容量存储等方向发展,以提高通用计算机的性能。其接口界面也是为了满足外设和网络接口而设计的。单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发,向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。因此,单片机有着自已的特点,主要
是:〔1〕
〔2〕
?品种多样,型号繁多。品种型号逐年扩充以适应各种需要。使系统开发者有很大的选择自由。
CPU 从4、
8、16、32到64位,有些还采用R ISC 技术;
?提高性能,扩大容量。集成度已达200万个晶
体管以上。总线工作速度已达数十微秒。工作频率达到30M H z 甚至40M H z 。指令执行周期减到数十微秒。存储器容量RAM 发展到1K 、2K ,ROM 发展到32K 、64K ;
?增加控制功能,向外部接口延伸。把原属外围芯片的功能集成到本芯片内。现今的单片机已发展到在一块含有CPU 的芯片上,除嵌入RAM 、ROM 存储器和I O 接口外,还有A D 、PWM 、U A R T 、T i m er Coun ter 、DM A 、W atchdog 、Serial Po rt 、
Sen so r 、driver 、
还有显示驱动、键盘控制、函数发生器、比较器等,构成一个完整的功能强的计算机应用系统;
?
21?电子工程师
计算机应用 V ol .27N o .3 2001
ΞΞΞ本项目受国家863计划基金和深圳华为科教基金的部分资助。
收稿日期:2000—10—11
?低功耗。供电电压从5V降到3V、2V甚至1V左右。工作电流从mA级降到ΛA级。在生产工艺上以C M O S代替NM O S,并向HC M O S过渡;
?应用软件配套。提供了软件库,包括标准应用软件,示范设计方法。使用户开发单片机应用系统时更快速、方便。使有可能做到用一周时间开发一个新的应用产品;
?系统扩展与配置。有供扩展外部电路用的三总线结构DB、AB、CB,以方便构成各种应用系统。根据单片机网络系统、多机系统的特点专门开发出单片机串行总线。此外,还特别配置有传感器,人机对话、网络多通道等接口,以便构成网络和多机系统。
1.2 单片机的性能〔3〕
单片机通常按其微处理器字长的位数来分类,如4、8、16、32、64位单片机。
1.2.1 4位机
1971年In tel首先推出了4位微处理器芯片4004。此后各厂家相继推出4位机产品。因4位机每次只能处理一位BCD码数据,故只适于简单控制场合。但因其价廉,在家电等消费类产品中仍有广泛应用。近年来,为了抵御8位机的侵蚀,4位机在结构和性能上有了很大发展。主要有:
?采用<1Λm C M O S工艺,使指令执行速度达到1Λs.ROM为32～64kB,RAM为4k×4位。这些增强性能已与8位机相当;
?将L ED、L CD、V FD等显示驱动集成在单片中。这种增强的I O功能甚至比一般的8位机还强;
?降低功耗。低于2.2V电压和ΛA级电流也能运行。这比一般8位机还低一些;
?采用类似于R ISC的结构。使4位机的性能大幅度提高;
?针对特定的应用加入特定的功能。如A D、D A、过零检测、比较器、计数器、定时器、图形显示、遥控等。
但即使如此,4位机的市场占有率仍然较小。性能如表1(篇幅所限,仅举数种说明)所列。
表1 4位机性能
公 司型 号ROM B RAM B I O 根指令周期 Λs电压 V 国家半导体CO P444C2k128×419～2342.4～5.5 N ECΛPD752064～32k1k×454～640.67～15.32.7～6 N ECΛPD1724～16k4k×416～2842～5
1.2.2 8位机
由于8位机可以一次处理一个A SC II字符,因而用途十分广泛。如显示、终端键盘、打印、字处理、工业控制等。市场占有率70%以上。功能丰富,品种齐全,通用性强。1972年In tel首先推出了8位微处理器8008,随后于1976年率先推出8位机M CS248系列。1980年又推出M CS251系列产品,其性能大大超过48系列产品。如计算速度为48系列的10倍,时钟12M H z时指令周期可为1Λs等。M o to ro la 到78年才推出第一个单片机M C6801系列,不过,功能已相当丰富,如嵌入有EEPROM、A D、L ED 驱动、PWM输出等,成为功能很强的工业控制器。Zilog也在78年推出Z8系列单片机,它一开始就以一种新面貌出现,不单可用作单片机,还可作为微处理器用于微计算机系统中。值得特别提出的是, A tm el公司推出的89C系列单片机〔4〕,其内核与工业标准的80C51同,即指令集与管脚分布与M CS51产品兼容。它的特点是时钟频率更高,可达33M H z,最高可达40M H z,因而运算速度更快。我国单片机主要应用领域之一为工业测控,用于此领域的单片机多为8位机,而以M CS251系列和A T89C51系列用得最多。不少高校的微机原理或单片机原理课程都以这种机型为背景机。
生产8位机的厂家相当多,品种型号很多。在我国,主流则是上述几家公司的派系产品。而每一派系又有多个厂家及其多种型号产品。如属于In tel派系的有Ph ili p s Signetics,Siem en s,AM D,O K I, M A R TRA2M H S等公司型号的产品。属于M o to ro la派系的有H itach i,M itsub ish,Rockw ell, W DC等公司型号产品。属于Zilog派系的有N EC, H itach i,SGS2T hom son等公司型号的产品。在这几个派系中以In tel的市场占有率最高,M o to ro la居中,Zilog最低。为了占领市场,M o to ro la还研制了6804 68HC04芯片,它是介于4位机与8位机之间的系列,CPU处理8位数据,运行8位指令,但数据则是每次串行输出一位,设计目标是4位机的价格,很适于质高价廉的场合。
1.2.3 16位机
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3
1
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邝小磊:单片机应用技术综述
1978年In tel 最先推出16位微处理器868系列,与随后M o to ro la 的M 68000,Zilog 的Z 8000成为当时的三大系列16位微处理器。由于8位机应用广泛而且能解决问题,使16位单片机进入市场较晚,到1988年In tel 才推出M CS 296系列机。此机具有高速运算及高速处理和控制能力,具有16位的CPU ,8位的外部总线(因此又称准16位机),丰富高效的指令系统,性能价格比优异,其售价只比8位机稍微高一些。片内有A D 、PWM 、W atchdog 及灵活的中断系统。在工作频率12M H z 时指令执行时间为1～2Λs 。由于性能功能均良好,一出现便引起工业界广泛注意。在我国,早年以M CS 296应用最多,近年来,In tel 80C 196、80C 251、80C 51XA 等有广泛的应用。生产16位机的厂家还有M o to ro la ,M A TRA 2M H S ,M o stek (T hom son ),N EC ,O K I ,
Ph ili p s Signetic ,Siem en s 等。但到目前总产量仍不大,远低于8位机。不过由于采取了增强功能、提高
性能、品种多样化和不断降低价格等措施,近年来发展迅速,估计90年代末期可望赶上8位机。所采取的措施主要有:
?增强运算能力,加大容量。片内有健全的乘除指令,RAM 容量加大到2k ,ROM 到64k ,可直接支持C 和Fo rth 语言;
?提高数据处理与传输能力。一般都增加了DM A 传输和快速I O 功能;?提高速度。如80C 51XA 工作频率达30M H z ,H PC 系列达40M H z 。指令周期降至数Λs 。
?采用R ISC 结构。如W aterscale 的PSC 1000,H arris 的R TX 2000等均采用R ISC 结构。
表2 8位机性能
公司
型号
RAM B ROM B 定时 计数器
W atchdog T i m er
并行I O 串行
I O
A D b
D A b
DM A 中断
In tel
80C 5FB 25616k 3(I U D )
有4有7
80C 51GB 2568k 24有4×8
有
780C 152JA
2568k 25有2
11A tm el 89c 511284k 24
有5
Ph ili p s 83C 5522568k 2有5有8×10有15Siem en s SAB 805152568k 3有
6有
8×812M o to ro la 68HC 0517616k 8有4SC I ,SP I 有有
2M itsub ish 3774051216k 2有
7有
8×8
8M I C 2D EV I CES
G 65SC 15C 642k 241
5Zilog Z 8800
27216k 25有7N EC ΛPD 782389616k 464
28×1
152SGS 2T hom son
ST 63
256
2k
2
有81
有
4×16
5
表3 16位机性能
公司
型号
时钟 M H z
RAM B
ROM
B
定时 计数器
并行
I O 串行
I O A D P WM
D A DM A 中断
In tel 80C 196
1651616k 6×165×818×10有
PT S
16国家半导体H PC 16104
1651216k 8×165×828×8
有
8
W ater 2scale PSC 100012
～20
33×16
寄存器
1k ×64EPROM
2×222×161
168H arris R TX 2000103×16
A D 总线1
H itach i
H 8
50016
2k 62k 3×166×8
18×10有有8
?
41?电子工程师
计算机应用 V ol .27N o .3 2001
现今16位机以In tel 的8096系列的产量最大,准16位机8098已停产。C M O S 工艺的单片机以国家半导体的H PC 系列的性能价格比最高,H itach i 的H 8 500则是目前综合性能最好的单片机。1.2.4 32位机
随着高技术在智能机器人、光盘、激光打印机、图像与数据实时处理、复杂实时控制、网络服务器等领域的应用发展,16位机已显得无能为力,需要32位机才能满足要求。80年代末推出了多种32位机产品。如M o to ro la 推出的产品68300、In tel 的80960都是1989年出品。其共同特点是:
?寻址能力在GB 级以上(存储、处理彩色图像
需要特大存储器);
?高指令执行速度。每秒M 级条指令。如In tel 的i 960A 速度为66M IPS ;
?快速运算能力。有的嵌入浮点运算部件,运算能力大为增强;
?直接支持高级语言和实时多任务执行。如支持C 、Fo rth 语言。嵌入实时多任务操作系统。大多数采用R ISC 结构。除M o to ro la 的M C 68332、国家半导体的N S 32CG 160等仍用C ISC 外,均用R ISC 。1.2.5 64位机
64位机在引擎控制、智能机器人控制、磁盘控制、语音 图像通信、算法密集的实时控制等场合使用。但国内仍未见有应用。下面给出一个产品例子。英国Inm o s 公司的T ran sp u ter T 800是64位高性能机。它集成有处理器、高速缓存、64位浮点运算器、存储控制器、串行接口,适用于超高速并行处理。中央处理器为32位,其浮点运算速度达12亿次 秒。RAM 4k ,I O 链接通道4组20M b it s ,时钟频率25M H z ,数据传输率100M B s ,可寻址外部存储空间4GB 。外存储器传输率33M B s 。
2 单片机的总线
一直以来,单片机没有自己的专门的总线标准,
通常是由著名厂家推出自己产品时配套设计的。如
M CS 251系列单片机就设计有完善的三总线结构
(地址总线AB ,数据总线DB ,控制总线CB ),要构
成不同的单片机应用系统是方便的。虽然,单片机可以归结为工控机的一种,而工控机的成熟主流总线是STD 总线,但单片机却没有完全执行STD 总线标(IEEE 961),而以控制总线差别较大。
这里只论及完全根据单片机的特点,按照控制系统网络及多机系统的需要而设计的串行接口总线。有了此总线,多个单片机就能以一定的拓朴结构组成多种系统,弥补了在网络控制方面的不足。单片机应用系统涉及多种多样的外部设备或系统的互连和通信,有必要在单片机与外部芯片间插入有通信功能的接口。这样做的好处是:1)串行总线连线少,结构简单,安装调整方便。在传送速度不太高的场合,串行总线是可取的;2)总线接口部分已集成到芯片中,系统可以按功能模块直接联接;3)故障诊断排除十分简单;4)可利用软件库进行安装,减少软件开发时间;5)取消外部接口电路,外部接线少,体积小,可靠,价廉。目前已生产出多种产品,但仍未有正式批准的国际标准。常见的有以下几种总
线〔5〕〔6〕
:
?II C 总线(In ter 2In tegrated C ircu it )。这是Ph ili p s 开发的一种内部双向二线串行总线。一为串行数据总线。另一为串行时钟总线。线上设备可用软件寻址,且可自动冲突仲裁。标准传送速率
100kb it s ,最大400kb it s .适于非高速系统。
?B IT 总线。这是In tel 开发的一种分布式机间
通信的串行总线。通过RU P I 244系列的串行接口单元,可实现点对点、多点主从、环形网三种链路结构的通信。外同步速率2.4M B s (点对点,多点),1.0M B s (环形网)。?M icroW ire 总线。这是国家半导体开发的一种三线串行接口总线。一为数据输出线,二为数据输入线,三为时钟线。线上只有一台机为主机,其余为从机。M icroW ire p lu s 是增强型。各型号功能各异。
?SP I SC I 总线(串行输入接口
串行通信接表4 32位机
公 司
型 号
时钟 M H z 地址 数据 b
内存储器I O
实时O S
A dvance M .D AM 200051632 32192寄存器无
V R TX Cyp ro ss roo s
Sy 7C 6112524 32136寄存器无W R YX 32In tel
80960CA
2532 32
2k 数据Cache 中断、DM A V TRX 9601k 指令Cache 国家半导体
N S 32G ×320
30
32 32
1k 数据Cache 中断DM A V R TX 32
512指令Cache
乘除、定时
?
51?邝小磊:单片机应用技术综述
口)。由M o to ro la开发。SP I为并行同步总线(两条串行数据线,一条串行时钟线)通过SP I的互连可构成各种应用系统。SC I为异步通信接口。
?V ESA总线(V ideo E lectron ics Standard A ssociati on)。由视频电子标准协会等多家公司联合推出的全开放模块式的局部总线。又称V ESA L ocal总线,简称VL。此总线支持高速视频处理,总线宽32位,数据线可扩至64位。数据传输率132M B s。适于多媒体场合。
?CAN总线(Con tro ller A rea N etw o rk)。这是一种单片机外部串行总线。采用多元竞争式结构。按设定仲裁字的方式进行总线仲裁。是网络系统的一种重要总线型式。
此外,还有Signetics公司的芯片内部的DDB 总线等。
1995年末,世界上最新开发的In tel公司的总线产品com p act PC I被介绍给我国的工控界〔7〕〔8〕,而该类产品在我国目前仍处于初创研发阶段。作为归结为工控机类的单片机,如何彻底解决设备共享问题,从而加入现场控制系统(FCS)中,一直是工控界关注的问题。
3 单片机的软件
通常单片机开发中用的程序设计语言是汇编语言。编写程序后用PE、EDL I N等软件在计算机上编辑,然后编译成机器码文件,再由通信软件将机器码文件送入单片机联机调试。随着单片机系统规模的扩大和功能的复杂,用汇编语言编制程序的方法有明显的缺点。主要是效率低,程序不易维护,不能移植,很不适应要求。有必要寻求一种高效率的结构化的高级程序设计语言。这些语言现在有C、PL M、Fo rth、Pascal、M odu la22等〔9〕。
C语言是一种介于高级语言和汇编语言之间的适于单片机开发用的语言。它既有高级语言的特点,又易与汇编语言接口。原来用汇编语言写的程序现在可以用C语言编写。只是在体现速度的场合如信息的实时处理、实时控制,以及和硬件打交道的场合如接口驱动程序,才会插入汇编语言程序。一些开发系统都配有C语言调试程序、编译器等。
PL M是In tel开发的一种结构化高级语言。如PL M296是其中一种。其编译生成的机器码就是M CS296系列单片机的机器码。其编译、连接、定位程序可以在80386及其兼容机上运行。
Fo rth语言原来是60年代美国人Charles M oo re发明的一种中级计算机语言,用于控制天文望远镜,1986年移植到单片机中。它具有速度快、程序简单、结构精巧、扩充方便、空间节省等特点。适宜向工控、设备管理、数据处理、智能机器人、仪表等领域推广应用。Fo rth语言别具一格,与其它高级语言不同,它以词典为核心,以堆栈为运算场所,把解释、编译、调度、设备管理等集于一体,能同时使用Fo rth高级语言、编语言、机器语言。因Fo rth的内核只占2k～8k,很容易装入仪表内部。
因M odu la22是基于Pascal开发系统移植来的,具有Pascal的特点,它们都比C差些。在此不再叙述。
4 单片机的开发工具
因单片机本身不具备开发功能,因此,在开发单片机时必须借助某些开发工具。这些开发工具通常称为仿真器或开发系统。可供采用的有〔10〕:
?在线仿真器。简称仿真器。仿真器通过R S2 232接口(或并行口)与宿主机相连。又用电缆线把仿真器与目标系统相接。用仿真器中的“仿真单片机”取代目标系统的同类型的“目标单片机”。然后在宿主机上进行各种操作,从而获得对仿真单片机也即对目标单片机的仿真和控制功能。这是我国用得最多的一种,其操作平台由DO S系统发展到W I NDOW S。
?在位仿真式的在线仿真器。与在线仿真器不同的是,把仿真器与目标系统间的连接电缆归并到仿真器的负载之中,从而不会影响目标系统的性能(如噪声干扰、稳定性等)。北京东方计算机技术研究所开发的U D296 C196仿真器采用了这种技术。
?综合开发系统。把在线仿真器、逻辑分析仪、信息发生器、EPROM写入器等原来分开的功能部分有机地结合在一起。使开发工作更有效、方便,但价格昂贵。
?自开发系统。与在线仿真器不同的是取消用电缆连接另外的目标系统。开发完毕后就将自身作为目标系统使用。开发价格较低。
下面介绍一下国内外的几种Fo rth语言开发系统。
?英国T riangle D igital Services公司的TD S2 9090跟踪数据仿真器(T rack D ata Si m u lato r)。通过R S2232与计算机相连,即可用Fo rth语言编程。然后将程序代码存入PROM中,生成一个独立的系
(下转第20页)
电子工程师计算机应用 V ol.27N o.3 2001
无线终端上。建立在L2CA P基础上,采用不同的协议栈组构成相应的协议栈可实现不同的用户模式,如文件传输模式、同步模式、局域网访问模式、一机三用电话模式、互联网网桥模式等。
6 结束语
回顾网络技术的发展可以看出,局域网的发展是网络发展的基础和中坚。就网络覆盖范围而言,广域网将无数计算机终端连接成为包含极其丰富信息资源的信息网,使整个地球正在逐渐变成名副其实的地球村,极大地改变了人们的生活方式。传统广域网的组网、传输等技术已较为成熟,其研究热点正转向全光网的研究,以提高传输速率,消除带宽的瓶颈。与此同时,局域网也正向微型化方向发展,这便是所谓的个人局域网。个人局域网的发展采用了无线技术,将个人的家居设备或办公设备互连,形成小型的局域网,实现了设备网络化并作为一个整体接入互联网,使网络真正深入家庭或办公室,进一步扩大了网络的覆盖范围。
蓝牙技术是个人局域网的主流技术,虽然其数据传输速率相对较低,而且还有其他一些应用上的技术问题如硬件兼容性、相同设备的识别等有待解决,但其优点十分突出,并且很多厂商生产的设备支持蓝牙技术,因此蓝牙技术的发展前景十分广阔,相信其会占据未来个人网络市场的主导地位。因此,我们必须充分重视这项新兴技术,加强研究与开发工作,推动个人网络技术的发展。
参 考 文 献
1 B luetoo th S IG.Specificati on of the B luetoo th System Co re,versi on1.0B.h ttp: www.b luetoo https://www.doczj.com/doc/d56882426.html,,
D ecem ber1st1999
2 B luetoo th S IG.Specificati on of the B luetoo th System P rofiles,versi on1.0B.h ttp: www.b luetoo https://www.doczj.com/doc/d56882426.html,,
D ecem ber1st1999
3 R iku M ettala.B luetoo th P ro toco l A rch itectu re.h ttp: www.b luetoo https://www.doczj.com/doc/d56882426.html,,Ju ly15th1999
4 R iku M ettala.B luetoo th Secu rity A rch itectu re.h ttp: www.b luetoo https://www.doczj.com/doc/d56882426.html,,Ju ly15th1999
5 R iku M ettala.B luetoo th PC Card T ran spo rt L ayer.
h ttp: www.b luetoo https://www.doczj.com/doc/d56882426.html,,Ju ly15th1999
6 郭峰,曾兴雯等.无线局域网.北京:电子工业出版社, 1997
(上接第16页)
统。在非易失性RAM支持下独立运行。TD S的硬件是C M O S H atch i的HD63A03Y8位单片机,指令与M o to ro la的6800兼容。RAM30K,ROM 16K,EPROM16K,EEPROM256B。包含有一个写机器语言的符号汇编器,可同时使用Fo rth及汇编语言。具有全屏幕编辑、多任务、时钟、看门狗、低电源运行功能。
?加拿大SD S电子技术公司的SD S Fo rth251开发系统。其硬件为In tel的8051系列8位单片机。包括Fo rth251软件和SL251K it开发工具两部分。将K it与PC机连接,即可用Fo rth或汇编语言编程。可用PC联机调试。最后生成二进制文件装入仿真器。
?M CS962Fo rth1.0开发系统。1996年,国内有人在M CS296系列单片机上开发出一种Fo rth系统,命名为M CS962Fo rth1.0,提供一个实用的Fo rth开发工具,已经通过鉴定。已具备正式投入运行条件。Fo rth语言已经汉化。
参 考 文 献
1 曹明扬.单片机发展动向及市场预测.计算机世界, 1996.N o.1
2 何立民.单片机技术的现状与未来.中国计算机报.
1995.N o.30
3 陈章龙.单片机的市场分析与产品特点.中国计算机报.
1995.N o.30
4 A TM EL系列器件资料汇编.广州单片机应用技术实验室.1998
5 满庆丰.单片机的总线技术.中国计算机报.1995
6 谢清荣.总线技术概览.中国计算机报.2000.N o.34
7 魏庆福.全新的工控机标准化平台——Compact PC I.计算机世界.1999.N o.7
8 刘铁椎.现场总线及其作用和地位.计算机世界.1999.
N o.7
9 王新贤.实用计算机控制技术手册.济南:山东科学技术出版社,1994:691-752
10 韩飞鹏.单片机的开发方式.中国计算机报.1995.N o.
30
杨永会,等:个人局域网(PAN)的一种实现技术——蓝牙(Bluetooth)技术
《单片机应用技术（C语言版）》试卷A一、单项选择题(每题1.5分，共30分) 1、51单片机的CPU主要由（）组成。 A、运算器、控制器 B、加法器、寄存器 C、运算器、加法器 D、运算器、译码器 2、程序是以（）形式存放在程序存储器中。 A、C语言源程序 B、汇编程序 C、二进制编码 D、BCD码 ——引脚（）3、单片机8031的EA。 A、必须接地 B、必须接+5V电源 C、可悬空 D、以上三种视需要而定 4、单片机上电复位后，PC的内容为（）。 A、0x0000 B、0x0003 C、0x000B D、0x0800 5、外部扩展存储器时，分时复用做数据线和低8位地址线的是（） A、P0口 B、P1口 C、P2口 D、P3口 6、单片机的ALE引脚是以晶振振荡频率的（）固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 A、1/2 B、1/4 C、1/6 D、1/12 7、下面叙述不正确的是（）。 A、一个C源程序可以由一个或多个函数组成。 B、一个C源程序必须包含一个主函数main( )。 C、在C程序中，注释说明只能位于一条语句的后面。 程序的基本组成部分单位是函数。C、D 8、在C语言中，当do-while语句中的条件为（）时，循环结束。 A、0 B、false C、true D、非0 9、下面的while循环执行了（）次空语句。 While（i=3）； A、无限次 B、0次 C、1次 D、2次 10、C程序总是从（）开始执行的。 A、主函数 B、主程序 C、子程序 D、主过程 11、在C51程序中常常把（）作为循环体，用于消耗CPU运行时间，产生延时效果。 A、赋值语句 B、表达式语句 C、循环语句 D、空语句 12、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。 A、静态 B、动态 C、静态和动态 D、查询 13、共阳极LED数码管加反相器驱动时显示字符“6”的段码是（） A、0x06 B、0x7D C、0x82 D、0xFA 14、51单片机的定时器T1用做定时方式时，采用工作方式1，则工作方式控制字为（） A、0x01 B、0x05 C、010 D、0x50 15、启动T0开始计数是使TCON的（）。
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：洗衣机系统的控制器设计 系（部）计算机应用技术 专业计算机科学与技术 学生李科学 学号1089114125 班号089114125 指导教师高洪志 开题报告日期2011.09.15 哈工大华德学院
说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2．进度计划是否切实可行； 3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5．主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字：检查日期：
一、课题的开发背景与需求分析 1859年，一个叫汉密尔顿-史密斯的美国人在匹兹堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨状叶子的直轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这台洗衣机使用费力，且损伤衣服，因而没被广泛使用，但这却标志了用机器洗衣的开端。随后的时间里，蒸汽洗衣机之后，水力洗衣机、内燃机洗衣机也相继出现。随着科学技术的飞速发展，洗衣机的发展也越来越壮大，其功能也越来越完善，其功能从开始的单一洗涤，到后来的脱水甩干，再到后来的全自动化，功能不断创新，实用性大大增强，为平时忙碌的人们节省了大量时间。洗衣机也成为家家户户不可缺少的一种家用电器。 二、调研分析 中国洗衣机业经过20多年的发展，已成为一个较成熟的产业。与其他家电产品相比较，这一产业处于一个相对平稳并具有优势的环境.2006年1-12月全国家用洗衣机累计产量为29,384,944.62台，与2005年同期相比增长了15.93%。2007年1-12月中国洗衣机企业继续保持稳定的增长势头，全国家用洗衣机累计产量为34,814,413台，与2006年同期相比增长了13.93%；2008年国内家用洗衣机市场总销量有望超过1800万台，同比增长9%左右。因此，洗衣机制造必须抓住新的发展形势，加大科技创新，注重节水节能，提高技术含量。
MCS-51在通常应用情况下，使用振荡频率为的6MHz或12MHz的晶振，如果系统中使用了单片机的串行口通信，则一般采用振荡频率为11.059MHz的晶振。 1.11 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期为1μs；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 1.12 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST 端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题2答案 2.1 单项选择题 （1）C （2）A （3）B （4）A （5）D 2.2 答： 单片机开发过程所用的设备与软件称为单片机开发系统或开发工具。 单片机开发系统包括计算机、单片机在线仿真器、开发工具软件、编程器等。连接方法如下图所示。 单片机开发系统连接方法示意图 2.3 答：单片机应用系统的开发过程如下： 设计电路图→制作电路板→程序设计→硬软件联调→程序下载→产品测试2.4 答： 1.在线仿真功能 在线仿真器（In Circuit Emulator，简称ICE）是由一系列硬件构成的设备，它能仿真用户系统中的单片机，并能模拟用户系统的ROM、RAM和I/O口。因此，在线仿真状态下，用户系统的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”。 2.调试功能 1）运行控制功能 开发系统应能使用户有效地控制目标程序的运行，以便检查程序运行的结果，对存在的硬件故障和软件错误进行定位。 2）单片机状态查看修改功能
13个基于STM32的经典项目设计实例，全套资料STM32单片机现已火遍大江南北，各种教程资料也是遍布各大网站论坛，可谓一抓一大把，但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作，不能说每篇都是经典，但都是在其他地方找不到的，很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手，是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器，因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时，设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安)，基本可以实现永不关机，即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv，通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407（STM32F407数据手册），ARM Cortex-M4内核，最高频率可达180Mhz，包含一个单精度浮点DSP，一个DCMI（数字相机接口）。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302（STM32F302数据手册）芯片主控，同时用蓝牙，语音模块，数码管，七彩灯等部件构成，当主持人按下抢答键时，数码管进入倒记时，选手做好准备，当数码管从9变为0时，多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答，同时语音播报抢答结果，显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机，它们同轴相连，分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版（原创） 本系统是以STM32F407（STM32F407数据手册）进行加Blackman预处理，再做1024个点FFT进行频谱分析，最后将数据显示在LCD12864上，以便进行人机交互！该系统可实现任意波形信号的频谱显示，以及可以自动寻找各谐波分量的幅值，频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计（有视频，有代码） 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪，就是练手，搞清楚STM32F4（STM32F4系列数据手册）中的USB固件编写，USB驱动的开发，上位机UI开发等一整套流程，过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖（有视频） 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人，在硬件方面主要有OV7670摄像头，LCD，舵机，在软件方面主要有OV7670的驱动，摄像头颜色识别算法，解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术，包括需求分析，原理图的绘制，制版，器件采购，安装，焊接，硬件调试，软件模块编写，软件模块测试，系统整体测试等整个开发调试过程。
调研报告 1.课题的来源及意义 传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境的变化自动调节风速，这对那些昼夜温差很大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时不但浪费资源，还很容易使人感冒生病；传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计一款智能的电风扇温度控制系统来解决。 温控风扇系统，是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇，能很好的节约电能，同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产。日常生活中都有广泛的应用，如在工业生产中大型机械设备的散热系统，或限制笔记本电脑上的智能CPU风扇等基于单片机的温控风扇都能根据环境的温度高低自动启动或停止转动，并能根据温度的变化实现转速的自动调节，在现实生活中具有非常广泛的用途，而本次的研究是基于ATS89C51单片机以及DS18B20数字温度传感器的温控风扇系统，可使系统测量更加精确,电路更加简单，具有很高的研究价值。 2.国内外的该方面发展和发展趋势 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。 近百年来，温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器／控制器；(3)智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 温度控制系统在国内外各个领域都占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统，基于PLC 的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。各种温度系统都有自己的优缺点，用户需要根据实际需要选择系统配置，当然，在实际运用中，为了达到更好的控制系统，可以采取多个系统的集成，做到互补长短。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制
习题1 1.1单项选择题 (1)MCS-51系列单片机的CPU主要由组成。 A. 运算符、控制器 B.加法器、寄存器 C.运算器、加法器 D.运算器、编码器 (2)单片机中的程序计数器PC用来。 A.存放指令 B.存放正在执行的指令地址 C.存放下一条指令的地址 D.存放上一条指令地址 (3)单片机8031的ˉEA引脚。 A.必须接地 B.必须接+5V电源 C.可悬空 D.以上三种视需要而定 (4)外部扩展存储器时，分时复用做数据线和低8位地址线的是。 A.P0口 B.P1口 C.P2口 D.P3口 (5)PSW中的RS1和RS0用来。 A.选择工具寄存器 B.指示复位 C.选择定时器 D.选择工作方式 (6)单片机上电复位后，PC的内容为。 A.0000H B.003H C.000BH D.0800H (7)Intel 8051单片机的CPU是。 A.16 B. 4 C. 8 D.准16位 (8)程序是以形式存放在程序存储器中的。 A. C语言源程序 B.汇编程序 C.二进制编码 D.BCD码 (9)8050单片机的程序计数器PC为16位计数器，其寻址范围是。 A. 8 KB B.16KB C.32KB D.64KB (10)单片机的ALE引脚是以晶振荡频率的固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定 时脉冲使用。 A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/12 1.2填空题 (1)单片机系统是由和组成的。 (2)除了单片机和电源外，单片机最小系统包括电路和电路。 (3)在进行单片机应用系统设计时，除了电源和地线引脚外，、、、引脚信号必须 连接相应电路。 (4)MCS-51系列单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即、、、。 (5)MCS-51系列单片机的XTALL和XYAL2引脚是引脚。 (6)MCS-51系列单片机的应用程序一般存在中。 (7)片内RAM低128单元，按其用途划分为、和3个区域。 (8)当振荡脉冲频率为12 MHz时，一个机器周期为；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期 为。 (9)MCS-51系列单片机的复位电路有两种，即和。 (10)输入单片机的复位信号需延续个机器周期以上的电平时即为有效，用于完成单片机的复位 初始化操作。 1.3回答题 (1)什么是单片机？它由哪几部分组成？什么是单片机应用系统？ (2)P3口第二功能是什么？
单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植，始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力，C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件，可以大大缩短开发周期，且明显地增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此，不管是对于新进入这一领域的开发者来说，还是对于有多年单片机开发经验的人来说，学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器，以便把写好的C程序编译为机器码， 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一，它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片，它集编辑， 编译，仿真等于一体，同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计，它的界面 和常用的微软VC++的界面相似，界面友好，易学易用，在调试程序，软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者，都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件，要使用KEIL51软件，必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件，对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件，基本可以满足一般的个
1．闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要 求的闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在 执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程 序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个 2 2＋2×248＝498 20× DJNZ R7,$ 2个2×248 (498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时， 延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求0.2秒＝200ms， 10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET （2）．输出控制 如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管 的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平， 即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0 端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。 5．程序框图 如图4.1.2所示
1 习题1答案 1.2 填空题 （1）单片级应用系统是由硬件系统、软件系统组成的 （2）除了单片机和电源外，单片机最小系统包括时钟电路、复位电路 （3）除了电源和电线引脚外，XTAL1、XTAL2、RST、EA引脚信号必须连接相应电 路 （4）51系列单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器 （5）51系列单片机的XTAL1和XTAL2引脚是时钟电路 （6）51系列单片机的应用程序一般存放在程序存储器 （7）片内RAM低128单元，按其用途划分为工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区（8）但振荡脉冲频率为12MHz时，一个机器周期为1us，当振荡脉冲频率为6MHz时，一个机器周期为2us （9）51系列单片机的复位电路有两种，即上电复位电路、按键复位电路 （10）输入单片机的复位信号需延续2个机器周期以上的高电平即为有效。 1.3 （4）什么是机器周期？机器周期和晶振频率有何关系？当晶振频率为6MHz时，机器周期是多少？ 答： 规定一个机器周期的宽度为12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 μs。 （5）51系列单片机常用的复位方法有哪几种？画电路图并说明其工作原理。 答： （a）上电复位电路（b）按键复位电路 单片机常见的复位电路 图（a）为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间，RST端的电位
与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。 图（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，若要复位，只需按图（b）中的RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RST端产生一个复位高电平。 习题3 答案 3.2 填空题 （2）用C51编程访问51单片机的并行I/O口是，可以按字节，寻址操作，还可以按位操作（4）C51中定义一个可位寻址变量FLAG访问P3口的P3.1引脚的方法是s bit FLAG=P3^1; （10）下面的while循环执行了无限次空语句。 i=3； While（i！=0）； （15）在以下的数组定义中，关键字“code”是为了把tab数组存储在程序存储器ROM中 Unsigned char code b[]=｛｝； 3.3 上机操作题 （1） //xiti3_3_1.c——第三章习题3.3上机操作题（1） #include
电子技术应用专业 《单片机应用技术》课程标准 增加附录:51或52单片机说明书,编程软件烧程序软件使用说明,增加实验中使用的各种器件说明 修改任务内容:去掉任务ISP下载线制作 增加点阵及液晶显示 一、概述 (一)课程性质 单片机技术是现代电子工程领域一门飞速发展的技术，其在教学及产业界的技术推广仍然是当今科学技术发展的热点。学习单片机并掌握其应用已经成为电子类学生必须具备的技能，也是现代工科学生就业的一个基本条件。 《单片机应用技术》是电子技术应用专业的一门职业技术课。它以模拟电子技术、数字电子技术、C语言等课程为基础。后续课程如电子产品装调技术、电子产品检测技术及相关实训课程，一般都要应用到单片机系统的应用。它可以充分体现学生利用自己所掌握的知识解决实际工程问题的能力。单片机知识在电子类专业整个课程体系中处于承上启下的核心地位。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机技术及其在工业控制、经济建设和日常生活中的应用，培养学生实践能力、创新能力，为将来从事相关产品的检测和维护等工作奠定坚实的基础，为学生将来在电子类专
业领域进一步发展打下良好基础。 (二)课程基本理念 本课程的设计突破了学科体系模式，打破了原来各学科体系的框架，将各学科的内容按“项目”进行整合。本课程的“项目”以职业实践活动为主线，因而，它是跨学科的，且理论与实践一体化。强调学生个人适应劳动力市场变化的需要。因而，本课程的设计兼顾了企业和个人两者的需求，着眼于人的全面发展，以培养全面素质为基础，以提高综合职业能力为核心。 本课程包含了单片机应用技术的五个项目，每个项目均由若干个具体的典型工作任务组成，每个任务均将相关知识和实践（含实验）过程有机结合，力求体现“做中学”、“学中做”的教学理念；本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。 (三)课程设计思路 本课程标准注重培养分析问题、解决问题的能力，强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合应用电子专业的发展需要，为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分解设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，并以典型设备为载体，通过具体案例，按单片机项目实施的顺序逐步展开，让学员在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技能训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。 二、课程目标 1、总目标 本课程先修要求：学生已学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》等相关专业基础理论课程，有一定的电路识图、分析能力后进行本专业能力实训。通过实训学生应达到： （一）应使学生熟悉单片机的原理与结构，通过试验实训的训练和一些简易单片机项目制作，掌握单片机控制的基本原理、接口技术，掌
书号33054 《单片机应用技术学程》 1.3评价反馈 1）试简单说明单片机应用过程中有哪些环节。 A）设计硬件电路。设计单片机的外围电路，即单片机正常工作的必要电路（复位、时钟等），设计功能电路并选择适当的引脚作为外电路的控制或输入。 B）设计程序。在计算机上使用汇编语言或C语言（51系列单片机C语言又叫C51）编写程序，通过编译将其转换为单片机能执行的程序文件，即目标文件，也叫机器语言文件。目标文件的扩展名为“.HEX”或“.BIN”，一般都使用“.HEX”，即十六进制文件形式。 C）程序下载。将目标文件通过“编程器”下载到单片机内部。或通过单片机产品的系统板上设计ISP（In System Program）或IAP（In Applicatin Programming）接口直接下载目标程序。 D）通电运行和检查。通电运行。如果系统不能正常运行，就根据单片机系统的工作状况初步判断故障范围，软件故障可以通过模拟仿真排查，硬件故障可以通过测试或与软件配合排查。 2）对于图1-7所示的控制电路，设“1”亮、“0”灭。要实现小灯从1～8依次亮、灭一次，试写出P1口输出的数据。 P1: 10000000 P1: 01000000 P1: 00100000 P1: 00010000 P1: 00001000 P1: 00000100 P1: 00000010 P1: 00000001 3）如何理解单片机概念的？ 单片形态的微控制器。 4）单片机内部的存储器有ROM、RAM，它们的含义是什么？它们的用途分别是什么？ROM：只读存储器，作为程序存储器使用，用来存放目标程序。 RAM：随机存取存储器，作为数据存储器使用，用来存放程序运行结果或中间数据。 5）A T89S51单片机中的数都是以字节为单位的，它们以什么形式存在呢？ 以8位二进制数形式。 6）简述二进制数与十六进制数的关系，有什么启发？先写出几个单字节的十六进制数，再写出它们的二进制数。 4位二进制与1位十六进制数存在一一对应的关系。二进制数与现实世界的对应关系直观，单书写、阅读不便，十六进制数便于书写和阅读。在单片机应用中一般用十六进制数。 55H=010*******B，FFH=11111111B 7）C51语言中数据常用十进制和十六进制数表示，C语言中十六进制数如何表示？将上例中的数，写出其C语言十六进制的表示形式。 在C51中十六进制数书写时在数码前面加“0x”或“0X”。0x55,0xFF。 8）举几个日常生活中遇到的单片机产品的例子。 交通灯、霓虹灯、手机、全自动洗衣机等智能家电。
《单片机应用技术（C 语言版）》试卷B 一、 单项选择题(每题1.5分，共30分) 1、51单片机的CPU 主要由（ ）组成。 A 、运算器、控制器 B 、加法器、寄存器 C 、运算器、加法器 D 、运算器、译码器 2、PSW 中的RS1和RS0用来（ ） 。 A 、选择工作方式 B 、指示复位 C 、选择定时器 D 、选择工作寄存器组 3、单片机8031的EA —— 引脚（ ）。 A 、必须接地 B 、必须接+5V 电源 C 、可悬空 D 、以上三种视需要而定 4、单片机上电复位后，PC 的内容为（ ）。 A 、0x0000 B 、0x0003 C 、0x000B D 、0x0800 5、单片机的4个并行I/O 端口作为通用I/O 端口使用，在输出数据时，必须外接上拉电阻的是（ ） A 、P0口 B 、P1口 C 、P2口 D 、P3口 6、单片机的ALE 引脚是以晶振振荡频率的（ ）固定频率输出正脉冲，因此它可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 A 、1/2 B 、1/4 C 、1/6 D 、1/12 7、下面叙述不正确的是（ ）。 A 、一个C 源程序可以由一个或多个函数组成。 B 、一个 C 源程序必须包含一个主函数main( )。 C 、在C 程序中，注释说明只能位于一条语句的后面。 D 、C 程序的基本组成部分单位是函数。 8、在C51语言的if 语句中，用做判断的表达式为（ ）。 A 、关系表达式 B 、逻辑表达式 C 、算术表达式 D 、任意表达式
9、下面的while循环执行了（）次空语句。 While（i=3）； A、无限次 B、0次 C、1次 D、2次 10、C程序总是从（）开始执行的。 A、主函数 B、主程序 C、子程序 D、主过程 11、在C51程序中常常把（）作为循环体，用于消耗CPU运行时间，产生延时效果。 A、赋值语句 B、表达式语句 C、循环语句 D、空语句 12、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（）显示方式。 A、静态 B、动态 C、静态和动态 D、查询 13、在共阳极数码管使用中，若要仅显示小数点，则其相应的字段码是（）。 A、0x80 B、0x10 C、0x40 D、0x7F 14、51单片机的定时器T1用做定时方式时，采用工作方式1，则工作方式控制字为（） A、0x01 B、0x05 C、0x10 D、0x50 15、MCS-51系列单片机串行口发送/接收中断源的工作过程是：当串行口接收或发送完一帧数据时，将SCON中的（），向CPU申请中断。 A、RI或TI置1 B、RI或TI置0 C、RI置1或TI置0 D、RI置0或TI置1 16、在定时/计数器的计数初值计算中，若设最大计数值为M，对于工作方式1下的M值为（）。 A、M=213 = 8192 B、M=28 = 256 C、M=24 = 16 D、M=216 = 65536 17、51单片机的串行口是（）。 A、单工 B、全双工 C、半双工 D、并行口 18、表示串行数据传输速率的指标为（）。 A、USART B、UART C、字符帧 D、波特率 19、串行口的控制寄存器为（）。 A、SMOD B、SCON C、SBUF D、PCON 20、串行口的发送数据和接收数据端为（）。 A、TXD和RXD B、TI和RI C、TB8和RB8 D、REN 二、填空题(每空1.5分，共30分)
习题1答案 1.1 单项选择题 (1) A (2)C (3)A (4) A (5)A (6) A (7)C (8)C (9) D (10)C 1.2 填空题 （1）硬件系统、软件系统 （2）时钟、复位 （3）XTAL1、XTAL2、RST、 （4）片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器 （5）时钟电路 （6）程序存储器 （7）工作寄存器组、位寻址区、用户RAM区 （8）1us、2us （9）上电复位电路、按键复位电路 （10）2、高 1.3 答： 单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU （Central Processing Unit）、随机存取存储器RAM（Random Access Memory）、只读存储器ROM（Read-only Memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时器/计数器等都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，可以实现微型计算机的基本功能。 单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。 单片机应用系统是由硬件和软件组成的，硬件是应用系统的基础，软件则是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可。 1.4 答： 1.5 答：片内RAM低128单元的配置如下：
单元，既可作为一般RAM单元使用，进行字节操作，也可以对单元中每一位进行位操作；在内部RAM低128单元中，通用寄存器占去了32个单元，位寻址区占去了16个单元，剩下80个单元，这就是供用户使用的一般RAM区，其单元地址为30H～7FH。 片内RAM高128单元安排有21个特殊功能寄存器，其他空闲单元用户不能使用。 1.6 答：有21个可寻址的特殊功能寄存器，它们不连续地分布在片内RAM的高128单元中，尽管其中还有许多空闲地址，但用户不能使用。另外还有一个不可寻址的特殊功能寄存器，即程序计数器PC，它不占据RAM单元，在物理上是独立的。 在可寻址的21个特殊功能寄存器中，有11个寄存器不仅可以字节寻址，也可以进行位寻址。 1.7 答： 程序状态字是一个8位寄存器，用于存放程序运行中的各种状态信息。其中有些位的状态是根据程序执行结果，由硬件自动设置的，而有些位的状态则由软件方法设定。PSW的位状态可以用专门指令进行测试，也可以用指令读出。PSW的各位定义下表所示。 PSW位定义 存放算术运算的进位标志，在进行加或减运算时，如果操作结果最高位有进位或借位，则CY由硬件置“1”，否则被清“0”；二是在位操作中，作累加位使用。位传送、位与位或等位操作，操作位之一固定是进位标志位。 ·AC（PSW.6）：辅助进位标志位。在进行加或减运算中，若低4位向高4位进位或借位，AC由硬件置“1”，否则被清“0”。在BCD码调整中也要用到AC位状态。 ·F0（PSW.5）：用户标志位。这是一个供用户定义的标志位，需要利用软件方法置位或复位，用来控制程序的转向。 ·RS1和RS0（PSW.4，PSW.3）：工作寄存器组选择位。它们被用于选择CPU当前使用的通用寄存器组。通用寄存器共有4组，其对应关系如下表所示。 工作寄存器组选择 这两个选择位的状态是由软件设置的，被选中的寄存器组即为当前通用寄存器组。但当单片机上电或复位后，RS1 RS0=00。
例一：一个液晶显示的数字式电脑温度计 液晶显示器分很多种类，按显示方式可分为段式，行点阵式和全点阵式。 段式与数码管类似，行点阵式一般是英文字符，全点阵式可显示任何信息， 如汉字、图形、图表等。这里我们介绍一种八段式四位LCD显示器，该显 示器内置驱动器，串行数据传送，使用非常方便。原理图如下图： 下图是长沙太阳人科技开发有限公司生产的4位带串行接口的液晶显示模块SMS0403 的外部引线简图：
有关该模块的具体参数，请查看该公司网站。此例中使用的温度传感器为美国DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器。该传感器本站有其详细的资料可供下载。此例稍加改动，即可做成温控器。 下载驱动该模块的源程序LCD.PLM 例2: LED显示电脑电子钟 本例介绍一种用LED制作的电脑电子钟（电脑万年历）。 原理图如下图所示：
上图中，CPU选用的是AT89C2051,时钟芯片选用的是Dallas公司的DS1302, 温度传感器选用的是Dallas公司的数字温度传感器DS1820，显示驱动芯片 选用的是德州仪器公司的TPIC6B595,也可选用与其兼容的芯片NC595或 国产的AMT9595。整个电子钟用两个键来调节时间和日期。一个是位选 键，一个是数字调节键。按一下位选键，头两位数字开始闪动，进入设 定调节状态，此时按数字调节键，当前闪动位的数字就可改变。全部参 数调节完后，五秒钟内没有任何键按下，则数字停止闪动，退出设定调 节状态。源程序清单如下(无温度显示程序)： start:do; $include(reg51.dcl) declare (sclk,io,rst) bit at (0b3h) register; /* p33,p34,p35 */ declare (command,data,n,temp1,num) byte; declare a(9) byte; declare ab(6) byte; declare aco(11) byte constant (0fdh,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh, 0e0h,0feh,0f6h,00h); declare week(11) byte constant (0edh,028h,0dch,7ch,39h,75h,0f5h, 2ch,0fdh,7dh,00h); declare da literally 'p15',clk literally 'p16',ale literally 'p17', mk literally 'p11',sk literally 'p12'; clear:procedure; sclk=0;io=0;rst=0; end clear; send1302:procedure(comm);
一、选择题 1、单片机8031的/EA引脚（C）。 A. 可悬空 B. 必须接+5V电源 C. 必须接地 D. 以上三种情况视需要而定 2、MCS-51单片机的4个并行I/O端口作为通用I/O端口使用，在输出数据时，必须外接上拉电阻的是（A）。 A. P0口 B. P1口 C. P2口 D. P3口 3、当MCS-51单片机应用系统需要扩展外部存储器或其它接口芯片时，（A）可作为低8位地址总线使用。 A. P0口 B. P1口 C. P2口 D. P0口和P2口 4、系统复位后，堆栈指针SP的内容是（B）。 A. 08H B. 07H C. 30H D. 50H 5、MCS-51单片机的位寻址区位于内部RAM的（ D ）单元。 A. 00H～7FH B. 20H～7FH C. 00H～1FH D. 20H～2FH 6、PSW中的RS1和RS0用来（A）。 A. 选择工作寄存器组 B. 指示复位 C. 选择定时器 D. 选择工作方式 7、MCS-51单片机规定一个机器周期共有（A）个节拍。 A. 12 B. 6 C. 8 D. 16 8、下面叙述不正确的是（C）。 A. 一个C源程序可以由一个或多个函数组成 B. 一个C源程序必须包含一个函数main() C. 在C51中，注释说明只能使用/*……*/注释 D. C程序的基本组成单位是函数 9、在C51程序中常常把（D）作为循环体，用于消耗CPU时间，产生延时效果。 A. 赋值语句 B. 表达式语句 C. 循环语句 D. 空语句 10、在单片机应用系统中，LED数码管显示电路通常有（C ）显示方式。 A. 静态 B. 动态 C. 静态和动态 D. 查询 11、共阳极LED数码管加反向器驱动时显示字符“6”的段码是（B）。 A. 06H B. 7DH C. 82H D. FAH 12、LED数码管若采用动态显示方式，下列说法错误的是（C）。 A. 将各位数码管的段选线并联 B. 将段选线用一个8位I/O端口控制 C. 将各位数码管的公共端直接连接在+5V或者GND上 D. 将各位数码管的位选线用各自独立的I/O端口控制 13、按键开关的结构通常是机械弹性元件，在按键按下和断开时，触点在闭合和断开瞬间会产生接触不稳定，为消除抖动引起的不良后果，常采用的方法有（C）。 A. 硬件去抖动 B. 软件去抖动 C. 硬、软件两种方法 D. 单稳态电路去抖方法
单片机发展趋势 单片微型计算机，简称单片机，就是将微处理器、存储器ROM和RAM、定时/计数器、中断系统、I/O接口、总线和其他多功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要领域为智能化电子产品，一般需要嵌入仪器设备内，故又称嵌入式微型控制器。由于其具有可靠性较高，便于扩展，体积小，成本低等等特点，单片机已经广泛的应用于民用电子产品，智能仪表，工业测控、军工等等领域。但是，单片机也存在着比如片内存储容量较小等等缺点。那么已经很发达的单片机技术未来将何去何从呢？下面我将根据目前的市场需求与单片机本身的特点，从内部器件的优化，外围器件电路的扩展优化，整体可靠性与集成度的提高三个方面简要描绘一下单片机的发展蓝图。 一、内部器件的优化 1、CPU的改进。CPU是单片机的核心，他的功能的发展与提高，势必会带动单片机的发展。目前单片机内大多数为单CPU结构，只有8根数据总线。未来单片机会采用双ＣＰＵ结构，增加数据总线，提高数据处理速度与能力；同时，采用流水线结构，提高处理和运算速度，以适应实时控制和处理的需要。 2、增大存储容量。目前的单片机片内容量较小，片内ROM一般小于８KB，RAM一般小于256B。虽然可以扩展但是这样一来会带来较多麻烦，如接口的扩展等等，而且程序很难保密。所以，片内EPROM的E2PROM化，以及程序的保密化成为单片机的发展潮流。 3、提高并行接口的驱动能力，以减少外围驱动芯片从而增加外围I/O的逻辑功能和控制的灵活性。 二、外围器件电路的优化 1、以串行方式为主的外围扩展任将为主导。串行扩展具有方便、灵活、电路系统简单，占有I/O接口资源少等等优点，可以大大降低远距离传送成本等等功效，所以，未来外围设备的扩展将以串行方式为主。 2、外围电路的内装化。由于集成电路工艺的不断改进和提高，越来越多的复杂外围电路集成到单片机中，如D/A转化器、A/D转化器、看门狗电路、？LCD 控制器等。这样使得单片机系统的体积大大减小，功能大大提高。 3、和互联网的连接。对于高度发达的信息时代，世界变小了。所以，异地
各位领导、专家、评委：你们好！ 我是自控系计算机控制技术教研室老师刘刚。我说课的课程是“单片机技术应用”。下面我从课程设置、课程内容、课程实施、课程评价等等六方面来汇报对课程的钻研情况和教学思想。恳请在座的专家、评委批评指正。 《单片机应用技术》课程在计算机控制技术专业人才培养方案中具有重要作用，，是“计算机控制工程综合能力”的重要构成部分，对学生职业能力的培养起到重要支撑作用。同时，《单片机技术应用》课程也是专业课程体系中的一个关键环节，对课程体系的构建起到了承上启下的关键作用，是前期《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《C语言程序设计》等课程的综合和提升，又是后续《计算机控制技术》、《自控理论》等课程的前提和基础。 经过调研我们得知本专业的学生将来大致的就业岗位：生产维修岗、设计研发岗以及技术支持岗，不同的岗位适应于不同的行业，对职业能力的需求也有所侧重。但总的来说都要求学生具有一定的理论基础与较强的实践应用能力。据此，我们将课程目标定位于：使学生了解单片机的特点、基本工作原理；了解单片机与微型计算机的区别与联系；掌握单片机的指令系统、中断系统、扩展系统、定时器、接口技术。掌握单片机应用程序的设计方法。并将课程目标细化为能力目标、知识目标和素质目标。 立足于课程的培养目标，我们以实际控制任务、高职培养目标、人的认识规律、以及单片机设计师职业资格要求等为依据精心选择、设计课程内容。 本课程以循环流水灯、电子钟、温度测量报警系统3个电子产品的设计制作过程为载体。根据产品的设计制作过程，结合单片机的知识点划分为10个教学任务，每个学习任务既是一项单片机应用技能的训练，又是整个产品设计制作的一个环节。 3个电子产品分别适用单片机学习的3个阶段：入门、基础、扩展。 循环流水灯涉及简单的开关量控制，是单片机控制的基础，设计制作简单，容易实现，有助于提高学生的积极性。 电子钟涉及单片机应用系统的常用电路，即显示电路和键盘电路，其设计制作过程涉及外部中断、定时/计数器应用，是进一步应用的基础。 温度测量报警系统是在前面制作的基础上，对并行接口芯片、串行