微机与单片机原理及应用

第二章单片机结构及原理1、MCS-51 单片机内部包含哪些主要功能部件？它们的作用是什么？答：（1）一个8bit CPU 是微处理器的核心，是运算和逻辑计算的中心。

（2）片内震荡器及时钟电路：提供标准时钟信号，所有动作都依据此进行。

（3）4K ROM程序存贮器：存贮程序及常用表格。

（4）128B RAM 数据存贮器：存贮一些中间变量和常数等。

（5）两个16bit 定时器/计数器：完全硬件定时器（6）32 根可编程I/O 口线：标准8 位双向（4 个）I/O 接口，每一条I/O 线都能独立地作输入或输出。

（7）一个可编程全双工串行口。

（8）五个中断源。

2、什么是指令？什么是程序？答：指令是规定计算机执行某种操作的命令。

程序是根据任务要求有序编排指令的集合。

3、如何认识89S51/52 存储器空间在物理结构上可以划分为 4 个空间，而在逻辑上又可以划分为3 个空间？答：89S51/52 存储器空间在物理结构上设有４个存储器空间：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。

在逻辑上有３个存储器地址空间：片内、片外统一的64KB 程序存储器地址空间，片内256Ｂ数据存储器地址空间，片外64ＫＢ的数据存储器地址空间。

4、开机复位后，CPU 使用的是哪组工作寄存器？他们的地址是多少？CPU 如何确定和改变当前工作寄存器组？答：开机复位后，CPU 使用的是第0 组工作寄存器，地址为00H～07H，CPU 通过改变状态字寄存器PSW中的RS0 和RS1 来确定工作寄存器组。

5、什么是堆栈？堆栈有何作用？在程序设计时，有时为什么要对堆栈指针SP 重新赋值？如果CPU 在操作中要使用两组工作寄存器，SP 应该多大？答：堆栈是一个特殊的存储区，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。

堆栈指针SP复位后指向07H 单元，00H～1FH 为工作寄存器区，20H～2FH 为位寻址区，这些单元有其他功能，因此在程序设计时，需要对SP 重新赋值。

单片机原理和微机原理
单片机原理指的是通过在一块芯片内集成处理器、存储器和输入输出接口等功能单元，实现数据处理和控制功能的原理。

单片机原理的实现基于微机原理。

微机原理是指微型计算机的工作原理，包括主机、外部存储器、输入输出设备以及系统总线的连接与交互等方面。

微机原理通过中央处理器（CPU）执行指令，对数据进行处理和控制，并通过输入输出设备与外部环境进行交互。

单片机原理和微机原理的不同之处主要体现在以下几个方面：
1. 应用范围不同：单片机主要用于嵌入式系统中，如家电、汽车电子等领域，而微机主要用于个人计算机、服务器等通用计算系统中。

2. 架构差异：单片机的架构相对简单，仅集成了较基本的处理器、存储器和IO接口等，而微机的架构更为复杂，包括更强
大的处理器、更大容量的存储器和更多种类的IO接口等。

3. 性能不同：由于单片机的应用场景不同，其性能要求相对较低，而微机则要求更高的计算能力和数据处理速度。

4. 系统可扩展性不同：由于单片机在一个芯片上集成了大部分功能单元，其系统的扩展性相对较差，而微机由于模块化设计，可相对容易地进行硬件和软件的扩展。

总的来说，单片机原理和微机原理都是计算机的工作原理，但在应用范围、架构、性能要求和扩展性等方面有所不同。

了解这两者的原理有助于我们更好地理解和应用计算机技术。

《微机原理与单片机技术综合设计与实践》课程标准一、课程概述《微机原理与单片机技术综合设计与实践》是《微机原理及应用》、《单片机原理及应用》课程的设计性、综合性实验教学环节。

它是自动化专业的主要实践技能课程。

课程内容包括单片机软件编程与仿真和调试、单片机硬件设计安装与调试，单片机应用系统综合设计、安装与调试等。

课程的基本任务是：使学生在掌握微机基本知识的基础上，掌握单片机软硬件的设计、开发、调试的方法，具有较好的单片机实际应用能力，为今后从事生产第一线的技术和管理工作打下坚实的基础。

同时，结合本课程的特点，逐步培养学生观察分析问题和动手解决问题的能力。

本课程的前导课程为《微机原理及应用》、《单片机原理及应用》。

二、课程目标1．掌握单片机软件编程与仿真和调试的基本方法。

2．掌握单片机硬件系统设计、制作及调试的方法。

3．掌握单片机应用系统软硬件综合设计、安装与调试的方法。

4．理解微机在测控领域应用的有关知识，熟悉单片机应用系统开发的完整过程。

三、课程内容与教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。

这四个层次的一般涵义表述如下：知道——是指对这门学科和教学现象的认知。

理解——是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。

掌握——是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。

学会——是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。

教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。

（一）课程概述（二）单片机应用系统的设计与开发（三）软件仿真与调试设计性实验（四）应用系统综合性实训四、课程实施(一)课时安排与教学建议本课程是自动化专业的专业选修课。

一般情况下，每周安排2课时，共48课时（其中实践训练36课时，自主学习12课时），1.5学分。

单片机原理及其应用
单片机即单片微型计算机，是一种集成电路芯片，内部包含了处理器、存储器、输入输出接口等电子器件和电路。

它可以完成各种计算和控制任务，具有体积小、功耗低、功能强大等特点，广泛应用于各个领域。

单片机的工作原理是通过指令的执行来完成相应的任务。

它内部的处理器通过解析存储在存储器中的指令，执行不同的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。

同时，单片机还可以与外部设备通过输入输出接口进行数据交换，并控制外部设备的工作。

单片机的应用十分广泛。

在家电领域，它可以作为控制中心，实现灯光控制、电机控制、温度控制等功能。

在汽车电子领域，单片机可以用于控制发动机系统、车载娱乐系统、车身电子系统等。

在工业自动化领域，单片机可以用于控制生产线上的各种设备，实现自动化生产。

此外，单片机还可以应用于电子计算器、遥控器、安防系统、医疗设备等领域。

总的来说，单片机通过内部的处理器和外部设备的交互，实现各种控制和计算任务，广泛应用于各个领域，为我们的生活和工作提供了很大的便利。

第一章习题1.什么是单片机？单片机和通用微机相比有何特点？答：单片机又称为单片微计算机，它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件（如中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等）全部集成在一个半导体芯片上。

虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从逻辑功能上来看，都具有微机系统的定义。

与通用的微型计算机相比，单片机体积小巧，可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心，是应用系统实现智能化。

2.单片机的发展有哪几个阶段？8位单片机会不会过时，为什么？答：单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。

基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。

随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

然而，由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机，因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。

目前，单片机正朝着高性能和多品种发展，但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要，可以肯定，以MCS-51系列为主的8位单片机，在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。

3.举例说明单片机的主要应用领域。

答：单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：智能仪器单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

微机原理单片机区别微机原理和单片机原理都是计算机的基本原理，但是两者在结构、功能和应用方面存在一些区别。

首先，微机原理指的是微型计算机的原理，也就是我们常说的“个人电脑”。

微机通常由中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备和存储设备等组成。

微机的结构比较复杂，一般采用集成电路技术，包含多个功能模块，并能进行多任务处理。

微机具有较强的通用性和可扩展性，适用于各种不同的应用场景。

而单片机原理指的是单片集成电路微型计算机的原理，也就是我们常说的“单片机”。

单片机包含CPU、ROM、RAM、IO接口和定时器等基本组件，且这些组件都集成在一个单个的芯片中。

单片机结构简单、体积小巧，具有较低的功耗和成本，并且易于编程和应用。

由于单片机的特点，它通常用于控制和嵌入式系统等应用中。

其次，微机和单片机在功能上也存在一些区别。

微机具有较高的计算能力和存储能力，可以同时进行多任务处理，并且可以运行复杂的操作系统。

微机适合于需要进行大规模数据处理、图形处理和网络通信等需要较高计算能力的应用。

而单片机的计算能力和存储能力相对较低，主要用于控制系统和简单的嵌入式应用，如家电、车载系统和工业自动化等。

最后，微机和单片机在应用上也有所差异。

微机由于其通用性，可以适用于各种各样的应用场景。

微机可以用于办公、游戏、娱乐、科学计算等不同领域，也可以用于编程和开发软件。

而单片机主要用于控制系统和嵌入式系统，如智能家居、智能手表、医疗设备等。

由于单片机的特点，它可以更好地满足对实时性要求较高的控制应用。

总结来说，微机原理和单片机原理在结构、功能和应用方面存在一定的区别。

微机结构复杂、功能强大，适用于各种不同的应用场景；而单片机结构简单、功耗低，主要用于控制和嵌入式应用。

在选择使用哪种计算机原理时，需要根据具体的应用需求和资源限制进行权衡。

8086微机原理与51单片机对比
1.架构比较
而51单片机则采用的是精简指令集计算机（RISC）架构，指令集相对简单，主要面向小型控制应用。

它具有8位的数据总线和16位的地址总线，可以使用64KB的内存地址空间。

2.指令集比较
51单片机的指令集相对简单，主要包括加载、存储、算术逻辑运算等基本指令。

虽然指令集比较有限，但是由于其单片机本身的特点，可以在少量指令的基础上实现丰富的控制功能。

3.性能比较
51单片机采用的是8位设计，在处理小规模数据和简单任务时具有优势。

它的时钟频率通常在几十kHz到几十MHz之间，计算能力较弱但功耗较低。

4.应用对比
51单片机则主要应用于嵌入式系统中，如智能家居、仪器仪表、电子设备等。

它的低功耗和小体积使得它非常适合于那些对功耗和尺寸有限制的场景。

综上所述，8086微机和51单片机虽然属于不同的处理器架构，但都有自己的优势和应用场景。

读者在选择使用时应根据实际需求和项目背景来做出选择。