林立张俊亮编著单片机原理及应用单片机课程描述共30页
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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INTE L的8031,此后在8031上发展出了MCS 51系列MC U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INTE L 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。
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。
第一章1.什么是单片机?单片机与通用微机相比有何特点?单片机是在一块半导体硅片上集成了计算机基本功能部件的微型计算机。
两者的比较:(1) 通用微机的CPU主要面向数据处理,其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的提高。
单片机主要面向控制,数据类型、计算速度和精度都相对低一些;(2) 通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。
单片机中存储器的组织结构比较简单,寻址空间一般都为64 KB;(3) 通用微机中I/O接口主要面向标准外设(如显示器、键盘、鼠标、打印机等)。
单片机的I/O接口是面向用户的特定电路,需要用户掌握接口电路设计技术。
2)单片机的发展有哪几个阶段?它今后的发展趋势是什么?1、单片微型计算机阶段,即SCM,代表性产品是Intel公司的8位MCS-51系列单片机;2、微控制器阶段,即MCU,代表性产品是基于51内核的微控制器系列产品;片上系统(或系统级芯片)阶段,即SoC,代表性产品有各类专用的SoC器件。
单片机总的发展趋势是多功能、高速度、低功耗、高性价比、强I/O功能及结构兼容。
3)举例说明单片机的主要应用领域要应用于领域:1、工业自动化控制,如过程控制器、机器人模块、物流计量模块、机电一体化控制系统等;2、智能仪器仪表,如温度仪表、流量仪表、分析仪器、医疗仪器、智能传感器等;3、通信设备,如路由器、标准键盘、打印机、传真机、复印机等;4、汽车电子与航空电子系统,如动力监测系统、自动驾驭系统、运行监视器(黑匣子)等;5、家用电器,如空调、冰箱、洗衣机、微波炉、电视机、音响、电子玩具等。
4)在众多单片机类型中,8位单片机为何不会过时,还占据着单片机应用的主导地位?51单片机技术成熟、价格低廉,可以满足许多简单工况的应用要求;基于51单片机内核发展的8位高性能单片机已弥补了51单片机的性能不足,并已占有相当的市场份额;51单片机涉及微机原理、电工电路、软件编程等许多技术基础,主流微控制器产品也大都与51机保持兼容,非常适合初学者作为计算机入门知识。
《单片机原理及应用》课程标准学时数:28学时课程性质:专业课适用专业:机电技术应用一、课程性质与定位《单片机原理及应用》课程是机电一体化、数控技术专业的一门专业必修课。
是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。
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。
二、课程教学目标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。
三、本课程学时安排四、课程教学内容和基本要求第1章单片机基础知识概述(2学时)(一)教学重点和难点单片机概述;PrOteUS 应用简介。
(二)教学内容和基本要求 (1)教学内容: 1. 1单片机概述1. 2单片机学习的预备知识2. 3PrOteUS 应用简介 (2)基本要求:能说出单片机的特点和应用,会数制及其转换;ISIS 模块应用举例,汽ARES 模块应用举例。
第2章MCS-51单片机的结构及原理(2学时) (一)教学重点和难点能说出MCS-51单片机的结构,MCS-51的存储器结构;并行I/O 口。
(二)教学内容和基本要求 (1)教学内容: 3. 1MCS-51单片机的结构 2. 2MCS-51的存储器结构 2. 3单片机的复位、时钟与时序 2. 4并行I/O 口 (2)基本要求:掌握MCS-51单片机的内部结构,了解程序、数据存储器,掌握时钟电路。
第3章单片机的汇编语言与程序设计(4学时) (一)教学重点和难点知道MCS-51指令系统,会汇编语言的编程方法。
(二)教学内容和基本要求 (1)教学内容: 3. 1汇编语言概述 (1学时) 3. 2 MCS-51指令系统简介 (2学时) 3. 3汇编语言的编程方法(1学时) (0.5学时) (0.5学时)(0.5学时) (0.5学时) (0.5学(2)基本要求:了解汇编语言指令格式和描述操作数的简记符号;了解汇编语言程序设计步骤;第4章单片机的C51语言(4学时)(一)教学重点和难点C51的程序结构,C51与汇编语言的混合编程;C51仿真开发环境。
1、单片机的中断源类型有几种?中断源的自然优先级别是何顺序?其中断向量各是多少?中断级别有几级?中断机制中用到那些寄存器?每个寄存器的作用如何?IE/IP的每一位代表什么含义?5种,优先级顺序INT0,T0,INT1,T1,TX/RX中断向量:0003H,000BH,0013H,001BH,0023H寄存器:TCON寄存器(定时控制寄存器)、SCON寄存器(串口控制寄存器)、IE寄存器(中断优先级控制寄存器)、IP寄存器(中断允许控制寄存器)2、单片机的每个引脚有什么作用?答:(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚):+5V电源引脚VSS(20脚):接地引脚XTAL1(19脚);外接晶振引脚(内置放大器输入端)XTAL2(18脚):外接晶振引脚(内置放大器输出端)(2) 控制引脚RST/V PD(9)为复位/ 备用电源引脚ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29):输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31):外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0~P0.7(39~32脚)——P0口;P1.0~P1.7(1~8脚)——P1口;P2.0~P2.7(21~28脚)——P2口;P3.0~P3.7(10~17脚)——P3口。
3、单片机的寻址方式有哪几种?掌握每一条指令中使用的寻址方式。
:MCS-51单片机有7种寻址方式:直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、变址寻址、位寻址、相对寻址。
直接寻址方式:操作数的地址由指令直接给出,适用于片内RAM的所有地址空间;如MOV A,68HMOV A,PSW寄存器寻址方式:指令给出的是寄存器的编码,操作数在编码指定的寄存器中,适用于片内00H至1FH的32个字节,用R0,…,R7表示,通过PSW的RS1和RS0选择组号确定对应32个字节中的其中8个,还有累加器A,以及乘除法指令中的A和B寄存器,位寻址方式中的布尔累加器C;MOV A,R1MUL ABINC DPTR寄存器间接寻址方式:指令给出的是寄存器的编码,操作数地址在编码指定的寄存器中,适用于片内RAM的全部空间,其中52系列中的80H至FFH只能用寄存器间接寻址;如MOV A,@R0MOV A,@R1MOVX A,@DPTR立即寻址方式:操作数本身在指令中直接,给出适用于用8位立即数对片内RAM所有地址单元赋值,也可用16位立即数对DPTR赋值;如MOV A,#0E2HMOV DPTR,#2000H变址寻址方式:以DPTR或PC作为基地址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,将基址寄存器与变址寄存器的内容相加形成操作数的实际地址的一种寻址方式,变址寻址方式适用于程序存储器ROM,仅有三条指令如下:MOVC A,@A+DPTRMOVC A,@A+PCJMP@A+DPTR位寻址方式:指令中直接给出操作数所在单元的位地址,适用于片内RAM中地址20H至2FH 中的16个字节中的128个位地址空间和80H至FFH中地址中可以被8整除的所有SFR中的每个位地址空间;如MOV C,7FHMOV F0,CMOV C,ACC.7相对寻址方式:为相对转移指令而设,指令中直接给出转移的相对偏移量,其转移目标在当前指令-128至+127字节范围内的地址空间。