单片机基础知识
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单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片,也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能:单片机是用来控制各种设备和系统的,其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器:单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器,存储程序和数据。
3. 输入输出功能:单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗:单片机通常工作在微功耗下,能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用:单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理:包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构:包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发:包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例:包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计:包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口:包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理:包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理:包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用:包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信:包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出:包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
单片机基础知识1.一个完整的微机系统由硬件和软件两大部分组成2.微型计算机的性能指标:字长、运算速度、存储容量、软件配置、外设扩展能力字:一组二进制数,字长:该二进制数的位数,字长越大,计算机处理数据越快运算速度:表达方式:cpu主频,越高,运算速度越快存储容量:内存储容量(cpu直接访问存储器)、外存储容量(硬盘容量)2.计算机系统:硬件系统(冯.诺依曼结构)(运算器、存储器、控制器、输入输出设备)、软件系统(运行程序和相应文档)3.CPU主要组成部分:运算器、控制器ALU运算器核心、累加器A、标志寄存器FR(C进、借位,OF溢出标志)、(不影响标志位CY的指令:INC A)寄存器组RS、控制器CU(pc程序计算器、ir指令寄存器、id指令译码器)4.存储器:RAM、ROM,其中RAM 具有易失性,常用于存储临时性数据存储器的地址范围是0000H~0FFFH,它的容量为4KB (16*16*16=4*1024)5.总线bus:传递信息的公共通信公道片总线、内总线、外总线地址总线(AB)、控制总线(CB)、数据总线(DB)6.单片机(芯片)包括五部分:运算器、存储器、控制器、输入部分、输出部分8051:8位单片机8031:复位后,PC和SP为:0000H、07H7.二进制B、八进制O、十进制D、十六进制H8.原码、反码、补码、压缩BCD码9.单片机引脚:P1.0VCC(40引脚)P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST P0.7RXD EA/VPPTXD ALE/PROGITR0PSDEITR1P2.7T0P2.6T1P2.5WR P2.4RD P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GND P2.0(21引脚)10.I/O接口:P0.0-P0.7、P1.0-P1.7、P2.0-P2.7、P3.0-P3.711.XTAL1、XTAL2:振荡输入接口12.RST:复位信号端口,高电平有效。
单片机基础知识讲解单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)是一种高度集成的计算机系统,以微处理器为核心,包含了CPU、存储器、输入/输出接口等基本部件,广泛应用于各个电子设备中。
本文将从单片机的概念、结构、工作原理、编程语言以及应用领域等方面进行基础知识的讲解。
1. 单片机的概念单片机可以看作是将微处理器与外围电路集成在一块芯片上的小型计算机系统。
它通过集成化设计,减少了外部部件的使用,提高了系统的可靠性和性能。
单片机通常具有较小的存储容量,运行速度较慢,但在成本和功耗方面却具备了优势,适合在资源有限的嵌入式系统中使用。
2. 单片机的结构单片机的结构包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出端口和系统总线等组成部分。
CPU是单片机的核心,负责执行指令、控制数据流动和处理各种运算。
存储器用于存储程序指令和数据,包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
输入/输出端口用于与外部设备进行数据的输入和输出。
通过系统总线,这些部件可以相互通信和协调工作。
3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可以简单地概括为接收输入、处理并输出数据的过程。
首先,通过输入端口接收外部设备传来的数据,并将其储存在存储器中。
然后,CPU根据预设的程序指令对这些数据进行处理,可以进行运算、逻辑判断、控制等操作。
最后,将处理结果通过输出端口发送给外部设备,完成数据的输出。
4. 单片机的编程语言常用的单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言是一种低级别的语言,直接操作硬件,执行效率高,但编写和调试过程复杂。
高级语言如C语言、Basic语言等,具有良好的可读性和可移植性,编写和调试较为简单,适合开发较为复杂的嵌入式应用程序。
5. 单片机的应用领域由于单片机具有资源占用小、功耗低、可靠性高等特点,广泛应用于各个领域。
在工业控制领域,单片机可以实现对生产流程、自动化装置的控制和监测;在通信领域,单片机可以实现数据传输、网络通信和信号处理;在家电和消费电子领域,单片机可以实现各类电子产品的功能控制和智能化管理。
单片机重点知识点单片机是嵌入式系统开发中的重要组成部分,广泛应用于各种领域,如家电、汽车、医疗等。
本文将对单片机重点知识点进行介绍。
一、单片机的基础知识点1. 单片机的定义单片机是一种集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统,具有体积小、功耗低、成本低等特点。
常用的单片机有AVR、PIC、STM32等。
2. 单片机的组成单片机由以下几个部分组成:- 中央处理器- 存储器- 输入/输出接口- 时钟电路- 辅助电路3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可分为以下几个步骤:- 程序存储器中的指令被取出并送到中央处理器中执行;- 执行指令时,进行数据读取和存储;- 中央处理器将结果写入存储器或输出到外部设备。
二、单片机编程的知识点1. 单片机编程语言单片机编程语言主要有汇编语言和高级语言两种。
常用的高级语言有C语言和Basic语言。
2. 单片机的寄存器单片机寄存器是指内部的用于存储数据和控制单元的设备。
常用的寄存器有通用寄存器、状态寄存器、计数寄存器等。
3. 单片机的输入/输出单片机的输入/输出通常使用端口操作来实现。
输入操作可以通过读取端口输入的信号,输出操作可以通过向端口输出信号来实现。
4. 单片机的中断中断是指单片机在执行程序时遇到某些事件时,暂停程序的执行,跳转到中断服务程序中去处理该事件。
常见的中断有外部中断、定时中断和任务间中断等。
三、单片机应用的知识点1. 单片机应用领域单片机应用广泛,涉及的领域包括:- 家电控制- 汽车电子- 机器人控制- 医疗器械等。
2. 单片机的通信方式单片机的通信方式有多种,常用的有串口通信、并口通信、SPI通信、I2C通信等。
其中串口通信应用最为广泛。
3. 单片机的电源管理单片机的电源管理是指如何控制单片机系统的供电,以保证单片机正常工作。
常见的电源管理方式有降压稳压和电源管理芯片等。
4. 单片机的调试与测试单片机的调试与测试是指如何验证单片机系统的正确性,包括硬件测试和软件测试。
单片机基础知识点全攻略单片机 (Microcontroller) 是一种内含的微处理器、存储器以及各种输入输出接口的集成电路芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中,如家电、汽车、电子设备等。
单片机的基础知识点主要包括以下几个方面:1.单片机的基本结构:单片机由中央处理器单元(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器/计数器等组成。
其中,CPU是单片机最重要的部件,负责执行程序指令。
存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM),其中ROM存储着程序代码和常量数据,RAM用于存储运行时的数据。
2.单片机的工作原理:单片机通过执行存储在ROM中的程序指令,完成各种任务。
CPU从ROM中读取指令并执行,将结果存储在RAM中。
由于单片机通常工作在时钟信号的控制下,故CPU在时钟的辅佐下工作。
3.单片机的编程语言:单片机的编程语言通常采用汇编语言或高级语言(如C语言)。
汇编语言是一种机器指令的助记符,编程复杂、灵活、直接,通常用于对程序执行效率要求较高的场合;而C语言则具有语法简洁、易读易写的特点,适合快速开发程序。
4.单片机的输入输出接口:单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
常见的输入接口有开关、按钮、传感器等;常见的输出接口有LED灯、蜂鸣器、电机等。
通过编程,用户可以控制这些接口的状态,与外设实现数据的输入和输出。
5.单片机的定时器/计数器:单片机的定时器/计数器模块用于生成精确的时间间隔或计数外部事件。
它可以被用来实现定时中断、测量脉冲宽度、计数等功能,是单片机中非常重要的功能模块之一6.单片机的中断和中断服务程序:单片机在执行程序的过程中,可以接收和响应外部的中断信号。
当中断发生时,单片机会立即暂停当前任务,跳转执行预先定义好的中断服务程序,处理中断事件。
中断机制是实现实时响应和多任务操作的重要手段。
7.单片机的电源与时钟:单片机需要稳定可靠的电源和时钟信号供给。
电源通常由直流电源或电池提供,特别是在嵌入式系统中,通常需要考虑功耗和电池寿命等因素;时钟信号则是单片机正常工作的基础,它通过晶体振荡电路或者外部时钟源提供。
第一章、绪论单片机定义:把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上,构成一个完整的微型计算机。
单片机特点:体积小、功耗低、性价比高;数据大都在片内传送,抗干扰能力强,可靠性高;结构灵活,应用广泛。
单片机发展趋势:数据位长1——>4——〉8-->16--〉32位;CPU处理能力和速度不断提高;增大片内RAM和ROM容量;增加片内I/O口和功能模块种类和数量;扩大对外部RAM/IO 口和程序存储器寻址能力;缩小体积,降低功耗。
单片机应用:控制应用:应用范围广泛,从实时性角度可分为离线应用和在线应用。
软硬件结合:软硬件统筹考虑,不仅要会编程,还要有硬件的理论和实践知识.应用现场环境恶劣:电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。
要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。
应用空间大:工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。
第三章:MCS—51单片机结构与原理3。
1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构51单片机的引脚定义:P0、P1、P2、P3(输入输出口);RST(复位)/ VPD(后备电源引入端);EA (读内/外ROM控制)/Vpp(编程电压);ALE(地址低8位锁存)/ PROG(编程脉冲);PSEN (外部ROM读选通信号);XTAL1、XTAL2 (外接晶振端)Vcc (+5v电源);Vss (地)逻辑结构--51单片机的系统结构图(教材P26)51单片机基本组成:一个8位微处理器CPU;数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR;内部程序存储器ROM;两个定时/计数器,用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;四个8位可编程的I/O(输入/输出)并行端口;一个串行端口,用于数据的串行通信;中断控制系统;内部时钟电路。
MCS-51单片机的CPU:运算器:由8位算术逻辑运算单元ALU(Arithmetic Logic Unit)、8位累加器ACC(Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW(Program Status Word)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。
第一章单片机基础知识1、单片机将、、、、等主要计算机部件集成一片芯片上,因此,单片机被称为单片微型计算机。
2、十进制数112.375转换成十六进制数为。
十进制数121转换为8位二进制数为。
3、-45的补码是。
4、计算机中表示存储信息的单位有、、。
5、汇编语言分为、、三种,其中能被计算机直接识别和执行的是。
6、一个机器周期为个振荡周期,个状态(S),个节拍(P)。
乘法指令为个机器周期,但却是字节指令。
所以,指令的字节数并不代表执行的速度。
第二章单片机的结构一、填空题1、以下英文代表的含义(寄存器)是什么?SP: DPTR: PC: SFR:2、以下引脚的功能为:Vss: ALE/PROG: RST/VPD:3、51单片机提供了一个位的CPU,两个位的定时器4、8051最多可以有个并行输入输出口,P0口可分时作为和。
P3口常复用作为。
5、51单片机具有个中断源,并且具有三总线结构,三总线是指、、。
6、单片机复位方法有、、三种,复位起始地址为。
7、CPU与外设之间交换信息的方式通常有、、三种8.MCS—51布尔处理机的存储空间是。
9.P2口通常用作,也可以作通用的I/O口使用。
10.若由程序设定RS1、RS0=01,则工作寄存器R0~R7的直接地址为。
11.8051的堆栈区一般开辟在12、MCS-8051系列单片机字长是位,有根引脚。
13、ALE信号的作用是,当ALE有效时把口上的地址送锁存。
14、8051复位后,PC= 。
若希望从片内存储器开始执行,EA脚应接。
15.MCS-51单片机的P0-P3口均是 I/O口,其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外,通常还用来构成系统的和;口具有第二引脚功能。
二、选择题1.MCS-51单片机复位操作的主要功能是把PC初始化为( )。
A.0100HB.2080HC.0000HD.8000H2. MCS-51单片机的堆栈区应建立在()。
A. 片内数据存储区的低128字节单元B. 片内数据存储区C.片内数据存储区的高128字节单元D.程序存储区3.单片机复位后堆栈指针(SP)=()A. 00H B. 20H C. 0FFH D. 07H4、在访问片外扩展存储器时,低8位地址和数据由()口分时传送,高8位地址由()口传送。
A. P0 P1B. P2 P3C. P0 P2D. P1 P2三、简答题1、请简述51单片机存储器的空间分布。
2、请简述单片机五个中断源的名称及其入口地址。
3、根据位地址填充PSW程序状态字控制器的内容,说出各位地址的位名及各位的含义:第三章指令系统1、已知A = 0F8H,当执行ADD A,#0A9H指令后,PSW中的OV、CY、AC、P各为多少?若是有符号数,A中的结果用十进制表示是多少?2、假定(SP)=40H , (39H)=50H,(40H)=20H。
执行下列指令: POP DPH POP DPL 后,DPTR的内容为,SP的内容是。
3.执行下列程序段后,(P1)= 。
MOV P1,#5DHCPL P1.1CPL P1.2CLR P1.6SETB P1.74.执行下列程序段后,(A)=_ ,(CY)= 。
MOV A,#C5HRL A5.下列程序段执行后,(R0)= ,(7EH)= ,(7FH)= 。
MOV R0,#7EHMOV 7EH,#0FFHMOV 7FH,#40H1NC @R01NC R01NC @R06. 当需要从MCS-51单片机程序存储器取数据时,采用的指令为()。
A. MOV A, @R1B. MOVC A, @A + DPTRC. MOVX A, @ R0D. MOVX A, @ DPTR7、判断以下标号是否合法(是/否)Q4_:②ADD:③A*5:8、请说出以下指令的寻址方式:①INC ACC ②MOV A,@R19.所谓寻址,其实质就是_______。
10、MOV A,40H 指令对于源超作数的寻址方式是 _______ 寻址。
11、指令JB 0A7H,ABC的作用是若________________ 。
12.简述寄存器间接寻址方式及其寻址范围第四章汇编语言程序1、在程序存储器中有一平方表,从2000H单元开始存放,试通过查表指令查找出6的平方。
2、A机和B机进行串行通信,代码如下:指出:两机通信的功能___________________________________________。
发送方是______机,接收方是_______机,串行口的工作方式是______,波特率是_______。
A机程序:ORG 0000HAJMP STARTORG 4100HSTART:MOV P1,#0FFHMOV SCON,#80HAGAIN1:MOV SBUF,P1JNB TI,$CLR TISJMP AGAIN1ENDB机程序:ORG 0000HAJMP STARTORG 4100HSTART:MOV SCON,#90HAGAIN1:JNB RI,$MOV P1,SBUFCLR RISJMP AGAIN1END3、编写完成78+93的BCD加法的程序,并对调整过程进行分析。
4、(A)=76H,立即数为C5H,(CY)=0,求二者相减结果。
5、试分析8051执行如下指令后,累加器A和PSW各标志位的变化情况。
MOV A,#0CFHADD A,#0A5H6、设堆栈指针(SP)=60H,内部RAM中(30H)=24H,(31H)=10H.下列程序段运行后,内部RAM中61H、62H、30H、31H以及DPTR和SP中的内容将如何变化?PUSH 30HPUSH 31HPOP DPLPOP DPHMOV 30H,#00HMOV 31H,#0FF7、设(R0)=20H,(R1)=25H,(20H)=80H,(21H)=90H,(22H)=A0H(25H)=A0H,(26H)=6FH,(27H)=76H。
下列程序运行后,分析运行结果。
CLR CMOV R2,#3LOOP: MOV A,@R0ADDC A,@R1MOV @R0, AINC R0INC R1DJNZ R2,LOOPJNC NEXTMOV @R0,#01HSJMP $NEXT: DEC R0SJMP $结果:(R0)= ,(R1)= ,(A)= ,(CY)= ,(20H)= ,(21H)= ,(22H)= ,(23H)=8、试设计延时100ms子程序。
当使用6MHZ晶振时,一个机器周期为Tm=2us。
设计时,可先设计1ms延时子程序,再进行调用。
9、已知R0低四位是一个十六进制数(0到F中的一个),请编写能把它转换成相应的ASCⅡ码并送入R0的程序。
设计时可使用计算求解,也可使用查表来求解。
10、设平面上一点P的直角坐标为(X,Y),X,Y为单字节带符号数,若P落在第i象限内,则令K=i.若P落在坐标轴上,则令K=0。
第五章内部功能部件一、选择题1.若单片机的振荡频率为12MHz,设定时器工作在方式1需要定时1ms,则定时器初值应为( )。
A.500B.1000C.216-500D.216-10002.定时器1工作在计数方式时,其外加的计数脉冲信号应连接到( )引脚。
A.P3.2B.P3.3C.P3.4D.P3.53.当外部中断请求的信号方式为脉冲方式时,要求中断请求信号的高电平状态和低电平状态都应至少维持( )。
A.1个机器周期B.2个机器周期C.4个机器周期D.10个晶振周期4.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0B.外部中断1C.定时器0中断D.定时器1中断5. MCS-51单片机的堆栈区应建立在()。
A. 片内数据存储区的低128字节单元B. 片内数据存储区C.片内数据存储区的高128字节单元D.程序存储区6.MCS-51单片机的外部中断1的中断请求标志是( )。
A.ET1B.TF1C.IT1D.IE17. MCS-51单片机定时器工作方式0是指的()工作方式。
A.8位B.8位自动重装C.13位D.16位二、填空题1.定时器中断请求发生在_______。
2.中断响应时间是指______。
3.通过CPU对I/O状态的测试,只有I/O已准备好时才能进行I/O传送,这种传送方式称为_______。
4.在中断服务程序中现场保护和______期间,中断系统应处在____状态。
5、8051的C/T是 _____(加或减)计数的。
6、8051的中断向量表在____、______和_____、_____、______。
三、简答题1.简述MCS-51单片机的中断入口地址。
2、根据表格填充定时器/计数器及外部中断控制寄存器TCON的各位,并说出各位的含义?3、根据表格填充工作方式寄存器TMOD的各位,并给出四种工作模式的说明。
4、简述串行通信的四种工作模式,说明其功能和波特率。
5、定时器TI方式1计数,定时器T0方式2定时。
试编程实现TMOD的初始化。
6、什么是中断,中断响应的条件及过程是什么?7、CPU与外设之间的通信方式有几种,各自的优缺点是什么?串行通信的制式和工作方式各自有几种?8、叙述8051的C/T0的四种工作模式。
9、叙述8051的串行通信的四种工作模式。
第六章单片机接口应用实例应用题1、仿造音乐门铃的电路,设计一个音乐盒,当打开音乐盒盖时,自动播放“祝你生日快乐”的乐曲。
2、试设计使用8751单片机外接8个七段LED显示器和8个BCD码拨盘的电路。
并编写程序能够依次读入8个BCD码拨盘数据后存入片内30H-37H单元中,然后依次送LED显示器输出显示。
3、要求将存放在单片机内部RAM中30H及31H单元中的4位十六进制数在下图所示的电路从左到右显示出来,试按此要求编写相应的程序。
4、试用中断技术设计一个秒产生电路,用于控制P1.0口的发光二极管闪亮,其闪烁频率为5Hz,设晶振频率为6MHz.第七章单片机系统的扩展一、选择题1、在MCS-51中,需要双向传递信号的是()A.地址线B.数据线C.控制信号线D.电源线2、在MCS-51中,为实现P0口线的数据和低位地址复用,应使用()A.地址锁存器B.地址寄存器C.地址缓冲器D.地址译码器3、在使用译码法同时扩展多片数据存储器芯片时,不能在各存储芯片间并行连接的信号是()A.读写信号B.地址译码输出信号C.数据信号D.高位地址信号4、如在系统中只扩展一片Intel2732除应使用 P0口的8条口线外,至少还应使用P2口的口线是()A.5条B.6条C.7条D.8条5、下列叙述中,不属于单片机存储器系统特点的是()A.程序和数据两种类型的存储器同时存在B.芯片内外存储器同时存在C.扩大数据存储器与片内数据存储器存储空间重叠D.扩大程序存储器二、简答题1、只读存储器和随机存储器有哪几种类型,其性能方面各有什么特点?2、存储器的片选方式有几种,各有什么特点?3、对微机系统扩展存储器时,主要应考虑哪些问题?三、应用题1、在MCS-51单片机系统中,外接程序存储器和数据存储器公用16位地址线和8位数据线,为什么不发生冲突?2、以两片Intel2716与8751单片机扩展一个4KB的外部程序存储器,要求地址空间于8751的内部ROM相衔接,试画出逻辑连接图。