单片机原理与应用第1章
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第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出(I/O)接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。
1-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
1-4 在各种系列的单片机中,片内ROM的配置有几种形式?用户应根据什么原则来选用?答:单片机片内ROM的配置状态可分四种:(1)片内掩膜(Mask)ROM型单片机(如8051),适合于定型大批量应用产品的生产;(2)片内EPROM型单片机(如8751),适合于研制产品样机;(3)片内无ROM型单片机(如8031),需外接EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;(4)EEPROM(或Flash ROM)型单片机(如89C51),内部程序存储器电可擦除,使用更方便。
1-6 写出下列各数的BCD参与:59:01011001,1996:000,::第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口(32条线)⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答:⑴8052的存储器分为6个编址空间:①片内ROM的容量为8KB,其地址为0000H~1FFFH;②可扩展片外ROM的容量为64KB,其地址为0000H~FFFFH;片内RAM的容量为256B,其地址为00H~FFH分为二块:③地址00H~7FH共128B为片内RAM低区,④另128B为片内RAM高区,其地址空间为80H`FFH,其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠;⑤可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为0000H~1FFFH;⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B,其地址为80H~FFH,但实际只定义了26B单元,这26B单元分散在80H`F0H。
单片机的应用现状综述一、单片机概述单片微型计算机简称为单片机,其功能极其多样化,集合了中央处理器、存储器、定时计数以及多重接口为整体的装置。
它体积小。
成本低。
功能强,广泛应用于工业自动化领域以及研究开发智能产品。
二、51单片机概述51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机,后来随着Flash rom技术的发展,8004单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。
很多公司都有51系列的兼容机型推出,今后很长的一段时间内将占有大量市场。
51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。
需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。
三、单片机应用概述从应用范畴领域来讲,单片机的类型涵盖下述几个层面。
首先是智能化仪表.通过单片机体系代替了以往滞后性的测量以及管控仪表,可由模拟仪表实现向智能现代化、数字科技化仪表的发展转型。
例如各类温度仪表、压力测试、流量分析仪表、计量电能仪表等等。
还有一类应用为测控系统应用。
采取单片机代替以往设计较为复杂庞大的数字模拟电路。
实现各类工业化管控,信息数据采集处理等功能。
在电能交换上,可借助单片机完成变频调速电路系统的有效设计。
而在通信领域则可借助单片机合理的开发设计通信系统模块,并开发研究功能更加丰富的通信器材设备。
机电领域,更多的机电产品用到单片机,可完成检测分析,管控传统机械化的产品.令其系统结构趋于简单化,管理控制趋于智能化,并显著提升机电设施产品的安全性.使得产品应用服务功能更加多元化。
四、具体应用举例1.数据采集系统数据采集系统如今已成为一门专业,它可以将获取的温度、压力、位移、流量、速度等模拟信号转化为计算机可以识别的数字信号,进而可进行存储、删除、修改、查询等操作,整个过程精度高、可靠性强、速度快。
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:C4.答:B5.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。
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。
单片机原理及应用教程第一章单片机概述1.填空题(1)单片机是把组成微型计算机的各个功能部件,如中央处理器CPU、_____、_____、_____、 _____以及_____等集成在一块芯片中,构成一个完整微型计算机。
(2)根据片内ROM的结构,单片机常可分为3类。
MCS,51中的8031属于_____,8051属于_________ ,8751属于_________。
(3)按照CPU对数据的处理位数,单片机通常可分为:,位机、_____、_____、和_____。
(4)单片机正朝着__________、__________、外围电路的内装化__________以及__________、__________等方向发展。
(5)单片机与微处理器追求的目标相比,微处理器更侧重于__________和__________,而单片机更侧重于__________和__________。
2.选择题(1)可以表示单片机的缩略词是__________。
A(MPU B. MCU C. WDT D. PWM (2)不属于单片机系列的是__________.A. MCS-96B. 80C51C. 80X86D. M68HC11(3)Atmel公司典型的单片机产品系列是__________。
A(AT89 B. M68300 C. PIC D. SH 3.判断题(1)单片机就是CPU,CPU就是单片机。
( ) (2)在浏览单片机系列选型表时,应注意单片机中CPU对数据的处理能力和芯片内部所有包含的在资源等两个方面。
( ) (3)由于16位和32位单片机具有很多有点,因为8位单片机目前已被淘汰。
( ) 4.简答题(1)单片机有哪些特点,(2)单片机内部一般有哪些功能部件,各功能部件的作用是什么,(3)单片机主要应用领域有哪些,第二章 MCS—51单片机的结构1.填空题(1)若不使用MCS-51片内存储器引脚必须接__________。
精心整理《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制和ROM。
I/O1-6 写出下列各数的BCD参与:59:01011001,1996:0001100110010110,4859.2:0100100001011001.0010389.41:001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口(32条线)⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052答:⑴8052的存储器分为6个编址空间:①片内ROM的容量为8KB,其地址为②可扩展片外ROM的容量为64KB,其地址为片内RAM的容量为256B,其地址为00H~FFH RAM低区,④另128B为片内RAM高区,其地址空间为⑤可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B26BCPU第31脚EA接高电平时, CPU将从片内程序存储器0000H1FFFH时,会自动转向片外程ROM的0000H单元开始执行。
CPU,低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH 这32表示,通过工作寄存器指令进行访问。
片内RAM 中的16个单元共128位中的每一位又可单独00H`7FH;对片内高区128B寻址只能用CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。
单⽚机原理及应⽤(C语⾔版)(周国运)习题答案单⽚机原理及应⽤(C语⾔版)思考题与习题答案第1章单⽚机概述1.什么是单⽚机?答:将中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接⼝电路等微型计算机的主要部件集成在⼀块芯⽚上,使其具有计算机的基本功能,就叫做单⽚微型计算机(Single Chip Micro Computer,SCMC),简称单⽚机。
由于单⽚机的指令功能是按照⼯业控制的要求设计,所以单⽚机⼜称为微控制器(Micro Controller Unit,MCU)。
2.单⽚机有哪些特点?答: (1)单⽚机的存储器ROM和RAM是严格区分的。
ROM称为程序存储器,只存放程序、固定常数及数据表格。
RAM则为数据存储器,⽤作⼯作区及存放⽤户数据。
(2)采⽤⾯向控制的指令系统。
(3)单⽚机的I/O引脚通常是多功能的。
(4)单⽚机的外部扩展能⼒强。
(5)单⽚机体积⼩,成本低,运⽤灵活,易于产品化。
(6)⾯向控制,能有针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务,因⽽能获得最佳的性能价格⽐。
(7)抗⼲扰能⼒强,适⽤温度范围宽。
(8)可以⽅便地实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性⼤为提⾼。
3.单⽚机的应⽤有哪些?答: (1)⼯业控制。
单⽚机可以构成各种⼯业控制系统、数据采集系统等。
如数控机床、⾃动⽣产线控制、电机控制、测控系统等。
(2)仪器仪表。
如智能仪表、医疗器械、数字⽰波器等。
(3)计算机外部设备与智能接⼝。
如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。
(4)商⽤产品。
如⾃动售货机、电⼦收款机、电⼦秤等。
(5)家⽤电器。
如微波炉、电视机、空调、洗⾐机、录像机、⾳响设备等。
(6)消费类电⼦产品。
(7)通讯设备和⽹络设备。
(8)⼉童智能玩具。
(9)汽车、建筑机械、飞机等⼤型机械设备。
(10)智能楼宇设备。
⏹第1章概述⏹本章教学要求(1) 了解单片机与微型计算机的区别。
(2) 熟悉单片机的结构组成。
(3) 了解单片机的特点与指标。
(4) 了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域。
(5) 了解单片机基本应用系统的组成。
⏹本章目录1.1 单片机的结构组成、特点和指标1.1.1 微型计算机的基本结构1.1.2 单片机的基本结构1.1.3 单片机的特点1.1.4 单片机的重要指标1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史⏹ 1.1 单片机的结构组成、特点和指标⏹微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上,称该芯片为微处理器,也称为中央处理器(CPU)。
⏹微型计算机----微处理器与存储器、输入/输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来,再配以适当的输入/输出设备(如磁盘存储器、键盘和显示器等),就构成了微型计算机。
⏹它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成,它们之间由总线连接进行信息传输。
控制器和运算器综合起来称中央处理器(CPU),也称为微处理器。
⏹控制器是计算机的控制核心,它负责从内部存储器中⏹运算器(Aithmctieal Logic Unit,ALU)⏹存储器用于存储程序和数据。
存储器根据其位置不同可分为两类:内部存储器和外部存储器。
⏹输入/输出接口又称I/O接口,是CPU与外设之间相连的逻辑电路,外设必须通过接口才能和CPU相连。
⏹输入和输出设备如:键盘、鼠标、显示器、打印机等。
用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。
⏹总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。
⏹中央处理器⏹程序存储器⏹数据存储器⏹并行输入/输出端口⏹串行输入/输出端口⏹定时/计数器⏹系统时钟⏹ 1.1.3 单片机的特点⏹存储器ROM和RAM严格分工⏹采用面向控制的指令系统⏹输入/输出端口引脚具有复用功能⏹品种规格的系列化⏹硬件功能具有广泛的通用性⏹ 1.1.4 单片机的几个重要指标⏹位数⏹存储器⏹I/O口⏹速度⏹工作电压⏹功耗⏹温度⏹ 1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史⏹ 1.2.1 单片机的发展历史第二阶段(1978~1982年):高性能单片微型计算机阶段,如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。