单片机原理与应用及c51程序设计复习提纲

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单片机原理及应用系统设计复习提纲
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第1 章 单片机概述
一、单片机的概念 P.12
在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器、中断控制器以及串行口,并行I/O接口等,
构成的一个完整的微型计算机系统。

二、单片机的特点 P.12
(1)小巧灵活、成本低、易于产品化
(2)可靠性高、适用的温度范围宽
(3)易扩展、控制功能强
(4)指令系统相对简单,较易掌握

三、单片机的分类 P.8-11
1.按片内不同程序存储器的配置来分
(1)片内带Mask ROM(掩膜ROM)型 (2)片内带EPROM型 (3)片内无ROM(ROMLess)

2.按片内不同容量的存储器配置来分
(1)51子系列型 (2)52子系列型
3.按芯片的半导体制造工艺上的不同来分
(1)HMOS工艺型 (2)CHMOS工艺型
4.AT89系列单片机分类
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第2 章 MCS-51 系列单片机的内部结构
一、MCS-51单片机的内部结构 P.13-17

中央处理器CPU:8位,运算和控制功能
内部RAM:共256个RAM单元,用户使用前128个单元,存放可读写数据,后128个单元被SFR占
用。通常内部RAM指的是前128B,即00H-FFH。
内部ROM:4KB FLASH ROM,用于存放程序、原始数据和表格。
定时/计数器:2个16位的定时/计数器,实现定时或计数功能。
并行I/O口:4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。
串行口:一个全双工串行口。
中断控制系统:5个中断源
时钟电路:可产生时钟脉冲序列

二、MCS-51单片机的外部引脚:控制引脚ALE、RST、PSEN、EA、RD、WR的功能 P.19
ALE: 地址锁存有效信号输出端
RST: 复位引脚

PSEN
:外部ROM读选通信号

EA
:片外程序存储器选择信号

RD
:外部RAM读选通信号输出端,低电平有效

WR
:外部RAM写选通信号输出端,低电平有效

三、单片机的存储器组织结构:存储器空间、寻址范围、功能 P.19-22
计算机的存储器结构有两种:

时钟电路 CPU ROM RAM T0 T1 中断系统 串行接口 并行接口 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 定时计数器
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哈佛结构:程序存储器和数据存储器分开,相互独立;
普林斯顿结构:程序存储器和数据存储器是统一的,地址空间统一编址。
MCS-51单片机属于哈佛结构:程序存储器和数据存储器分开。
MCS-51单片机存储空间分布图

MCS-51单片机存储器地址空间分为3类:
1、片内、外统一编址的64KB程序存储器地址空间0000H~FFFFH(16位)
2、64KB片外数据存储器地址空间,地址0000H~FFFFH(16位)
3、128B片内数据存储器地址空间(8位),地址00H~FFH。
内部RAM数据存储器

工作寄存器区(00H-1FH):用于暂存系统运行时的中间结果。共4组,每组8个寄存器: R0~R7,
CPU当前使用的工作寄存器区由程序状态字PSW的 3、4位决定。
位寻址区(20H-2FH):16个单元的每一位都有一个位地址(16*8)。存放各种标志位信息和为数据.
通用RAM区(30H-7FH):用于存放各种数据(原始数据、中间结果、最终结果)和堆栈。
堆栈:用于保护CPU的现场,后进先出(LIFO)的RAM缓冲器。堆栈的栈顶位置由堆栈指针SP确定。

四、特殊功能寄存器SFR中各个寄存器的地址和功能 P.22-24
特殊功能寄存器/专用寄存器SFR(80H-FFH)
专用于控制、管理单片机内部并行I/O接口、串行口、算术逻辑部件、定时器/计数器、中断系统等功
能模块的工作。
21个SFR, 分别用于以下各个功能单元:
CPU:ACC、B、PSW、SP、
DPTR(两个8位寄存器DPL、DPH组成)
并行口:P0、P1、P2、P3
中断系统:IE、IP
定时/计数器:TMOD、TCON、TH1、TL1、TH0、TL0
串行口:SCON,SBUF,PCON
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五、单片机并行I/O接口:P0、P1、P2、P3的功能 P.24-28
P0口有三个功能:
1、外部扩展存储器时,当做数据总线(如图1中的D0~D7为数据总线接口)
2、外部扩展存储器时,当作地址总线(如图1中的A0~A7为地址总线接口)
3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
P1口只做I/O口使用:其内部有上拉电阻。
P2口有两个功能:
1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用
2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;
P3口有两个功能:
除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置

六、单片机的时钟周期、机器周期 P.29
时钟周期:时钟电路产生的振荡脉冲的周期,也叫节拍,
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一般用P表示。
状态:2个节拍组成一个状态,一般用S表示。
机器周期:计算机工作的最小时间单位(最短指令执行时间)一个机器周期包含6个状态,即12个时钟
周期(S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、、S6P1、S6P2)
指令周期:CPU执行一条指令所需要的时间。 一般是1、2、4个机器周期。
指令周期=(1~4)*机器周期=6*时钟周期=2*1/振荡周期=1/振荡频率(μs)

七、单片机的复位电路方式、复位后各SFR的初始状态 P.31-32
89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态
时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU
就可以响应并将系统复位。
单片机系统的复位方式有:手动按钮复位和上电复位。
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第4 章 MCS-51 系列单片机C 语言程序设计
一、C51特有的数据类型 P.89-91
特殊功能寄存器型(sfr和sfr16)和位类型(bit和sbit)

二、C51变量的存储(器)类型及对应的存储器区域 P.94
第5 章 MCS-51 型单片机的内部硬件资源及应用
一、MCS-51单片机的中断源、中断请求标志、中断入口地址 P.132-133
中断源:引起中断的原因,或能发出中断申请的来源。
中断源:51系列有5个,52系列有6个
5个中断源:
2个外部中断源、2个定时中断源、1个串行口中断源
外部中断输入信号INT0、INT1:外部0(1)中断请求信号。
由P3.2(P3.3)输入。
由IT0(IT1)决定中断请求信号是低电平还是下降沿有效。
输入信号有效时,IE0(IE1)=1,请求中断。
定时中断TF0、TF1:T0(T1)溢出中断请求。
定时器产生溢出时,TF0(TF1)=1,请求中断。
串口中断RI、TI:串行中断请求。
接收(发送)完一帧数据,RI(TI)=1,请求中断。
中断入口地址(中断矢量)
中断源 入口地址
INT0 0003H
T0 000BH
INT 10013H
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T1 001BH
RI(TI) 0023H

中断请求标志:锁存在TCON、SCON的相应标志位中。
定时/计数器控制寄存器TCON(88H)

IE1(IE0): 外部1(0)中断请求标志。
=1 存在中断请求; =0 无中断请求
IT1(IT0): 外部中断触发方式选择。
=0 低电平触发; =1 下降沿触发
串口控制寄存器SCON(98H)

TI: 发送中断标志位。硬件置位,软件复位。
TI=1时,可申请中断或软件查询。
RI: 接收中断标志位。硬件置位,软件复位。
RI=1时,可申请中断或软件查询。

三、MCS-51单片机的串行通信接口的4种工作方式及特点 P.150-153

二、MCS-51单片机的定时/计数器的应用:中断方式产生方波
第6 章 MCS-51 型单片机系统功能的扩展.
一、数据存储器及程序存储器的扩展:地址计算及程序编写
二、74LS377、74LS244扩展并行I/O口:地址计算
第7章 MCS-51 型单片机接口技术
一、LED数码管显示器的动态显示接口电路:74LS377的地址计算及程序编写
二、键盘的接口电路:独立式键盘扩展及编程;矩阵式键盘接口扩展及编程
三、ADC0809与单片机的接口电路:8个通道地址计算、中断方式编程
四、DAC0832的3种工作方式;DAC0832与单片机的接口电路地址计算、输入数字量与输出模拟量
的对应关系式

注意:考试为开卷。