自動化單片機原理復(fù)習(xí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)一、簡述題MCS-51單片機芯片包含哪些主要邏輯功能部件？（習(xí)題2-1）答：1個8位CPU；1個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路；128字節(jié)RAM（數(shù)據(jù)存儲器）；4K字節(jié)ROM（程序存儲器）；2個16位定時器/計數(shù)器；32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）；1個全雙工串行口；5個中斷源；程序計數(shù)器PC的作用是什么？什么情況下會使用PC的值?（習(xí)題2-4）答：作用:程序計數(shù)器PC用來存放即要執(zhí)行的指令地址，共16位，低8位經(jīng)P0 口輸出，高8位經(jīng)P2口輸出。CPU每取一次機

2、器碼，PC內(nèi)容自動加一， CPU執(zhí)行一條指令，PC內(nèi)容自動增加該指令的長度。CPU復(fù)位后，PC內(nèi)容為0000H，它標(biāo)志著程序從頭開始執(zhí)行。PC的內(nèi)容變化決定程序的流向。MCS-51單片機設(shè)置有四組工作寄存器，這樣做的目的是什么？請舉例說明。（習(xí)題2-7）答：工作寄存器區(qū)也稱為通用寄存器區(qū)。工作寄存器區(qū)包含4個工作寄存器組，每個工作存器組中包含8個工作寄存器R0R7：BANK0（0007H） ；BANK1（080FH）； BANK2（1017H）；BANK3（181FH）簡述MCS-51單片機的位尋址空間。（習(xí)題2-11）答：MCS-51單片機的位尋址空間共有211個位由兩部分組成，位地址范圍為

3、00 FFH。片內(nèi)RAM中20-2FH單元的128位，占用位地址范圍： 007FH；地址能被8整除的SFR具有位尋址功能，占用位地址范圍：80FFH，共83位。什么是時鐘周期、機器周期、指令周期？如何計算機器周期？晶振頻率為12M時，計算時鐘周期、機器周期。（習(xí)題2-9）答：與時序有關(guān)的周期：時鐘周期、機器周期、指令周期。時鐘周期為晶體振蕩器（晶振）的振蕩周期的2倍。機器周期(TM) : CPU完成一個基本操作所用的時間。MCS-51單片機的1個機器周期包含12個振蕩周期。指令周期（TI）：執(zhí)行一條指令所用的時間；MCS-51：1TI = 1 4 TM。一般為12個機器周期，乘法、除法為3個機

4、器周期。 =1/(12M)= TM=12=簡單說明MCS-51單片機PSW寄存器各標(biāo)志位的含義。（習(xí)題2-15）答：CY (PSW.7) 進位/借位標(biāo)志位。若ACC在運算過程中發(fā)生了進位或借位，則CY=1；否則=0。它也是布爾處理器的位累加器，可用于布爾操作。AC(PSW.6) 半進位/借位標(biāo)志位。若ACC在運算過程中，D3位向D4位發(fā)生了進位或借位，則CY=1,否則=0。機器在執(zhí)行“DA A”指令時自動要判斷這一位，我們可以暫時不關(guān)心它。 F0 (PSW.5) 用戶標(biāo)志位。RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器組選擇位RS1，RS0 = 0 0 則選擇了工作寄存器組 0 區(qū)R0

5、R7分別代表00H 07H單元。RS1，RS0 = 0 1 則選擇了工作寄存器組 1 區(qū)R0R7分別代表08H 0FH單元。RS1，RS0 = 1 0 則選擇了工作寄存器組 2 區(qū) R0R7分別代表10H 17H單元。RS1，RS0 = 1 1 則選擇了工作寄存器組 3 區(qū)R0R7分別代表18H 1FH單元。OV (PSW.2)溢出標(biāo)志位。OV=1時特指累加器在進行帶符號數(shù)(-128+127)運算時出錯（超出范圍）；OV=0時未出錯。P (PSW.0)奇偶標(biāo)志位:P=1表示累加器中“1”的個數(shù)為奇數(shù);P=0表示累加器中“1”的個數(shù)為偶數(shù)。CPU隨時監(jiān)視著ACC中的“1”的個數(shù),并反映在PSW中

6、什么是尋址方式？在MCS-51單片機中，有哪幾種尋址方式？（習(xí)題3-18）答：所謂的尋址方式就是CPU執(zhí)行時獲取操作數(shù)的方式。分為：立即數(shù)尋址，直接尋址，寄存器尋址，寄存器間接尋址、變址尋址、位尋址、相對尋址7種尋址方式。DA A指令的作用是什么？它跟在哪些指令后面使用？（習(xí)題3-20）答用：該指令是進行十進制加法調(diào)整的。 這條指令是在進行BCD碼加法運算時，跟在“ADD”和“ADDC”指令之后，用來對BCD碼的加法運算結(jié)果自動進行修正的，使其仍為BCD碼表達形式?！癓JMP PROG”和“LCALL PROG”的區(qū)別是什么？（習(xí)題3-21）答：“LJMP PROG”執(zhí)行這條指令時，把指令中給

7、出的16位地址給PC，無條件地跳轉(zhuǎn)到以PROG為標(biāo)號地址的同一程序位置；“LCALL PROG”執(zhí)行這條指令時，調(diào)用以PROG標(biāo)號地址開頭的子程序。MCS-51單片機提供了哪幾種中斷源？在中斷管理上有什么特點？各個中斷源優(yōu)先級如何確定？中斷嵌套的原則是什么？（習(xí)題4-1）答：MCS-51單片機提供的中斷源：有5個中斷源，分別為2個外部中斷、2個定時/計數(shù)器溢出產(chǎn)生的中斷、1個串行口接收/發(fā)送產(chǎn)生的中斷，提供2個中斷優(yōu)先級。管理特點：當(dāng)一個事件發(fā)生了，該中斷源觸發(fā)了中斷，中斷系統(tǒng)通過硬件把這個中斷源對應(yīng)的中斷觸發(fā)器置1，以此向CPU發(fā)出請求，即中斷登記。CPU通過檢測中斷觸發(fā)器的狀態(tài)是否為1來識

8、別是哪一個中斷源發(fā)出了請求。 只要中斷觸發(fā)一次，中斷觸發(fā)器被置1并鎖存，除非中斷觸發(fā)器被清0，否則，該中斷源后續(xù)的中斷請求不再登記。中斷源優(yōu)先級的確定：在中斷系統(tǒng)中，按照輕重緩急的原則給每一個中斷源分配一個中斷CPU的優(yōu)先級中斷嵌套原則：一個低級中斷源的中斷服務(wù)程序可以被另一個高級中斷源的中斷所中斷，反之不能。MCS-51單片機響應(yīng)中斷的條件是什么？CPU響應(yīng)中斷時，不同的中斷源的中斷處理程序的入口地址各是多少？（習(xí)題4-2）答：CPU能響應(yīng)中斷的條件：（1）有中斷源的中斷請求；（2）CPU允許這個中斷源請求中斷；（3）CPU處于開放中斷的狀態(tài)；4）CPU剛剛結(jié)束一條指令的執(zhí)行過程。中斷源的中

9、斷處理程序的入口地址：外部事件中斷00003H；外部事件中斷10013H；定時/計數(shù)器T0溢出中斷000BH;定時/計數(shù)器T1溢出中斷001BH；串行口接收和發(fā)送中斷0023HMCS-51單片機串行口有幾種工作方式？有幾種數(shù)據(jù)幀格式？各種方式下通訊的波特率如何確定？（習(xí)題6-2）答：串行口有四種工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3 一共有3種數(shù)據(jù)幀：1）8位數(shù)據(jù)位、低位在前，高位在后2）1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位 3）1位起始位、9位數(shù)據(jù)位、1位停止位波特率的確定： 為晶體振蕩器的頻率 X為定時/計數(shù)器的初始時間常數(shù)SMOD：波特率倍增選擇位簡述MCS-51單片機多機通訊原理。（習(xí)

10、題6-3）答：MCS-51單片機的串行口控制器SCON中的SM2位為多機通信控制位。在串行口工作在方式2或方式3時，如果SM2=1，只有在接收器收到9位數(shù)據(jù)位1時，數(shù)據(jù)才裝入接收緩沖器SBUF中，并將接收中斷標(biāo)志位R1置1，向CPU請求中斷，如果接收器收到的第9位為0，則接收中斷標(biāo)志位不置1，并把接收到的數(shù)據(jù)丟棄。當(dāng)SM2為0時，接收到一個數(shù)據(jù)幀后，不管是9位數(shù)據(jù)是0或1，都會把接收中斷標(biāo)志R1置1，并將接收到的數(shù)據(jù)表裝入接收緩沖器SBUF。利用這個特點，可以實現(xiàn)多個MCS-51單片機之間的通信。在MCS-51單片機系統(tǒng)中，擴展的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都使用相同的16位地址線和8位數(shù)據(jù)線，為什

11、么不發(fā)生沖突？（習(xí)題8-5）答：因為控制信號線不同：外擴的RAM芯片既能讀出又能寫入，所以通常都有讀寫控制引腳，記為OE和WE。外擴RAM的讀、寫控制引腳分別與MCS-51的RD和WR引腳相連。外擴的EPROM在正常使用中只能讀出，不能寫入，故EPROM芯片沒有寫入控制引腳，只有讀出引腳，記為OE，該引腳與MCS-51單片機的PSEN相連16、簡述MCS-51單片機內(nèi)部RAM功能分區(qū)，說明各部分的使用特點。（習(xí)題2-6）答：單片機的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器由RAM地址寄存器、地址譯碼器以及128個單元的RAM構(gòu)成，用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。MCS-51單片機的片內(nèi)RAM按照功能可分為3個區(qū)域：001FH：3

12、2個單元為工作寄存器區(qū)；202FH：16個單元為位尋址區(qū)；307FH：80個單元為數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。特點：工作寄存器區(qū)：主要用途是存放操作數(shù)據(jù)及中間結(jié)果等位尋址區(qū):主要用途是配合位操作指令，作為單片機進行布爾處理時的存儲空間，也可作為一般RAM單元進行字節(jié)操作；數(shù)據(jù)緩沖區(qū):主要用途是作為內(nèi)外數(shù)據(jù)交換式的緩沖單元，MCS-51的堆棧也設(shè)在此區(qū)。在MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器地址空間允許重疊而不會發(fā)生沖突，為什么？外接I/O接口是否允許與外接數(shù)據(jù)存儲器地址重疊？為什么？（習(xí)題8-6）答：因為單片機訪問外部程序存儲器與訪問外部數(shù)據(jù)存儲器（包括外部I/O口）時，會分別產(chǎn)生PSEN

13、與RD/WR兩類不同的控制信號，因此外接程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的地址空間允許重疊而不會發(fā)生沖突。外部擴展I/O口占用數(shù)據(jù)存儲器地址空間，與外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，單片機用訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的指令來訪問外部擴展I/O口，因此外部I/O接口地址允許與程序存儲器地址重疊不允許與數(shù)據(jù)存儲器地址重疊。堆棧有哪些功能？堆棧指針SP的作用是什么？在具體應(yīng)用設(shè)計時，為什么要對SP重新賦值？（習(xí)題2-8）答:堆棧是為了保護CPU執(zhí)行程序的現(xiàn)場，在存儲器中開辟了一個“先進后出”（后進先出）的區(qū)域；堆棧的操作：入棧，出棧；操作規(guī)則：先進后出；堆棧由堆棧指針SP管理，它始終指向棧頂位置。一般情況下，將堆棧設(shè)在30H單

14、元之后。程序設(shè)計時，最好設(shè)在片內(nèi)RAM的末端，如 MOV SP, #60H, 以避免堆棧向上生成時覆蓋所存儲的數(shù)據(jù)。18、在MCS-51單片機中，每個特殊功能寄存器都有一個地址，且它們的地址分布在80H0FFH之間，為什么對特殊功能寄存器只能使用直接尋址？答：在MCS-51單片機中，每個特殊功能寄存器都有一個固定的地址，在操作尋址時，可直接按照地址來尋址，而不用其他的尋址方式。這也可是說是單片機的約定俗成。所以對于已知地址的寄存器，對其尋址方式為直接尋址。二、寫出下列指令中所有操作數(shù)的尋址方式MOV A，40H 目的操作數(shù)：寄存器尋址；源操作數(shù)：直接尋址MOV P1，#0F0H目的操作數(shù)： 源

15、操作數(shù)：立即數(shù)尋址MOV A，R0目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：寄存器間接尋址MOVX A，DPTR目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：寄存器間接尋址MOVC A，A+PC目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：變址尋址MOV 30H, 50H目的操作數(shù)：直接尋址 源操作數(shù)：直接尋址MOV 30H, #50H目的操作數(shù)：直接尋址 源操作數(shù)：立即數(shù)尋址DJNZ R7, LOOP目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：相對尋址DJNZ 30H, DO目的操作數(shù)：直接尋址 源操作數(shù)：相對尋址SJMP $ 操作數(shù)：SJMP NEXT 相對尋址SWAP A 操作數(shù)：寄存器尋址XCHD A, R0 目的操作數(shù)：寄存

16、器尋址，源操作數(shù)：寄存器間接尋址PUSH DPH 目的操作數(shù)： 寄存器尋址POP ACC 目的操作數(shù)：寄存器尋址AJMP DO目的操作數(shù)：相對尋址LJMP MAIN 相對尋址MOVX R0, A 目的操作數(shù)：寄存器間接尋址 源操作數(shù)：寄存器尋址MOVC A, A+DPTR目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：變址尋址MOV DPTR, #BUFFER目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：立即尋址MOV DPTR, #2000h目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：直接尋址JMP A+DPTR 操作數(shù)：變址尋址CLR A 操作數(shù)：寄存器尋址CLR 30H 操作數(shù)：直接尋址CLR RI 操作數(shù)：寄存器尋址CL

17、R C 操作數(shù)：位尋址SETB C 操作數(shù)：位尋址SETB 20H 操作數(shù)：直接尋址MUL AB 寄存器尋址DIV AB 寄存器尋址JZ NEXT 相對尋址JN DONE 相對尋址CJNE A,#10,GO1操作數(shù)1：寄存器尋址，操作數(shù)2：立即數(shù)尋址 操作數(shù)3：相對尋址CJNE A,40,GO2操作數(shù)1：寄存器尋址，操作數(shù)2：直接尋址 操作數(shù)3：相對尋址CJNE R0,#40,GO3操作數(shù)1：寄存器尋址，操作數(shù)2：立即數(shù)尋址 操作數(shù)3：相對尋址CJNE R0,#0DH,GO4操作數(shù)1：寄存器間接尋址，操作數(shù)2：立即數(shù)尋址 操作數(shù)3：相對尋址LCALL ROUTINE1 相對尋址ACALL RO

18、UTINE2相對尋址MOV C,20H目的操作數(shù)：寄存器尋址 源操作數(shù)：直接尋址MOV 20H.0,C目的操作數(shù)：位尋址 源操作數(shù)：位尋址MOV P1.0,C目的操作數(shù)：位尋址 源操作數(shù)：位尋址MOV C,P1.7 目的操作數(shù)：位尋址 源操作數(shù)：位尋址SETB EA 相對尋址SETB TR1 相對尋址JB 0,DONE 相對尋址JNB FLAG,DONE 目的操作數(shù)：相對尋址 源操作數(shù)：相對尋址JBC TF1,WAIT 目的操作數(shù)：相對尋址 源操作數(shù)：相對尋址JB ACC.7,GO 目的操作數(shù)：位尋址 源操作數(shù)：相對尋址JC DO1 相對尋址JNC DO2 相對尋址四、簡單應(yīng)用設(shè)計在檢測系統(tǒng)中

19、，通常采用平均值濾波的方法來消除檢測數(shù)據(jù)的隨機干擾，即連續(xù)采集多次，取平均值作為測量值。下圖為8051單片機與串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549的接口示意圖，單片機晶振頻率12M，請編寫一程序?qū)斎肽M量采樣8次，把它們的平均值存放在30H單元。（習(xí)題9-6）Vref(+)Vref(+)Vref(-)ANINGNDVCCDAT/CSCLKTLC549VCCGNDVrefP1.0P1.1P1.28051模擬量CS BIT P1.2DAT BIT P1.1CLK BIT P1.0AD_DATA DATA 30HORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H AC

20、ALL TLC549_ADCMOV R7,#0DJNE R7,$ACALL TCL549_ADCMOV AD_DATA,ASJMP $TLC549_ADC: CLR ACLR CLKCLR CSMOV R6,#8TLCAD_L1:SETB CLKNOPNOPMOV C,DAT RLC AMOV B,ANOPDJNZ R6,TLCAD_L1MOV A,BMOV B,#8DIV ABRET:END下圖為8051單片機與串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549的接口示意圖，單片機晶振頻率12M，請編寫一程序按10ms的采樣周期對輸入模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換，并始終把本次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果和前7次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果依次放在內(nèi)

21、部數(shù)據(jù)存儲器30H單元開始的區(qū)域內(nèi)。（習(xí)題9-6）Vref(+)Vref(+)Vref(-)ANINGNDVCCDAT/CSCLKTLC549VCCGNDVrefP1.0P1.1P1.28051模擬量30H31H32H33H37H第k次第k-1次第k-2次第k-3次第k-7次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果存放示意圖下圖為8051單片機與串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549的接口示意圖，編寫一程序每隔50ms對輸入模擬量采樣一次，并把采樣值存放在內(nèi)部RAM 40H單元中，系統(tǒng)晶振頻率12MHz。（習(xí)題9-7）Vref(+)Vref(+)Vref(-)ANINGNDVCCDAT/CSCLKTLC549VCCGNDVref

22、P1.0P1.1P1.28051模擬量設(shè)已定義了I2C總線的時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA，請編寫8051單片機發(fā)I2void start(void)SDA=1; SCL=1;If(SDA=1)SDA=0;_NOP_();SCL=1;SDA=1;Return =TRUE;Elsertturn FALSE;設(shè)已定義了I2C總線的時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA，請編寫8051單片機發(fā)I2void stopt(void)SDA=0;_nop_();_nop_();SCL=1;SDA=1;_nop_();_nop_();_nop_();SCL=0;設(shè)已定義了I2C總線的時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA，請編寫805

23、1單片機向I2bitSendByte(unsigned char c)unsigned char I;For(i=0;i8;i+)c=c1;F0=SDA=CY;SCL=1;If(F0!=SDA)SCL=0;Return FALSE;_nop_();_nop_();SCL=0;SDA=1_nop_();_nop_();SCL=1;_nop_();_nop_();If(SDA=1)SCL=0;Return 1;ElseSCL=0;Return 0;形參c為要發(fā)送的一個字節(jié)數(shù)據(jù)，函數(shù)返回值為從器件的應(yīng)答信號，有應(yīng)答返回值為0，無應(yīng)答返回值為1。（見基礎(chǔ)實驗14 I2C設(shè)已定義了I2Cunsigned char RcvByte(bit ack)unsigned int