自學(xué)考試北京大學(xué)《軟件工程》上機(jī)考試題目

長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用技術(shù)第一章單片機(jī)概述1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介

1.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

1.4單片機(jī)的類(lèi)別

1.5單片機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)（補(bǔ)充）1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介什么是單片機(jī)

？微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)——常見(jiàn)的微機(jī)外形臺(tái)式微機(jī)便攜式微機(jī)立式微機(jī)微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)——微機(jī)硬件組成顯示器主機(jī)鍵盤(pán)鼠標(biāo)硬件系統(tǒng)——構(gòu)成微機(jī)的實(shí)體和裝置軟件系統(tǒng)——微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱(chēng)軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成實(shí)用的微機(jī)系統(tǒng)，兩者是相輔相成、缺一不可的。

軟件系統(tǒng)+微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算器控制器CPU存儲(chǔ)器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介CPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備軟件系統(tǒng)+微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)輸入接口設(shè)備輸出接口設(shè)備運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器單片微型計(jì)算機(jī)是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)——單片機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)芯片1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89S51單片機(jī)1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)的基本概念全稱(chēng)單片微型計(jì)算機(jī)(SingleChipMicrocomputer)又稱(chēng)微控制器MCU(MicroControllerUnit)，是將計(jì)算機(jī)的基本部分微型化，使之集成在一塊芯片上的微機(jī)。片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/0、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等，它本身就是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)，同時(shí)它也可作更大的嵌入式系統(tǒng)的核心。1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)的特點(diǎn)

體積小，重量輕電源單一，功耗低功能強(qiáng)，價(jià)格低運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高可以嵌入到電子產(chǎn)品中——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介舉例：如何使小燈閃爍呢？1.1單片機(jī)簡(jiǎn)介如何使小燈閃爍呢？P1.0低電平P1.0高電平小燈亮小燈不亮由于單片機(jī)小而全，易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化裝置，智能化儀器儀表和家用電器等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。下面僅列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域。1.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（1）工業(yè)控制

數(shù)控機(jī)床，電機(jī)控制，工業(yè)機(jī)器人，自動(dòng)控制等（2）儀器儀表

智能儀器，醫(yī)療器械，數(shù)字示波器等。

（3）電信技術(shù)

調(diào)制解調(diào)器，聲像處理，數(shù)字濾波，通信設(shè)備等（4）辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備

傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，打印機(jī)，繪圖儀，掃描儀等1.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（5）汽車(chē)與節(jié)能點(diǎn)火控制，變速控制，防滑車(chē)控制，排氣控制，計(jì)費(fèi)器，交通控制等。（6）導(dǎo)彈導(dǎo)彈控制，魚(yú)雷制導(dǎo)，智能武器裝置，航天導(dǎo)彈系統(tǒng)等。（7）商用產(chǎn)品電子收款機(jī)，電子秤，銀行統(tǒng)計(jì)機(jī)等。

（8）家用電器微波爐，電視機(jī)，錄像機(jī)，音響設(shè)備，游戲機(jī)等以上可見(jiàn)它無(wú)處不有、無(wú)時(shí)不在，像個(gè)萬(wàn)能的螺絲釘。1.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（1）單片機(jī)的字長(zhǎng)由4位、8位、16位發(fā)展到32位。這幾種字長(zhǎng)的MCU（MicroControlUnit，中文名稱(chēng)為微控制單元，也可以認(rèn)為是51單片機(jī)，ARM，DSP這類(lèi)的芯片的總稱(chēng)。）目前同時(shí)存在于市場(chǎng)，由于單片機(jī)主要用于控制，目前8位的MCU仍然占主流地位，只有在精度要求特別高的場(chǎng)合如圖像處理等，才采用16位的MCU,用戶(hù)可以根據(jù)產(chǎn)品的需要進(jìn)行選擇。（2）運(yùn)行速度不斷提高。單片機(jī)的使用最高頻率由6MHz、12MHz、24MHz、33MHz、發(fā)展到40MHz。（3）單片機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)容量越來(lái)越大。由1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、發(fā)展到64KB等。1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（4）ROM存儲(chǔ)器的編程也越來(lái)越方便。有ROM型（掩模型）、OTP型（一次性編程）、EPROM（紫外線擦除編程）、EEPROM（電擦除編程）及FLASH（閃速編程）。編程（燒錄）方式也越來(lái)越方便，目前有脫機(jī)編程、在系統(tǒng)編程（ISP）、在應(yīng)用編程（IAP）。各類(lèi)產(chǎn)品并存，可供用戶(hù)選擇。

（5）I/O端口多功能化單片機(jī)內(nèi)除集成有并行接口、串行接口外，還集成有A/D（將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)A/D轉(zhuǎn)換器）、D/A（將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱(chēng)D/A轉(zhuǎn)換器）、LED/LCD（LCD一般指液晶顯示器，LED一般指的是采用LED背光的液晶顯示器）顯示驅(qū)動(dòng)、DMA(DirectMemoryAccess，直接內(nèi)存存取)控制、PWM（脈寬調(diào)制輸出）、

PLC（鎖相環(huán)控制）、PCA(邏輯陣列）、WDT（看門(mén)狗）等。1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)（6）功耗越來(lái)越低

采用CHMOS制作工藝使單片機(jī)集HMOS的高速、高集成度和CMOS（CMOS是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體的縮寫(xiě)。其本意是指制造大規(guī)模集成電路芯片用的一種技術(shù)或用這種技術(shù)制造出來(lái)的芯片。在這里通常是指微機(jī)主板上的一塊可讀寫(xiě)的RAM芯片。它存儲(chǔ)了微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)鐘信息和硬件配置信息等，共計(jì)128個(gè)字節(jié)。系統(tǒng)在加電引導(dǎo)機(jī)器時(shí)，要讀取CMOS信息，用來(lái)初始化機(jī)器各個(gè)部件的狀態(tài)。它靠系統(tǒng)電源和后備電池來(lái)供電，系統(tǒng)掉電后其信息不會(huì)丟失。）的低功耗技術(shù)為一體，使單片機(jī)的功耗進(jìn)一步降低，適應(yīng)的電壓范圍更寬（2.6-6V）。（7）結(jié)合專(zhuān)用集成電路ASIC、精簡(jiǎn)指令集和RISC技術(shù)，使單片機(jī)發(fā)展成為嵌入式的處理器，深入到數(shù)字信號(hào)處理、圖象處理、人工智能、機(jī)器人等領(lǐng)域。1.3單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1.4單片機(jī)的類(lèi)別

以上單片機(jī)各種發(fā)展系列并非一代淘汰一代，用戶(hù)根據(jù)產(chǎn)品要求、性?xún)r(jià)比等情況選擇。

目前市面上較有影響的單片機(jī)廠家有：INTEL：MCS-51、MCS-96系列。MOTOROLA：68HCXX系列。MICROCHIP：16C5X/6X/7X/8X系列。ZILOG：Z86EXXXPSC系列。TEXAS：MSP430FXX系列。

各廠家單片機(jī)的指令系統(tǒng)各不相同，功能各有所長(zhǎng)，其中市場(chǎng)占有最高的是MCS-51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀腎C生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。目前為止，MCS-51單片機(jī)已有數(shù)百個(gè)品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。近年來(lái)PHILIPS公司又推出了指令和MCS-51兼容的16位單片機(jī)，這樣保證了MCS-51單片機(jī)的先進(jìn)性，同時(shí)，很多專(zhuān)用芯片以它作為控制核心，可以預(yù)言，幾十年內(nèi)不會(huì)淘汰。因此，MCS-51單片機(jī)成為教學(xué)的首選機(jī)型。1.4單片機(jī)的類(lèi)別MCS-51系列單片機(jī)類(lèi)