单片机期末复习资料完全版word文档良心出品.docx
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单片机期末复习资料完全版word文档良心出品
◆主要复习知识点:
第一章微机计算机系统的基本知识
1.单片机就是在一片硅片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口的微型计算机系统,该系统不带外部设备。
从组成和功能上看,它已经具备了计算机系统的基本属性,所以也可以称其为单片微型计算机,简称单片机。
2.微型处理器是单片机的核心。
它主要由三部分组成:
寄存器阵列、运算器和控制器、
3.程序计数器PC,专门用于存放现行指令的16位地址。
CPU就是根据PC中的地址到ROM中读取程序指令。
每当取出现行指令一个字节后,PC就自动加1,PC+1→PC,当遇到转移指令或子程序时,PC内容会被指定的地址取代,实现程序转移。
PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址,是一个16位的专用寄存器。
(PC的功能与作用)
4.运算器用来完成算术运算和逻辑运算操作,是处理信息的主要部件。
运算器主要由累加器A、状态寄存器PSW、算术运算单元ALU组成。
累加器A,用来存放参与算术运算和逻辑运算的一个操作数和运算结果。
状态字寄存器,用来保存ALU操作运算的条件标志,如进位标志、奇偶标志等。
算术运算单元ALU,由加法器和其他逻辑电路组成,其基本功能是进行加法和移位运算,由此实现其他各种算术和逻辑运算。
5.控制器是分析和执行指令的部件,控制器只要由程序计数器PC、指令寄存器和指令译码器组成。
6.总线是用于传送信息的公共途径。
总线可以分为数据总线、地址总线、控制总线。
7.数据总线DB:
数据线D0~D7共8位,由P0提供,分时输送低8位地址(通过地址锁存器锁存)和8位数据信息。
数据总线是双向的,可以从CPU输出,也可以从外部输入到CPU。
8.地址总线AB:
地址线A0~A15共16位,P2口提供高8位地址A8~A15,P0口经地址锁存器提供低8位地址A0~A7。
片外存储器可寻址范围达到64KB(即65536字节)。
9.控制总线CB:
控制总线由P3口的第二功能P3.6、P3.7H和3根独立的控制线ALE、和组成。
10.存储器是用来存储数据和程序的部件。
按其功能来分,存储器可以分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两大类。
11.RAM:
可以随机写入读出,读写速度快,读写方便。
缺点是电源断电后,被存储的信息会丢失。
RAM主要用于存放各种数据。
12.ROM:
一般用来存放固定的数据和程序。
其特点是信息写入后,能长期保存,不会因断电而丢失。
所谓“只读”指不能写入。
13.(基本了解)ROM的5种不同形式:
①MaskROM(淹膜ROM)②OTPROM③EPROM④E²PROM⑤FlashROM
14.单片机程序设计语言可分为三类:
机器语言、汇编语言和高级语言
①机器语言:
机器语言是计算机可以识别和直接执行的语言,它由一组二进制代码组成,不同的微处理器机器语言也不同。
②汇编语言:
用助记符替代机器语言中的操作码,用十六进制数代替二进制数。
计算执行时,必须将汇编语言翻译成机器语言。
汇编语言和机器语言一样,微处理器不同,汇编语言也不同,即不同的微处理器采用不同的汇编语言。
■思考与练习:
Ø1.1什么是单片机?
答:
单片机就是在一片硅片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口的微型计算机系统,该系统不带外部设备。
从组成和功能上看,它已经具备了计算机系统的基本属性,所以也可以称其为单片微型计算机,简称单片机。
Ø1.2单片机的基本组成有哪些?
答:
单片机由中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口组成。
第二章单片机的硬件结构(重点复习)
15.(简答题)80C51单片机有4个8位的双向并行输入/输出(I/O)端口,称为P0口、P1口、P2口和P3口。
①P0口:
P0口是一个双功能的8位并行I/O口,可用作输入/输出端口,又可作地址/数据总线分时传输时低8位地址和8位数据。
②P1口:
P1口是单一功能的并行I/O口,只用作通用的数据输入/输出口。
③P2口:
P2口是一个双功能的8位并行I/O,可用作通用的输入/输出口,又可用作高8位地址总线。
④P3口:
P3口是一个双功能的8位并行I/O口,它的第一功能是通用输入/输出口,作第二功能用时,各引脚定义如下:
⑴P3.0:
RXD串行口输入;⑵P3.1:
TXD串行口输出;⑶P3.2:
外部中断0输入;
⑷P3.3:
外部中断1输入;⑸P3.4:
T0定时/计数器0外部计数脉冲输入;
⑹P3.5:
T1定时/计数器1外部计数脉冲输入;⑺P3.6:
片外数据存储器写选通讯号输出;
⑻P3.7:
片外数据存储器读选通讯号输出。
16.基本时序单位
单片机的时序单位有:
◆振荡周期:
晶振的振荡周期,又称时钟周期,为最小的时序单位。
◆状态周期:
振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。
因此,一个状态周期包含2个振荡周期。
◆机器周期:
1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成。
是计算机执行一种基本操作(如取指令,读存储器,写存储器等)的时间单位。
◆指令周期:
执行一条指令所需的时间。
一个指令周期由1~4个机器周期组成,依据指令不同而不同。
4种时序单位中,振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间值(例如,波特率、定时器的定时时间等)的基本时序单位。
例:
单片机外接晶振频率fosc=12MHZ时的各种时序单位:
◆振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us;
◆状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us;
◆机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us;
◆指令周期=(1~4)机器周期=1~4us。
17.MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的配置方法不同,采用哈佛结构它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻址方式、控制信号和功能。
程序存储器用来存放程序、始终要保留的表格、常数。
数据存储器存放程序运行中所需要的数据和结果(常数和变量)。
18.从物理空间(实际结构)看,MCS-51有四个存储器地址空间:
片内数据存储器、片外数据存储器、片内程序存储器、片外程序存储器
19.从逻辑上(使用角度)看,MCS-51有三个存储器空间:
片内、片外统一编址的程序存储器,片外数据存储器,片内数据存储器
20.程序存储器中的几个特殊地址的使用:
地址用途
0000H复位操作后的程序入口
0003H外部中断0服务程序入口
000BH定时器0中断服务程序入口
0013H外部中断1服务程序入口
001BH定时器1中断服务程序入口
0023H串行口中断服务程序入口
21.外部数据存储器作用:
用于存放随机读写的数据。
◆外部数据存储器包括两部分空间:
①外部RAM②扩展的I/O口地址
◆内部数据存储器(单元数少,但最复杂)特殊功能寄存器空间,离散分布,作数据缓冲器、标志位等
22.程序存储器与外部数据存储器的比较
◆相同:
地址线A15~A0
◆不同:
访问的指令不同,读写信号不同。
访问程序寄存器的指令为MOVC指令,访问外部数据存储器的指令为MOVX指令;程序寄存器:
只读,PSEN作为外部ROM读信号;外部数据存储器:
可读写,RD作为读信号,WR作为写信号。
23.工作寄存器区的选择
RS1:
程序状态寄存器PSW的D4位;RS0:
程序状态寄存器PSW的D3位;
RS1RS0
寄存器区
R0~R7所占单元的地址
00
0区
00H~07H
01
1区
08H~0FH
10
2区
10H~17H
11
3区
18H~1FH
复位时,自动选中0区。
一旦选中其中一个区,其它三区只能作为普通RAM单元使用,而不能作为工作寄存器使用。
设置多个工作寄存器区可以方便保护现场。
24.字节地址与位地址在使用上如何区别?
例:
MOVC,20H
MOVA,20H
位操作指令MOVC,20H位地址只有1bit(小圆区域)
字节操作指令MOVA,20H字节地址共8bit(大椭圆区域)
25.位地址空间组成及位地址表示法
⑴内部数据存储器的20H~2FH共16个单元可按位寻址,128位;
例1:
位地址1EH=23H.6即字节单元23H的D6位
⑵专用寄存器地址能被8整除的可按位寻址。
例2:
位地址D4H=D0H.4=PSW.4=RS1
26.特殊功能寄存器的地址分配(名称必须记住)
27.①累加器ACC:
累加器为8位的寄存器,是程序中使用最频繁的寄存器,是用于存放中间结果和数据传送的渠道。
②程序状态字寄存器PSW:
PSW也称为标志寄存器
⑴CY:
进/借位标志。
CY=1,有进/借位;CY=0,无进/借位。
⑵AC:
辅助进位标志,反映高半字节与低半字节之间的进/借位。
AC=1有进/借位;AC=0无进/借位。
⑶F0:
用户标志位
⑷RS1,RS0:
工作寄存器的控制位
⑸OV:
溢出标志位。
有溢出OV=1,无溢出OV=0。
⑹P:
奇偶标志位。
运算结果有奇数个“1”,P=1;偶数个“1”,P=0。
⑺D1:
无效位,一般不用。
③数据指针DPTR:
数据指针DPTR是一个16位的专用寄存器,DPTR主要用来存放16位地址。
④PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址,是一个16位的专用寄存器。
27.访问不同的存储器空间使用不同的指令:
程序存储器,使用MOVC指令;外部数据存储器,使用MOVX指令;内部数据存储器,使用MOV指令;特殊功能寄存器,使用MOV指令;位地址空间,使用MOV、SETB、CLR等指令。
28.堆栈是在单片机内部RAM中从某个选定的存储单元开始划定的一个地址连续的区域。
堆栈操作是在内存RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一种工作方式,主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护和返回。
SP用来指示堆栈所处的位置。
当数据堆入栈区后,SP的值也自动随之变化。
51单片机属于向上生长型堆栈(即向高地址方向生成)。
29.用一个称为堆栈指针SP的特殊功能寄存器来给出栈顶存储单元的地址。
堆栈指针SP中存储的总是堆栈栈顶存储单元的地址,即堆栈指针SP总是指向堆栈栈顶。
30.向上生长型堆栈出栈入栈的操作原则是“先进后出”或“后进先出”。
31.实现复位操作,必须使RST引脚(9)保持两个机器周期以上的高电平。
32.复位是单片机的初始化操作,其主要功能是程序计数器PC值变为0000好,使单片机从0000H开始执行程序。
上电复位后,RAM的内容是随机的。
寄存器初始状态寄存器初始状态
PC0000HACC00H
PSW00HSP07H
■思考与练习:
2.151单片机内部包括哪些主要部件?
答:
51单片机包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、只读存储器ROM、并行输入输出口P1~P3口、串行口、并行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器等8个部件。
2.280C51单片机的存储器有哪几种类型?
可以划分为哪几个部分?
答:
80C51单片机的存储器按功能可以划分为两大类:
随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
可以划分为以下五部分:
片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、特殊功能寄存器、片外数据存储器。
Ø2.380C51如何确定和改变当前工作寄存器区?
答:
在选择工作寄存器区时,可通过对特殊功能寄存器中的程序状态寄存器PSW的RS1和RS0的状态设置,来选择哪一组工作寄存器作为当前的工作寄存器组。
单片机复位时,当前工作寄存器默认为0组。
Ø2.4位地址和字节地址如何区分?
位地址00H~7FH与片内RAM的字节地址编址相同,容易混淆。
区分