单片机原理及应用复习题题目及答案.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。
单片机原理及应用复习题

1、 何谓单片机? 单片机与一般微型计算机相比, 具有哪些特点及区别?
答: 单片机是在一块集成电路上把CPU、 存储器、 定时器/计数器及多种形式的I/O接口集成在一起而构成的微型计算机。它与通用微型计算机相比, 具有如下特点:
( 1) 单片机的程序存储器和数据存储器是分工的, 前者为ROM, 后者为RAM;
( 2) 采用面向控制的指令系统, 控制功能强;
( 3)  多样化的I/O接口, 多功能的I/O引脚;
( 4) 产品系列齐全, 功能扩展性强;
( 5) 功能是通用的, 像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。
有如下区别:
PC机和单片机都是微型机, 是微型计算机技术发展的两大分支。PC机以满足海量高速数值计算为主, 兼顾控制功能。单片机以满足测控对象的测控功能, 嵌入式应用为主, 兼顾数据处理能力。
2、 从应用的角度看, 单片机如何分类?
答: 从应用的角度, 单片机大致可分为:
(1)通用型/专用型。
通用型单片机: 不是为某种专门用途设计的, 如80C51。
专用型单片机: 针对某一类产品甚至某一个产品而设计生产的, 如VCD、 DVD以及PC机声卡、 显卡中的CPU芯片。专用型单片机可最大限度地简化系统结构, 提高资源利用率, 降低成本。当前, 开发专用型芯片是单片机发展的一个重要分支。
(2)总线型/非总线型。
总线型单片机: 有并行地址总线、 数据总线和控制总线外部引脚, 能够用来并行扩展外围器件。
非总线型单片机: 无并行地址总线、 数据总线和控制总线外部引脚, 小能并行扩展外围器件。将需要的外围器件及外设接口集成在单片机内, 省去原用于并行扩展的地址总线、 数据总线和尢用的控制端线, 减少了芯片引脚数和芯片体积。若需要扩展时可经过串行口扩展。
(3)CISC／RISC指令结卡构。
CISC指令结构: 指令复杂, 指令代码、 周期数不统一, 因此指令运行很难实现流水线操作, 大大阻碍r运行速度的提高, 如MCS一51系列单片机。
RISC指令结构: 绝大部分成为单周期指令, 从而实现流水线操作, 在fosc相同的条件下, 大大提高了指令运行的速度, 如PIC系列单片机。
(4)OTPROM型/EPROM型/FLash ROM型
单片机的片内ROM形式当前应用较广泛的主要有三种: OTPROM、 EPROM和Flash
ROM。
OTPROM可由用户一次性自行写人, 但写入后不能修改, 其价格较低, 仅适用于大批量生产的成熟产品。
EPROM可由用户用专门的EPROM编程器自行写人, 修改时需用强紫外线照射, 擦除原有信息, 能重复多次使用。擦写不如Flash ROM不方便, 且成本较高, 当前也已逐渐淘汰。
Flash ROM是一种新型的电可擦除、 非易失性存储器, 使用方便, 价格低廉, 可多次擦写, 近年来应用广泛。
3、 举例说明单片机的主要应用领域。
答: 由于单片机有许多优点, 因此其应用领域之广, 几乎到了无孔不入的地步。单片机应用的主要领域有:
1)智能化家用电器。各种家用电器普遍采用单片机智能化控制代替传统的电子线路控
制, 升级换代, 提高档次。如洗衣机、 空调、 电视机、 录像机、 微波炉、 电冰箱、 电饭煲以及各种视听设备等。
2)办公自动化设备。现代办公室中使用的大量通信和办公设备多数嵌人了单片机一如打印机、 复印机、 传真机、 绘图仪、 考勤机、 电话以及通用计算机中的键盘译码、 磁盘驱动等。
3)商业营销设备。在商业营销系统中已广泛使用的电子称、 收款机、 条形码阅读器、 IC卡刷卡机、 出租车计价器以及仓储安全监测系统、 商场保安系统、 空气调节系统、 冷冻保险系统等都采用了单片机控制。
4) 工业自动化控制。工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一。如各种测控系统、 过程控制、 程序控制、 机电一体化、 PIC等。在化工、 建筑、 冶金等各种工业领域都要用到单片机控制。
5)智能化仪表。采用单片机的智能化仪表大大提升了仪表的档次, 强化了功能。如数据处珲和存储、 故障诊断、 联网集控等。
6)智能化通信产品, 最突出的是手机, 当然手机内的芯片属专用型单片机。
7)汽车电子产品。现代汽车的集中显示系统、 动力监测控制系统、 自动驾驶系统、 通信系统和运行监视器(黑匣子)等都离不开单片机。
8)航空航天系统和圜防军事、 尖端武器等领域。单片机的应用更是不言而喻。
单片机机应用的意义不但在于它的广阔范围及所带来的经济效益。更重要的意义在于, 单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能, 正在用单片机经过软件方法来实现。以前自动控制中的PID调节, 现在能够用单片机实现具有智能化的数字计‘算控制、 模糊控制和自适应控制。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。随着单片机应用的推广, 微控制技术将不断发展完善。
4、 单片机系统的硬件主要由哪些功能部件组成?
答: 单片机系统的硬件由单片机芯片和外部设备组成c
单片机芯片则包含微处理器(CPU)、 存储器(存放程序指令或数据的ROM、 RAM等), 输入/输出口(I/O口)及其它功能部件如定时/计数器、 中断系统等, 它们经过地址总线(AB)、 数据总线(DB)和控制总线(CB)连接起来。
外部设备即单片机系统的输入/输出设备, 简称I/O设备。输入设备是输入原始数据、 程序和控制命令的部件, ‘如键盘、 鼠标、 扫描仪、 摄像机等。输出设备是输出计算机数据信息处理的结果和计算机工作状态信息的部件, 如屏幕显示器、 打印机、 1,ED数码管显示器绘图仪等。但输入输出设备一般不能与CPU直接相连, 而是经过某种电路完成寻址、 数据缓冲、 输入输出控制、 功率驱动、 A/D、 D/A等功能, 这种电路称为I/O接口电路, 如8255、 8155、 8279、 0809、 0832等芯片。
5、 什么叫RAM?什么叫ROM?其主要的功能是什么?按写入方式, ROM能够分为哪几种?
答: 按照存储器存取功能, 存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两大类。
RAM(Random Access Memory, 缩写为RAM)能够随机写入或读出, 读写速度快, 读写方便。缺点是电源断电后, 被存储的信息即丢失, RAM主要用于存放各种数据。
ROM(Read only Memory, 缩写为ROM)一般用来存放固定程序和数据。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", 指一般不能写入。当然并非完全不能写入, 要对ROM写入必须在一定条件下才能完成写入操作。
6、 简述CPU读/写存储器的步骤过程。
答: 1)存储器的读操作。例如, 若要将存储器40H中的内容50H读出, 其过程如下:
①CPU将地址码40H送到地址总线上, 经存储器地址译码器选通地址为40H的存储单元:
②CPU发出”渎”信号, 存储器读/写控制开关将数据传输方向拨向”读”;
③存储器将地址为40H的存储单元中的内容50H送到数据总线上;
④CPU将数据总线上的数据50H读人指定的某一寄存器。
对存储单元的读操作, 不会破坏其原来的内容。相当于复制。
2)存储器的写操作。例如, 若要将数据ABH写入存储器地址为CDH的存储单元中, 其过程如下:
①CPU将地址码CDH送到地址总线上, 经存储器地址译码器选通地址为CDH的存储单元;
②CPU将数据ABH送到数据总线上;
③CPU发出”写”信号, 存储器读／写控制开关将数据传送方向拨向”写”;
④存储器将数据总线上的数据ABH送人已被选中的地址为CDH的存储单元中。
对存储单元的写操作, 改变或刷新了其原来的内容, 俗称”冲”掉了原来的内容。
7、 堆栈的功能是什么?有什么操作原则?栈顶地址如何指示?
答: 堆栈是存储器中的特殊群体。在内RAM中专门辟出一个连续存储区, 用来暂时存放子程序断口地址、 中断断口地址和其它需要保存的数据。
堆栈操作无论是存入或取出数据, 均只能依次存人或依次取出, 不能越位, 必须遵循”先进后出"、 ”后进先出”的原则。
堆栈指针SP指出栈顶存储单元的地址。
8、 什么叫汇编语言?有什么特点?
答: 汇编语言是用助记符替代机器语言中的操作码, 用16进制数替代二进制代码。特点是比较直观, 易于记忆和检查, 可读性较好。可是计算机执行时, 必须将汇编语言翻译成机器语言, 不同的微处理器有不同的汇编语言。
9、 什么叫寻址方式? 有哪7种寻址方式?
答: 寻址方式: 寻址方式就是寻找指令中操作数或操作数所在地址的方式。也就是如何找到存放操作数的地址, 把操作数提取出来的方法。立即寻址, 直接寻址, 寄存器间接寻址, 寄存器寻址, 基址加变址寄存器寻址, 相对寻址, 位寻址。
10、 80C51系列单片机主要由哪几部分组成? 89S51/52内存多大?
答: 80C51系列单片机主要由中央处理器、 数据存储器、 程序存储器、 定时/计数器、 并行I/O口、 串行口、 时钟电路、 中断系统几部分组成。89S51数据存储器( 内部RAM) 有256字节( 只能用前128个, 后128个被专用寄存器占用) , 89S52数据存储器( 内部RAM) 有256字节, 89S51程序存储器( 内部ROM) 有4KB闪存, 89S52程序存储器( 内部ROM) 有8KB闪存。注: 8bit=1Byte( 字节) , 1024Byte=1KB。
11、 51单片机的存储空间分为哪几部分? 它们的寻址范围是多少?
答: 分为程序存储空间、 片内数据存储空间、 片外数据存储空间, 寻址范围分别为: 64KB, 256B, 64KB。
12、 传送类指令中有MOV、 MOVX、 MOVC助记符形式, 它们区别是什么? 80C51单片机指令MOV、 MOVX、 MOVC的源操作数的最大地址分别为多少?
答: MOV是访问内RAM和寄存器FSR, MOVC是访问ROM, MOVX是访问外RAM; FFH, FFFFH, FFFFH。
13、 已知指令AJMP addr11的机器码为41H和FFH, 指令所在的地址为0810H, 求该转移指令的目的地址。
答: 0AFFH( 转移地址＝PC的高5位00001＋操作码高3位010＋操作数8位FFH) 。
14、 编写一段程序, 把内部数据存储器30H~4FH中的内容传送到外部数据存储器 H开始的单元中。
答: 参考程序: ORG 0000H
MOV DPTR,# H
MOV R0,#30H
MOV R2,#32H
LOOP: MOVX A,@R0
MOV @DPTR,A
INC DPTR
INC R0
DJNZ R2,LOOP
SJMP $
15、 什么是中断? 51单片机有哪几个中断源? 各自对应的中断入口地址是什么? 中断入口地址与中断服务子程序入口地址有区别吗?
答: 中断是指CPU暂时中止其正在执行的程序, 转去执行请求中断的那个外围设备或事件的服务程序, 等处理完后再返回执行原来中止的程序。
51单片机有5个中断源, 其中断源与中断入口地址分别为:
0003H
000BH
0013H
001BH
串行口 0023H
中断入口地址与中断服务子程序的入口地址是有区别的, 中断入口地址如上, 而中断服务子程序的入口地址就是中断服务子程序名称所在的地址即中断服务子程序第一句所在的地址。
16、 若fosc=6MHZ, 最大定时为多少? 要求T1定时10ms, 选择方式0, 装入时间初值后T1计数器自启动。计算时间初值X=? 并填入TMOD、 TCON和TH1、 TL1的值?
答: 131.072ms, x＝3192＝c78h, th1＝63h, tl1＝18h, tmod＝00h, tcon＝40h。
17、 何为并行通信、 串行通信? 其中串行通信的两种基本形式是什么? 请叙述各自原理。何为波特率?
答: 并行通信: 是指数据的各位同时进行传送的通信方式。
串行通信: 是指数据一位一位顺序传送的通信方式。
串行通信的两种基本形式: 同步通信和异步通信。异步通信所传输的数据帧格式是由1个起始位、 1～9个数据位、 1～2个停止位组成, 依靠起始位和停止位保持同步; 同步所传输数据帧格式是由多个字节组成的一个帧, 每个帧都有两个( 或一个) 同步字符作为起始位以触发同步时钟开始发送或接收数据。波特率是指每秒钟传送二进制数码的位数( bit) , 单位bps( bit per second) , bit/s。
18、 32KB RAM存储器的首地址若为 H, 则末地址为多少?
答: 9FFFH。
19、 画出51单片机同时扩展2764和6264的典型连接电路。
答:
20、 LED的静态显示方式与动态显示方式有何区别? 各有什么优缺点?
答: 静态显示是指几块LED同时显示, 动态显示是指几块LED分时显示( 即扫描) , 静态显示方式编程较简单, 但占用I/O口线多, 硬件成本高, 适用于显示位数比较少的场合, 动态显示能够节省硬件资源即I/O口, 但要占用较多的CPU时间。