单片机技术考核说明

1、PAGE PAGE 16单片机机技术考考核说明明责任教师师：赵珩珩君单单片机技技术课课程是一一门在当当今计算算机领域域中发展展较快，用用途十分分广泛的的计算机机专业应应用性技技术课程程。在教教学过程程中，要要按照教教学大纲纲规定，对对于凡是是在课程程中要求求掌握的知知识点，均均要求同同学能够够全面、深深入地掌掌握所学学内容，并并能够举举一反三三，熟练练解决相相关问题题。要求求同学掌掌握的内内容也是是课程考考试的主主要内容容。对于于同学要要理解的知知识点，为为课程的的一般内内容，要要求同学学能够理理解所学学习的内内容，对对所涉及及的内容容能够进进行简单单的分析析和判断断。对于于本课程程的次要要内

2、容要要求学员员能够加加以了解解，在这这部分内内容中所所涉及的的都是一一些基本本概念和和简单叙叙述，知知道了就就行，没没有进一一步深入入和拓展展的要求求。各章章节的具具体要求求为：第一章单单片机概概述本章章为了解解内容。了解解：单片片机的概概念，单单片机的的特点、发发展概况况及应用用领域，典典型单片片机系列列的基本本情况。注注意相关关概念之之间的联联系和区区别。第二章单单片机芯芯片的硬硬件结构构本章章介绍的的是MCCS-551单片片机的内内部邮件件结构，包包括运算算电路结结构、控控制电路路结构和和存储器器结构等等，它们们是集成成在一个个芯片上上的单片片机硬件件资源，构构成了一一个简单单的计算算机

3、系统统，因此此在学习习中应当当从计算算机系统统的观点点出发进进行理解解。这一一章节是是学习单单片机的的基础，也也是学习习单片片机技术术课程程的重点点章节。掌握内容容单片片机系统统结构单片片机是由由运算器器、控制制器、存存储器、输输入设备备以及输输出设备备共五个个基本部部分组成成的。单单片机是是把包括括运算器器、控制制器、少少量的存存储器、最最基本的的输入输输出口电电路、串串行口电电路、中中断和定定时电路路等都集集成在一一个尺寸寸有限的的芯片上上。通过过对MCCS-551单片片机的系系统逻辑辑结构图图的学习习来（书书图2-1）掌掌握单片片机的内内部系统统结构。MCS-51单单片机芯芯片内部部逻辑

4、结结构通过过MCSS-511单片机机内部的的逻辑结结构图（书书图2-2）掌掌握单片片机内部部的逻辑辑结构及及各个部部件的功功能与特特点。即即：中央央处理器器（CPPU）、内内部数据据存储器器、内部部程序存存储器、定定时器/计数器器、并行行I/OO口、串串行口、中中断控制制系统、时时钟电路路、位处处理器、总总线。MCS-51单单片机的的内部存存储器MCS-51单单片机芯芯片内部部有数据据存储器器和程序序存储器器两类存存储器，即即所谓的的内部RRAM和和内部RROM。同同学重点点要掌握握内部数数据存储储器的结结构、用用途、地地址分配配和使用用特点。一是是内部数数据存储储器的低低1288单元，它它包

5、括了了寄存器器区、位位寻址区区、用户户RAMM区，要要掌握这这些单元元的地址址分配、作作用等。二是是内部数数据存储储器高1128单单元，这这是为专专用寄存存器提供供的，地地址范围围为800HFFHH。所谓谓专用寄寄存器是是区别于于通用寄寄存器而而言的，即即这些寄寄存器的的功能或或用途已已作了专专门的规规定，用用于存放放单片机机相应部部件的控控制命令令、状态态或数据据等。在在这些专专用寄存存器中，重重点要掌掌握以下下寄存器器的使用用：程序序计数器器、累加加器A、B寄存器器、程序序状态字字（PSSW）、数数据指针针（DPPTR）。MCS-51的的堆栈操操作：堆堆栈是计计算机的的重要概概念，要要掌握

6、以以下几方方面：1. 堆堆栈的功功用2. 堆堆栈的设设置3. 堆堆栈指示示器4. 堆堆栈使用用方式内部部程序存存储器80C551芯片片内有44K RROM存存储单元元，其地地址为000000H0FFFFH，这这就是我我们所说说的内部部程序存存储器（或或简称“内内部ROOM”）。无无论是片片内或是是片外存存储器（对对于无片片内ROOM的单单片机），在在程序存存储器中中有一组组特殊的的保留单单元00000HH0022AH，使使用时应应特别注注意。系统的的启动单单元：000000H00002H五个个中断源源的中断断地址区区：00003HH0022AH00033H0000AH 外部中中断0中断地地址区

7、000BBH00112H 定时器器/计数器器0中断地地址区00133H0011AH 外部中中断1中断地地址区001BBH00222H 定时器器/计数器器1中断地地址区00233H0022AH 串行中中断地址址区中断断响应后后，系统统能按中中断种类类，自动动转到各各中断区区的首地地址去执执行程序序。因此此在中断断地址区区中本应应存放中中断服务务程序。但但通常情情况下，8个单元难以存下一个完整的中断服务程序，因此一般也是从中断地址区首地址开始存放一条无条件转移指令，以便中断响应后，通过中断地址区，再转到中断服务程序的实际入口地址去。 MCS-51单片机系统的存储器结构特点单片片机的存存储器结结构有

8、两两个重要要的特点点：一是是把数据据存储器器和程序序存储器器截然分分开，二二是存储储器有内内外之分分。总的的来说，由由芯片内内存储器器和芯片片外扩展展存储器器构成了了单片机机应用系系统的整整个存储储器系统统。其结构和和存储空空间分配配如书图图2-44所示。对对于这一一节，要要掌握MMCS-51单单片机的的四个物物理空间间（片内内RAMM、片内内ROMM、片外外RAMM、片外外ROMM），三三个独立立的逻辑辑空间（片片内RAAM空间间：000HFFHH、片内内外统一一编址的的ROMM空间：00000HFFFFFH、片片外RAAM空间间：00000HHFFFFFH）的的概念。MCS-51单单片机并

9、并行输入入/输出口口电路单片片机芯片片内还有有一项重重要内容容就是并并行I/O口电电路。MMCS-51共共有四个个8位的并并行双向向I/OO口，分分别记作作P0、P1、P2、P3，实实际上它它们已被被归入专专用寄存存器之列列。这四四个口除除了按字字节寻址址之外，还还可以按按位寻址址，四个个口合在在一起共共有322位。在单单片机中中，口是是一个集集数据输输入缓冲冲、数据据输出驱驱动及锁锁存等多多项功能能于一体体的I/O电路路。MCCS-551的四四个口在在电路结结构上是是基本相相同的，但但它们又又各具特特点，因因此在功功能和使使用上各各口之间间有一定定的差异异。在学学习中必必须要掌掌握各个个口的

10、用用途。需要说明明的是，虽虽然在大大纲中将将MCSS-511单片机机的引脚脚内容列列为了解解内容，这这只是说说，同学学们不必必去死记记引脚的的顺序及及部分引引脚的定定义，但但是，对对于一些些重要的的引脚的的功能和和使用方方法还是是要求同同学掌握握的，如如数据引引脚和地地址引脚脚P0口和和P2口以以及控制制信号：如RDD、WR、PSEEN、EA等。理解内容容MCS-51单单片机时时钟电路路与时序序时钟钟电路用用于产生生单片机机工作所所需要的的时钟信信号，单单片机本本身就是是一个复复杂的同同步时序序电路，为为了保证证同步工工作方式式的实现现，电路路应在唯唯一的时时钟信号号控制下下严格地地按时序序进

11、行工工作。而而时序所所研究的的则是指指令执行行中各信信号之间间的相互互时间关关系。要理理解时钟钟电路的的产生与与作用，能能根据外外部所加加入的晶晶体的振振荡频率率计算时时序的定定时单位位。1. MMCS-51的的外部晶晶体的振振荡频率率范围：1.22MHzz12MMHz，2. MMCS-51时时序的定定时单位位共有44个，依依次是：拍节、状状态、机机器周期期和指令令周期。第三章 MCSS-511单片机机指令系系统本章章介绍的的是单片片机的指指令系统统，包括括指令的的寻址方方式、指指令分类类介绍。这这一章节节是单片片机指令令系统的的学习基基础。掌握内容容MCS-51单单片机指指令的寻寻址方式式掌

12、握握指令的的7种寻址址方式的的作用以以及不同同寻址方方式所查查询的存存储空间间及范围围，对于于常用的的指令，能能够给出出指令的的寻址方方式。1. 寄寄存器寻寻址方式式寄存存器寻址址方式的的寻址范范围包括括：寄寄存器寻寻址的主主要对象象是通用用寄存器器，共有有四组共共32个通通用寄存存器，但但寄存器器寻址只只能使用用当前寄寄存器组组，因此此指令中中的寄存存器名称称只能是是R0R7。在在使用本本指令前前，有时时需通过过对PSSW中RS11、RS00位的状状态设置置，来进进行当前前寄存器器组的选选择。部部分专用用寄存器器。例如如累加器器A、B寄存器器对以及及数据指指针DPPTR等等。2. 直直接寻址

13、址方式指令令中操作作数直接接以单元元地址的的形式给给出，就就称之为为直接寻寻址。例如指令令： MMOV A, 3AHH 3. 寄寄存器间间接寻址址方式寄存存器寻址址方式，寄寄存器中中存放的的是操作作数，而而寄存器器间接寻寻址方式式，寄存存器中存存放的则则是操作作数的地地址，即即操作数数是通过过寄存器器间接得得到的，因因此称之之为寄存存器间接接寻址。4. 立立即寻址址方式所谓谓立即寻寻址就是是操作数数在指令令中直接接给出。为为了与直直接寻址址指令中中的直接接地址相相区别，在在立即数数前面加加“”标标志。5. 变变址寻址址方式变址址寻址是是为了访访问程序序存储器器中的数数据表格格。MCCS-551

14、的变变址寻址址是以DDPTRR或PC作基基址寄存存器，以以累加器器A作变址址寄存器器，并以以两者内内容相加加形成的的16位地址址作为操操作数地地址，以以达到访访问数据据表格的的目的。注注意A 中的数数为无符符号数。6. 位位寻址方方式MCS-51有有位处理理功能，可可以对数数据位进进行操作作，因此此就有相相应的位位寻址方方式。位位寻址指指令中可可以直接接使用位位地址。7. 相相对寻址址方式相对对寻址方方式是为为解决程程序转移移而专门门设置的的，为转转移指令令所采用用。在相相对寻址址的转移移指令中中，给出出了地址址偏移量量（在MMCS-51指指令系统统中以“rel”表示），把PC的当前值加上偏移

15、量就构成了程序转移的目的地址。但这里的PC当前值是指执行完该转移指令后的PC值，即转移指令的PC值加上它的字节数。因此转移的目的地址可用如下公式表示：目的地址址转移移指令地地址转转移指令令字节数数reel偏移移量reel是一一个带符符号的88位二进进制补码码数。所所能表示示的数的的范围是是-1228+1227，因因此相对对转移是是以转移移指令所所在地址址为基点点，向前前最大可可转移（127转移指令字节数）个单元地址，向后最大可转移（128转移指令字节数）个单元地址。对于于偏移量量的计算算，大多多可通过过编译程程序进行行计算，在在此，不不要求同同学计算算偏移量量。掌握握常用指指令的使使用，理理解

16、一般般指令的的使用：对于常常用指令令，要掌掌握指令令格式，了了解指令令的用途途，并能能正确选选择指令令进行简简单程序序的编制制。常用用指令一一般包括括：数据据传送类类指令（29条）算术术运算类类指令（24条）逻辑辑运算及及移位类类指令（24条）控制制转移类类指令（17条）位操操作类指指令（117条）例题：1. 说说明下列列指令中中源操作作数采用用的寻址址方式。MOV R5，R7 答案：寄存器器寻址方方式MOV A，55HH 直接接寻址方方式MOV A，55HH 立即即寻址方方式JMP A+DPTTR 变变址寻址址方式MOV 30HH，C 位寻寻址方式式MOV A，R00 间接接寻址方方式MOV

17、XX A,R00 间接接寻址方方式第四章 MCSS-511汇编语语言程序序设计掌握内容容汇编编语言的的特点及及其语句句格式1. 汇汇编语言言的特点点汇编编语言有有如下特特点：助助记符指指令和机机器指令令一一对对应，所所以用汇汇编语言言编写的的程序效效率高，占占用存储储空间小小，运行行速度快快，因此此汇编语语言能编编写出最最优化的的程序。使使用汇编编语言编编程比使使用高级级语言困困难。因因为汇编编语言是是面向计计算机的的，汇编编语言的的程序设设计人员员必须对对计算机机硬件有有相当深深入的了了解。汇汇编语言言能直接接访问存存储器及及接口电电路，也也能处理理中断，因因此汇编编语言程程序能直直接管理理

18、和控制制硬件设设备。汇汇编语言言缺乏通通用性，程程序不易易移植，各各种计算算机都有有自己的的汇编语语言，不不同计算算机的汇汇编语言言之间不不能通用用。2. 汇汇编语言言的语句句格式MCS-51汇汇编语言言的语句句格式表表示如下下：标号：操作码码操作数数；注注释即一一条汇编编语句是是由标号号、操作作码、操操作数和和注释四四个部分分所组成成，其中中方括号号括起来来的是可可选择部部分，可可有可无无，视需需要而定定。编程：通通过本章章的学习习，同学学应能够够正确使使用指令令系统中中的常用用指令，按按照MCCS-551单片片机汇编编语言指指令格式式设计一一些简单单的程序序，如：无符符号166位以内内数据

19、的的加、减减、乘、除除及二转转十、十十转二、ASCII转换、数据的片内片外传送等简单程序。第五章单单片机的的中断与与定时系系统中中断是一一项重要要的计算算机技术术，采用用中断技技术可以以使多项项任务共共享一个个资源，所所以中断断技术实实质上就就是一种种资源共共享技术术。掌握握内容中中断源 MCSS-511是一个个多中断断源的单单片机，以以8OCC51为为例，有有三类共共五个中中断源，分分别是外外部中断断两个，定定时中断断两个和和串行中中断一个个。 1外外中断外外中断是是由外部部原因引引起的，共共有两个个中断源源，即外外部中断断0和外部部中断11。它们们的中断断请求信信号分别别由引脚脚INTT0

20、和INTT1引人人。外外部中断断请求有有两种信信号方式式，即电电平方式式和脉冲冲方式可通过过有关控控制位进进行定义义。 2定定时中断断定定时中断断是为满满足定时时或计数数的需要要而设置置的。为为此在单单片机芯芯片内部部有两个个定时器器/计数器器，以对对其中的的计数结结构进行行计数的的方法，来来实现定定时或计计数功能能。当计计数结构构发生计计数溢出出时，即即表明定定时时间间到或计计数值已已满，这这时就以以计数溢溢出信号号作为中中断请求求，去置置位一个个溢出标标志位，作作为单片片机接受受中断请请求的标标志。由由于这种种中断请请求是在在单片机机芯片内内部发生生的，因因此无需需在芯片片上设置置引人端端

21、。 3串串行中断断串行中断断是为串串行数据据传送的的需要而而设置的的。每当当串行口口接收或或发送完完一组串串行数据据时，就就产生一一个中断断请求。因因为串行行中断请请求也是是在单片片机芯片片内部自自动发生生的，所所以同样样不需在在芯片上上设置引引人端。中中断控制制这里里所说的的中断控控制是指指提供给给用户使使用的中中断控制制手段，实实际上就就是一些些专用寄寄存器。在在MCSS-511单片机机中，用用于此目目的的控控制寄存存器共有有四个，即即定时器器控制寄寄存器、中中断允许许控制寄寄存器、中中断优先先控制寄寄存器以以及串行行口控制制寄存器器。1定时时器控制制寄存器器（TCCON）该寄寄存器用用于

22、保存存外部中中断请求求和以及及定时器器的计数数溢出。寄寄存器地地址888H，位位地址SSFH88H。2中断断允许控控制寄存存器（IIE）寄存器地地址A88H，位位地址AAFHA8HH3中断断优先级级控制寄寄存器（IP） MCCS-551的中中断优先先级控制制只定义义了高、低低两个优优先级。各各中断源源的优先先级由优优先寄存存器（IIP）进进行设定定。IPP寄存器器地址BB8H，位位地址为为BFHHB8HH中中断响应应中断断响应就就是对中中断源提提出的中中断请求求的接受受，是在在中断查查询之后后进行的的，当查查询到有有效的中中断请求求时，紧紧接着就就进行中中断响应应。中断断响应的的主要内内容是由

23、由硬件自自动生成成一条长长调用指指令LCCALLL。其格格式为LLCALLLadddr166，这里里的adddr116就是是程序存存储器中中断区中中相应中中断的人人口地址址。在MMCS-51单单片机中中，这些些入口地地址已由由系统设设定。例如，对对于外部部中断00的响应应，产生生的长调调用指令令为： LCCALLL 000033H生生成LCCALLL指令后后，紧接接着就由由CPUU执行。首首先将程程序计数数器PCC的内容容压入堆堆栈以保保护断点点，再将将中断入入口地址址装人PPC，使使程序执执行转向向相应的的中断区区入口地地址。但但由于各各中断区区只有88个单元元。一般般情况下下难以安安排下一

24、一个完整整的中断断服务程程序。因因此通常常总是在在各中断断区入口口地址处处放置一一条无条条件转移移指令，使使程序执执行转向向在其它它地址存存放的中中断服务务程序。中断断运回MMCS-51单单片机的的定时器器计数数器，分分别称定定时器计数器器0和定时时器计计数器11。它们们都是十十六位加加法计数数结构。 11计数数功能所谓谓计数是是指对外外部事件件进行计计数。外外部事件件的发生生以输入入脉冲表表示因因此计数数功能的的实质就就是对外外来脉冲冲进行计计数。MMCS-51芯芯片有TT0（P344）和T11（P3。）两两个信号号引脚，分分别是这这两个计计数器的的计数输输人端。外外部输入入的脉冲冲在负跳跳

25、变时有有效，进进行计数数器加11（加法法计数）。 2定定时功能能定定时功能能也是通通过计数数器的计计数来实实现的，不不过此时时的计数数脉冲来来自单片片机的内内部，即即每个机机器周期期产生一一个计数数脉冲。也也就是每每个机器器周期计计数器加加 1。由由于一个个机器周周期等于于 122个振荡荡脉冲周周期，因因此计数数额率为为振荡频频率的 112。定时器器计数数器的控控制寄存存器与与定时器器八十数数器应用用有关的的控制寄寄存器有有： 1定定时器控控制寄存存器（TTCONN） 22工作作方式控控制寄存存器（TTMODD）3中断断允许控控制寄存存器（IIE）MCSS51的定定时器计数器器共有四四种工作作

26、方式1 1 定时工工作方式式02 2 定时工工作方式式13 3 定时工工作方式式24 4 定时工工作方式式3理解内容容定时器计数器器的综合合应用合数十进制调调数分数第六章单单片机系系统扩展展在本本章的学学习过程程中，应应掌握单单片机的的扩展方方法，即即利用存存储器地地址分配配原理扩扩展包括括存储器器、IO口的方方法。掌掌握82279、08332、08009等专专用芯片片的结构构原理及及与单片片机的接接口技术术。理解解一些常常用的扩扩展器件件，如程程序存储储器、数数据存储储器、常常用的TTTL器器件、LLED、键键盘以及及常用的的专用器器件82255和和82779 A/D、D/AA转换器器件的工

27、工作原理理，了解解串行接接口的扩扩展原理理及应用用。掌握握内容 11单片片机扩展展中的地地址译码码技术线选法法线线选法一一般用于于扩展少少量的片片外存储储器和IIO接口芯芯片。所所谓线选选法通常常是将单单片机的的高8位地址址线A88A155中的某某几根与与外部接接口芯片片的选通通端一一一相连，当当该地址址线为“0”时（对对于“0”选通有有效的外外部芯片片而言），与与该地址址线相连连接的外外部芯片片被选通通。例题题：教材材中图663为线线选法连连接原理理示意图图，要清清楚教材材中表66-1各各芯片地地址的计计算全地地址译码码法对于于一些要要求外部部RAMM容量较较大、外外扩芯片片数量较较多的应应

28、用系统统，需要要的片选选信号往往往多于于单片机机可利用用的高位位地址线线，因而而，就无无法使用用线选法法来扩展展外围芯芯片了。这这时，常常常采用用全地址址译码法法来进行行。所谓谓全地址址译码法法，是通通过译码码电路对对单片机机可利用用的高位位地址线线进行译译码，以以得到较较多的片片选信号号。 22存储储器扩展展存储储器是单单片机系系统中使使用最多多的外扩扩芯片，对对MCSS51单片片机而言言，由于于程序存存储器与与数据存存储器空空间在物物理空间间上的各各自独立立性，使使得两者者的扩展展方法略略有不同同。程序序存储器器（EPPROMM）扩展展数据据存储器器（RAAM）扩扩展 33单片片机应用用系

29、统中中的 IIO口扩展展技术4、82255AA可编程程并行II/O扩扩展接口口5、82279键键盘、显显示接口口6、D/A和A/DD转换器器第七章单单片机应应用系统统设计在在本章的的学习过过程中，应应主要了了解并初初步掌握握单片机机应用系系统的设设计，即即如何规规划单片片机应用用系统软软、硬件件之间的的关系，如如何合理理地选择择外部扩扩展器件件，合理理地分配配单片机机资源等等。掌握内容容 11单片片机应用用系统的的构成：是指以以单片机机为核心心，通过过扩展相相关的外外围电路路所构成成的用于于测量外外界物理理信号并并控制相相应器件件工作的的硬件系系统，以以及能对对硬件系系统进行行合理操操作与控控

30、制的应应用程序序。两者者的结合合使得应应用系统统能完成成某些特特定的功功能。 2单单片机应应用系统统范围：包括了了工业过过程控制制系统、数数据采集集系统、智智能仪器器仪表以以及其它它采用单单片机控控制的电电子设备备。 3单单片机应应用系统统设计特特点：一一个重要要特点是是硬件设设计与程程序设计计基本上上是同步步进行的的，软件件与硬件件之间有有着密切切的联系系。因此此，一名名优秀的的单片机机应用系系统设计计者，必必须对单单片机的的软、硬硬件有较较全面的的了解和和掌握。4基本本单片机机应用系系统的硬硬件构成成：分析析其硬件件结构，主主要是由由信号输输人通道道、基本本单片机机系统、人人机对话话通道以

31、以及信号号输出控控制通道道等几部部分组成成的，根根据单片片机测控控系统使使用场合合的不同同，对这这几部分分的要求求可能有有繁有简简，由此此，可以以将包含含有以上上各部分分的单片片机测控控系统视视为一个个典型的的单片机机应用系系统。第八章IINTEEL166位单片片机MCSS96作为为一种专专门的单单片机，MCS96的内容非常多，限于学时，对于要求同学掌握的内容，可限于各部分的基本概念，无须作深入了解。掌握握内容 MMCS-96单单片机的的内部硬硬件结构构了解解MCSS-966的基本本构成，如如教材中中图81各部件件的基本本作用。中断断子系统统：了解解其中断断源，如如何开、关关中断。定时时子系统统：三种种定时器器的工作作原理、作作用等。指令系统统的特点点和如 MOVV等典型型指令的的使用。模 拟 题名词解释释：单片机：CPU总总线：二、填空空题：1、MCCS51