林立张俊亮编著的《单片机原理及应用单片机课程(完成)描述
单片机原理及应用(林立张俊亮版)课后习题答案
第一章习题1.什么是单片机?单片机和通用微机相比有何特点?答:单片机又称为单片微计算机,它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件(如中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等)全部集成在一个半导体芯片上。
虽然单片机只是一个芯片,但无论从组成还是从逻辑功能上来看,都具有微机系统的定义。
与通用的微型计算机相比,单片机体积小巧,可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心,是应用系统实现智能化。
2.单片机的发展有哪几个阶段?8位单片机会不会过时,为什么?答:单片机诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SOC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTE L的8031,此后在8031上发展出了MCS 51系列MC U系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。
随着INTE L i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。
然而,由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机,因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。
目前,单片机正朝着高性能和多品种发展,但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要,可以肯定,以MCS-51系列为主的8位单片机,在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。
3.举例说明单片机的主要应用领域。
答:单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:智能仪器单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
林立张俊亮版单片机原理及应用第四章答案
第四章习题1.C语言的优点是什么?C程序的主要结构特点是什么?答:C语言是一种高级语言,与51汇编语言相比,它代码紧凑,程序可读性强,编程工作量小,功能强,且容易掌握。
C程序以函数为单位,由一个主函数和若干个其他函数构成,主函数是程序的入口,其他函数由主函数直接或间接调用。
程序可以由一个文件或多个文件组成。
文件类型包括头文件和C语言源文件,也可以是汇编语言文件,C程序可与汇编语言混合编程。
2.C51语言的变量定义包含哪些关键因素?为何这样考虑?答:C语言的变量定义格式如下:[存储种类] 数据类型[存储类型] 变量名存储种类有:自动型(auto)、外部型(extern)、静态型(static)、寄存器型(register)。
数据类型有:字符型(char),整型(int),长整型(long),浮点型(float),双精度型(double),还有二进制位型(bit),特殊功能寄存器型(sfr),SFR可位寻址的位类型(sbit)。
存储类型有:片内低128B RAM区(data)、片内可位寻址区(bdata),片内高128B RAM间接寻址区(idata),片外页RAM寻址区(pdata),片外64KB RAM 区(xdata)、程序ROM区(code)。
变量名由字母、数字和下划线组成,且第一个字符不能为数字。
C51语言比标准C语言多了存储类型,因为MCS-51单片机的存储结构中有四个物理存储空间(片内RAM、片内ROM,片外RAM,片外ROM),三个逻辑地址空间(片内RAM,片外RAM,ROM),而且有多种寻址方式(直接寻址、间接寻址、页面寻址、位寻址),所以在定义变量时,要根据其所在位置和寻址方式明确指定存储类型。
3.C51与汇编语言的特点各有哪些?怎样实现两者的优势互补?答: C51是结构化语言,代码紧凑,接近自然语言,程序可读性强,易于调试、维护,库函数丰富,编程工作量小,可使产品开发周期短,具有机器控制能力,功能很强,适合于嵌入式系统开发。
林立张俊亮版单片机原理及应用第三章答案
第三章习题1.MCS-51单片机有哪几种寻址方式?适用于什么地址空间?答: MCS-51单片机共有7种寻址方式:直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、变址寻址、位寻址和相对寻址。
直接寻址:操作数所在存储单元地址由指令直接给出,仅限于在片内RAM 中寻址。
寄存器寻址:指令中以通用寄存器的形式表示操作数。
通用寄存器这里特指:A、B、DPTR、R0-R7、CY。
操作数在编码指定的寄存器中,适用于片内00H 至1FH的32个字节,用R0,…,R7表示。
注意B寄存器仅在乘法和除法指令中属于寄存器寻址。
寄存器间接寻址:指令指出某一个寄存器的内容作为操作数地址,操作数地址在编码指定的寄存器中,适用于片内RAM的全部空间,它是一种二次寻找操作数地址的寻址方式。
立即寻址:操作数在指令中直接给出,并与操作码的机器码一起存放在程序存储器中,程序执行时可以立即得到,而不需要另外寻找。
适用于用8位二进制立即数对片内RAM所有地址单元赋值,也可用16位二进制立即数对DPTR赋值,有些编译器中也可用十进制表示。
变址寻址:以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,将基址寄存器与变址寄存器的内容相加形成操作数的实际地址的一种寻址方式,变址寻址方式适用于程序存储器ROM。
位寻址:指令中直接给出操作数所在单元的位地址,适用于片内RAM里的部分存储单元和某些特殊功能寄存器。
相对寻址:为相对转移指令而设,以PC内容为基址,指令中直接给出转移的相对偏移量,其转移目标只能形成-128至+127字节范围内的跳转。
2.MCS-51单片机的PSW程序状态字中无ZERO(零)标志位,怎样判断某内部数据单元的内容是否为零?答:由于MCS-51单片机的PSW程序状态字中无ZERO(零)标志位,无法直接进行判断,则需要将PSW中的数字编程送到A累加器中,如MOV A,PSW再判断A中的数字是否为零来确定其值是否为零。
3.编程将内部RAM的20H--30H单元内容清零。
单片机原理及应用林立版课后答案
单片机原理及应用林立版课后答案一、填空题(每空1分,计15分)1.单片微型计算机由CPU、存储器和( )三部分组成。
[填空题] *_________________________________(答案:I/O)2.MCS-51系统中,当信号有效时,表示从P0口稳定地送出了( )。
[填空题] *_________________________________(答案:低 8 位地址)3.晶振的频率为6MHz时,一个机器周期为( )μS。
[填空题] *_________________________________(答案:2)答案解析:当振荡频率是12MHz时,机器周期=12*1/12*10^6=1μS4.KeiL C51软件中,工程文件的扩展名是UV2,编译连接后生成可烧写的文件扩展名是( )。
[填空题] *_________________________________(答案:hex)5.MCS-51单片机有( )个并行输入/输出口。
[填空题] *_________________________________(答案:4)6.消除键盘抖动常用两种方法,一是采用( ) ,用基本RS触发器构成;二是采用( ),既测试有键输入时需延时10毫秒后再测试是否有键输入,此方法可判断是否有键抖动。
[填空题] *两个答案之间加;_________________________________(答案:硬件;软件)7.LED数码显示有( )和( )两种显示形式。
[填空题] *两个答案之间加;_________________________________(答案:静态;动态)8.数组的一个很重要的用途就是( )。
[填空题] *_________________________________(答案:查表)9.8051单片机有()个16位定时/计数器。
[填空题] *_________________________________(答案:2)10.中断源的允许是由()寄存器决定的,中断源的优先级别是由()寄存器决定的。
单片机原理及应用林立著实验报告模版五
中国石油大学(北京)
实
验
报
告
实验课程:单片机原理及应用
实验名称:实验五——电子秒表显示器
班级:机械05-2班学号:2005041220 姓名:马晓明总学时:48 教师:林立成绩:
实验日期:2008 年9 月10 日
一、实验目的
掌握定时/计数器的工作原理,熟悉定时/计数器中断法编程与调试内容。
二、实验内容
1、按照教材图A.62,绘制实验五电路原理图;
2、采用12MHz晶振,50ms T0定时方式1+中断(20次中断为1s)法编程;
3、实现如下功能:程序运行开始时先显示“00”,随后显示数值逐渐增大。
待计数到59后,自动从“00”开始。
3、观察仿真结果,完成实验报告。
三、实验要求
提交的实验报告中应包括:电路原理图,T0定时方式1中断原理阐述,源程序(含编程分析与源程序),运行效果图,实验小结。
提交实验报告的电子邮件主题及存盘文件名格式如,2005041220马晓明实验五。
1、电路原理图
2、T0定时方式1中断原理阐述
3、C51程序
4、仿真运行效果
5、实验小结。
单片机原理及应用——基于Proteus和Keil_C林立版课后习题答案
1.计算机体系结构:哈佛结构、冯诺依曼结构的区别?哈佛结构RAM和ROM分别编址,冯诺依曼结构RAM和ROM统一编址2.MSC-51单片机外部引脚的名称是什么?各有什么功能?答:(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚):+5V电源引脚VSS(20脚):接地引脚XTAL1(19脚);外接晶振引脚(内置放大器输入端)XTAL2(18脚):外接晶振引脚(内置放大器输出端)(2) 控制引脚RST/V PD(9)为复位/ 备用电源引脚ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29):输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31):外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0~P0.7(39~32脚)——P0口;P1.0~P1.7(1~8脚)——P1口;P2.0~P2.7(21~28脚)——P2口;P3.0~P3.7(10~17脚)——P3口。
3. AT89C51单片机的片内资源有哪些?其存储器结构如何?片内RAM可分成哪个三个区?各区的地址范围如何?其内部功能部件有:控制器:是对取自程序存储器中的指令进行译码,在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号,完成指令所规定的功能;运算器:根据控制器发来的信号,执行算术逻辑运算操作;存储器:包括程序存储和数据存储器;定时器计数器:2个16位定时器/计数器,可对机器周期计数,也可对外部输入脉冲计数;中断系统:可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求;输入输出接口:4个8位并行口和一个全双工串行口;其存储器结构属于哈佛结构,MCS-51可寻址空间是两个64KB,即64KB的程序存储空间和64KB的数据存储空间。
片内RAM可分成划分为三个部分:①作寄存器区(00H-1FH),四组②可位寻址区(20H-2FH)③用户RAM区(30H-7FH),80B7.程序状态字寄存器PSW各位的定义是什么?答:程序状态字寄存器PSW各位的定义如下:PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0PSW.7:进/借位标志CY,加法有进位时置1,减法有借位时置1;PSW.6:辅助进位标志AC,加法运算低四位向高上四位有进位时置1;PSW.5、PSW.1:用户标志位F0和用户标志位F1,保存用户的位数据;PSW.4、PSW.3:工作寄存器选择控制位RS1和RS0,00至11分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器PSW.2 :溢出标志位OV,有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于255即乘积在BA中,或除法运算除数为0)时置1PSW.0:奇偶标志位P,累加器A中1的个数为奇数时置1。
单片机原理及应用实验报告林立版
安徽理工大学《单片机原理及应用》实验报告**: **学号:2011305025班级:应用物理11-1指导教师:**日期:2014年5月4日实验1 计数显示器一、实验目的熟悉51单片机的基本输入输出应用,掌握Proteus模块的原理图绘图方法及单片机系统仿真运行方法二、实验原理由共阴极数码管LED1和LED2、P0口、P2口,上拉电阻RP1及Vcc组成的输出电路;由按钮开关BUT、P3.7和接地点组成的输入电路,该电路在编程软件的配合下,可实现计数显示功能:可统计按钮BUT的按压次数,并将按压结果以十进制数形式显示出来;当显示值达到99后可自动从1开始,无限循环。
三、实验内容(1)观察Proteus模块的软件结构,熟悉菜单栏、工具栏、对话框等基本单元功能(2)学会选择元件、画导线、修改属性等基本操作(3)学会可执行文件加载及程序仿真运行方法(4)验证计数显示器的功能四、实验要求提交实验报告并包括如下内容:电路原理图、电路原理分析、仿真运行截图及实验小结1.实验原理图2.仿真运行截图3.实验小结实验2 指示灯开关控制器一、实验目的学习51单片机I/O口基本输入输出功能,掌握汇编语言的编程与调试方法。
二、实验原理输入电路由外接在P1口的8只拨动开关组成;输出电路由外接在P2口的8只低电平驱动的发光二极管组成。
此外还包括时钟电路、复位电路和片选电路。
在编程软件的配合下,要求实现如下指示灯开关控制功能:程序启动后,8只发光二极管先整体闪烁3次(即亮,暗,亮,暗,亮,暗,间隔时间以肉眼观察到为准)然后根据开关状态控制对应发光二极管的亮灯状态,即开关闭合相应灯亮,开关断开相应灯灭,直到停止程序运行。
软件编程原理为:1、8只发光二极管整体闪烁三次亮灯:向P2口送人数值0;灭灯:向P2口送人数值0ffh;闪烁三次:循环三次;闪烁快慢:有软件延时时间决定。
2、根据开关状态控制灯亮或灯灭开关控制灯:将P1口状态送人P2口;无限持续:无条件循环;三、实验内容1、熟悉ISIS模块程序编辑,编译,测试过程;2、完成实验二程序的设计与编译;3、练习ISiS程序调试方法,并最终实现实验二的预期功能。
单片机原理及应用(林立_张俊亮版)课后习题答案-推荐下载
5.写出下列十进制数在 8 位微机中的原码,反码和补码形式。 (1)+36
原码 0010 0100B 反 0010 0100B 补码 0010 0100B (2)-36 原码 1010 0100B 反码 1101 1011B 补码 1101 1100B (3)+127 原码 0111 1111B 反码 0111 1111B 补码 0111 1111B (4)-128 原码 1000 0000B 反码 0111 1111B
主菜单栏包含文件、查看、编辑、工具、设计、图形、源文件、调试、库、 模板、系统、帮助选项。
9.利用 ISIS 模块开发单片机系统需要经过哪几个主要步骤? 答: (1)启动 ISIS; (2)绘制电路原理图;
3
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷,3各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
电子教案---单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C(第2版)[林立,张俊亮]第6章
第6章单片机的定时器/计数器
(2) 方式2
采用8位计数器,延时时间 t = (28-a)×12/fosc (微秒) → 12MHz时 的最大定时量为256s; 可自动重装载计数初值(TLx溢出后, THx数值可自动装入TLx); 因没有装载计数初值造成的定时延误,方式2定时精度相对较高。
第6章单片机的定时器/计数器
TFx (X = 0、1) Tx端
计数值N = (计数器满计数值 - 计数初值) = (2 n – a )
N与n、a两个因素有关
第6章单片机的定时器/计数器
6.1 定时/计数器的结构与工作原理
6.1.1 定时/计数器的基本原理
6.1.2 定时/计数器的结构 6.2 定时器的控制 6.3 定时/计数器的工作方式 6.4 定时/计数器的编程和应用
第6章单片机的定时器/计数器
6.1 定时/计数器的结构与工作原理
6.2 定时器/计数器的控制
6.3 定时/计数器的工作方式 6.4 定时/计数器的编程和应用
第6章单片机的定时器/计数器
T0工作 方式
M1 0 0 1 1
M0 0 1 0 1
工作方式 功能说明 0 1 2 3 13位定时/计数器 16位定时/计数器 8位自动重装定时/计数器 3种定时/计数器关系
第6章 单片机的定时器/计数器
6.1 定时/计数器的结构与工作原理 6.2 定时器的控制
6.3 定时/计数器的工作方式
6.4 定时/计数器的编程和应用
第6章单片机的定时器/计数器
6.1 定时/计数器的结构与工作原理
6.1.1 定时/计数器的基本原理
6.1.2 定时/计数器的结构 6.2 定时器的控制 6.3 定时/计数器的工作方式 6.4 定时/计数器的编程和应用
单片机原理及应用(林立-张俊亮版)课后习题答案---副本
单片机原理及应用(林立-张俊亮版)课后习题答案---副本第2章 MCS-51单片机结构及原理习题6.片内RAM中低128个单元划分为哪三个主要部分?各部分的主要功能是什么?答:片内RAM中低128个单元划分为三个部分:①工作寄存器区(00H-1FH),四组,每组8个,可作用工作寄存器切换使用;②可位寻址区(20H-2FH),16B,位地址为00H-7FH,用作为按位寻址的空间;③用户RAM区(30H-7FH),80B,用作普通RAM单元或堆栈。
7.程序状态字寄存器PSW各位的定义是什么?答:程序状态字寄存器PSW各位的定义如下:PSW.7:进/借位标志CY,加法有进位时置1,减法有借位时置1;PSW.6:辅助进位标志AC,加法运算低四位向高上四位有进位时置1;PSW.5、PSW.1:用户标志位F0和用户标志位F1,保存用户的位数据;PSW.4、PSW.3:工作寄存器选择控制位RS1和RS0,00至11分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器PSW.2 :溢出标志位OV,有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于255即乘积在BA中,或除法运算除数为0)时置1PSW.0:奇偶标志位P,累加器A中1的个数为奇数时置1。
8.什么是时钟周期?什么是机器周期?什么是指令周期?当振荡频率为12MHz 时,一个机器周期为多少微秒?答:时钟周期又叫振荡周期或拍,用P表示,是MCS-51单片机中最小的时间单位,在一个时钟周期内,CPU完成一个最基本的动作。
机器周期:由12个时钟周期构成,完成一个基本操作指令周期:是执行一条指令所需的时间,根据指令的复杂性,可由1~4个机器周期构成。
当振荡频率为12MHz时,一个机器周期为1微秒。
第4章单片机的C51语言习题1.C语言的优点是什么?C程序的主要结构特点是什么?答:C语言是一种高级语言,学习比低级容易,不需要具体组织、分配存储器资源和处理端口数据,可以直接驱动单片机的所有资源。
电子教案---单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C(第2版)[林立,张俊亮]第8章
第8章 单片机接口技术
8.1 单片机的系统总线 8.2 简单并行I/O口扩展
8.2.1 访问扩展端口的软件方法 8.2.2 简单并行输出接口的扩展 8.2.2 简单并行输入接口的扩展
8.3 8.4 8.5 8.6
可编程并行I/O口扩展 D/A转换与DAC0832应用 A/D转换与ADC0809应用 开关量功率驱动接口技术
8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
简单并行I/O口扩展 可编程并行I/O口扩展 D/A转换与DAC0832应用 A/D转换与ADC0809应用 开关量功率驱动接口技术
第8章 单片机接口技术
计算机系统是由众多功能部件组成
ROM RAM
控制总线 CB
CPU
数据总线 DB 地址总线 AB
T/C
……
为减少连接线,简化组成结构,可把具有共性的连线归并成 一组公共连线,即总线——传送信息的公共通道(BUS)。
//在片外RAM 0x1000处定义一个char型数组变量xram, 元素个数为0x80
第8章 单片机接口技术
8.1 单片机的系统总线 8.2 简单并行I/O口扩展
8.2.1 访问扩展端口的软件方法 8.2.2 简单并行输出接口的扩展 8.2.2 简单并行输入接口的扩展
8.3 8.4 8.5 8.6
第8章 单片机接口技术
(3)数据总线缓冲器:一个双向三 态8位驱动口,用于连接单片机的数 据总线,传送数据或控制字。 (4)读/写控制逻辑:电路接收CPU 送来的读、写命令和选口地址,用于 控制对8255A的读/写。
U2选通U3不选通的地址: 01xx xxxx xxxx xxxx(0x7fff)
U2不选通U3选通的地址: 10xx xxxx xxxx xxxx(0xbfff)
电子教案单片机原理及应用——基于proteus和keil c(第2版)[林立,张俊亮]第4章
第4章单片机的C51语言
变量名不得使用标准C语言和C51语言的关键字。
C51扩展的若干关键字一览表
第4章单片机的C51语言
数据结构定义举例
unsigned char data system_status = 0;
自动型
初值为零
变量名为system_status 位与片内RAM区 无符号字符型
//定义system_status为无符号字符型自动变量,该变量位于 data区中且初值为0。
【存储种类】 数据类型 【存储类型】 变量名
编译模式
SMALL系统
COMPACT系统 LARGE系统
第4章单片机的C51语言
【存储种类】 数据类型 【存储类型】 变量名
3种编译模式分别对应于3种缺省存储类型:
C51编译器可根据当前采取的编译模式自动认定默认的存 储类型 约定:若无特殊声明,一般均为“SMALL编译模式”
C51语言已成为51系列单片机程序开发的主流软件方法。
第4章单片机的C51语言
C51与标准C语言对比
相同之处: 语法规则、程序结构、编程方法
差异之处: 数据结构(数据类型、存储模式)、中断处理(第5章)、
端口扩展(第8章) 本章教学思路: ① 在标准C的基础上学习数据结构 (数据类型、存储模式) ② 掌握C51软件开发方法(Keil μVision3软件) ③ 在C51的基础上学习单片机I/O口应用(入门与进阶)
速度等场合,仍希望采用汇编程序。 ➢C51 编译器提供了与汇编语言程序的接口规则,可方便地
实现C51 与汇0编语言程序的相互调用。 ➢ 本节仅讨论在C51中调用汇编函数和在C51中嵌入汇编代
码两种方法。
第4章单片机的C51语言
单片机原理及应用林立 -回复
单片机原理及应用林立 -回复单片机(MCU)是一种微型计算机系统,其包含一个或多个处理器、存储器、输入/输出接口及其他组件集成于一片芯片之中。
单片机广泛应用于工业自动化、测控仪器、通讯设备、家电、汽车电子等领域。
本文将介绍单片机原理及应用。
一、单片机原理单片机有内部程序存储器(ROM)、随机存储器(RAM)和输入/输出(I/O)端口。
程序存储器中储存程序代码,RAM 用于储存数据和程序暂存。
I/O端口可用于连接外部设备实现输入与输出。
单片机按照内部结构可分为两类:基于Harvard结构和基于von Neumann结构。
基于Harvard结构的单片机拥有独立的程序存储器和数据存储器。
两者分别采用不同的总线,使CPU能够同时取指令和读/写数据。
这种结构具有高效率和可靠性,但也存在一些限制,比如内存空间相对较小,扩展性受限等。
基于von Neumann结构的单片机采用同一总线来存取程序和数据,更具灵活性和扩展性。
缺点是运行速度相对较慢。
现代单片机通常采用混合结构,即集成两种结构的优点。
二、单片机应用单片机广泛应用于各行业,本节只介绍其中的几个应用领域。
1. 工业自动化在工业自动化领域,单片机通常用于控制、监测、故障预警等方面。
单片机可根据设定的程序完成一系列操作,如传感器数据采集、指令执行、设备开关控制等。
这大大提高了生产效率和安全性。
2. 测控仪器在测控仪器领域,单片机可用于控制和监测仪器状态、采集和处理测量数据,如医疗设备、环境监测设备、天文望远镜等。
3. 通讯设备在通讯设备领域,单片机可用于控制、处理信号,如手机、无线电、卫星通讯等。
4. 汽车电子在汽车电子领域,单片机通常用于车载系统的控制和监测,如导航系统、安全系统、座椅控制系统等。
单片机还可以实现汽车的自动驾驶和智能交通系统。
总结本文介绍了单片机的原理及应用。
单片机是一种微型计算机系统,其包含一个或多个处理器、存储器、输入/输出接口及其他组件集成于一片芯片之中。
单片机原理及应用(林立、张俊亮)
1、单片机的中断源类型有几种?中断源的自然优先级别是何顺序?其中断向量各是多少?中断级别有几级?中断机制中用到那些寄存器?每个寄存器的作用如何?IE/IP的每一位代表什么含义?5种,优先级顺序INT0,T0,INT1,T1,TX/RX中断向量:0003H,000BH,0013H,001BH,0023H寄存器:TCON寄存器(定时控制寄存器)、SCON寄存器(串口控制寄存器)、IE寄存器(中断优先级控制寄存器)、IP寄存器(中断允许控制寄存器)2、单片机的每个引脚有什么作用?答:(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚):+5V电源引脚VSS(20脚):接地引脚XTAL1(19脚);外接晶振引脚(内置放大器输入端)XTAL2(18脚):外接晶振引脚(内置放大器输出端)(2) 控制引脚RST/V PD(9)为复位/ 备用电源引脚ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29):输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31):外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0~P0.7(39~32脚)——P0口;P1.0~P1.7(1~8脚)——P1口;P2.0~P2.7(21~28脚)——P2口;P3.0~P3.7(10~17脚)——P3口。
3、单片机的寻址方式有哪几种?掌握每一条指令中使用的寻址方式。
:MCS-51单片机有7种寻址方式:直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、变址寻址、位寻址、相对寻址。
直接寻址方式:操作数的地址由指令直接给出,适用于片内RAM的所有地址空间;如MOV A,68HMOV A,PSW寄存器寻址方式:指令给出的是寄存器的编码,操作数在编码指定的寄存器中,适用于片内00H至1FH的32个字节,用R0,…,R7表示,通过PSW的RS1和RS0选择组号确定对应32个字节中的其中8个,还有累加器A,以及乘除法指令中的A和B寄存器,位寻址方式中的布尔累加器C;MOV A,R1MUL ABINC DPTR寄存器间接寻址方式:指令给出的是寄存器的编码,操作数地址在编码指定的寄存器中,适用于片内RAM的全部空间,其中52系列中的80H至FFH只能用寄存器间接寻址;如MOV A,@R0MOV A,@R1MOVX A,@DPTR立即寻址方式:操作数本身在指令中直接,给出适用于用8位立即数对片内RAM所有地址单元赋值,也可用16位立即数对DPTR赋值;如MOV A,#0E2HMOV DPTR,#2000H变址寻址方式:以DPTR或PC作为基地址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,将基址寄存器与变址寄存器的内容相加形成操作数的实际地址的一种寻址方式,变址寻址方式适用于程序存储器ROM,仅有三条指令如下:MOVC A,@A+DPTRMOVC A,@A+PCJMP@A+DPTR位寻址方式:指令中直接给出操作数所在单元的位地址,适用于片内RAM中地址20H至2FH 中的16个字节中的128个位地址空间和80H至FFH中地址中可以被8整除的所有SFR中的每个位地址空间;如MOV C,7FHMOV F0,CMOV C,ACC.7相对寻址方式:为相对转移指令而设,指令中直接给出转移的相对偏移量,其转移目标在当前指令-128至+127字节范围内的地址空间。
单片机原理及应用(林立张俊亮版)课后习题答案
第一章习题1.什么是单片机?单片机和通用微机相比有何特点?答:单片机又称为单片微计算机,它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件(如中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等)全部集成在一个半导体芯片上。
虽然单片机只是一个芯片,但无论从组成还是从逻辑功能上来看,都具有微机系统的定义。
与通用的微型计算机相比,单片机体积小巧,可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心,是应用系统实现智能化。
2.单片机的发展有哪几个阶段?8位单片机会不会过时,为什么?答:单片机诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SOC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。
然而,由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机,因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。
目前,单片机正朝着高性能和多品种发展,但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要,可以肯定,以MCS-51系列为主的8位单片机,在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。
3.举例说明单片机的主要应用领域。
答:单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:智能仪器单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
林立、张俊亮编著的《单片机原理及应用单片机课程第3、4、5章(完成)
MATH等于03H LOUT为P1.0的位地址 下面程序段的起始地址 此不是伪指令,功能是“LOUT清零” 项或项表
程序结束
3.3 汇编语言的编程方法
3.3.1 Proteus仿真开发系统
自觉完成,不作具体要求!
3.3.2 汇编程序应用举例-1
1、指出下列程序代码的错误
MOV A, #1000HA
算术运算类指令的功能是对8位无符号数进行直接运算。 注意:1、ADDC是带进位的加法指令,SUBB是带借位的减法指令。
2、INC是操作数加1指令,DEC是操作数减1指令。 3、DA是十进制调整指令,调整的目的是解决0~9时的错误。 4、运算时要注意特殊寄存器PSW中的标志状态。 5、在以后的学习中加深理解并掌握。
传送 片外ROM:MOVX开头,使用间接寻址,常用于A与片外间传送数据。
片内/外RAM:MOVC开头,使用变址寻址,常用于查表,目的为A。
数据传送类 堆栈 压栈:PUSH开头 压和弹的操作数均为direct(8位地址)
弹出:POP开头
交换 XCH开头,用于数据进行字节或半字节交换(SWAP例外)。
注意:1、没有MOV Rn,Rn这样的指令,在这条指令中源操作 数只能是A、direct、#data。
这些符号在以后的学习中要加深理解,掌握每个符号的使用范围!
3.1.3 寻址方法
寻址就是寻找地址,寻址方式就是寻找地址的方式。 每条正确的代码对应了寻址方式。 在编程的过程中寻址方式存在于整个编程过程中。 汇编语言的寻址方式共7种,先要了解的是每种方式中的意义。
1、立即寻址:指令中直接给出操作数(#data或#data16)。 2、直接寻址:指令中直接给出操作数的地址(direct,8位)。 3、寄存器寻址:寄存器中的内容为操作数。 4、寄存器间接寻址:寄存器中的内容为操作数存储的地址(使用@符号)。 5、变址寻址:“@基址(A)+变址(PC/DPTR)”组成源操作数的新地址。 6、相对寻址:当前PC值与指令中操作数(rel)相加,构成新的PC值。 7、位寻址:对RAM中的位寻址区或其些特殊寄存器进行位操作(bit操作)。
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相关内容已学,其内容包含在如下课程中: 1、计算机基础;2、C语言;3、数字电路。
1.3 Proteus应用简介
1.3.1 ISIS模块应用举例
Proteus 是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真
软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC、AVR、ARM、8086和
学好这门课,前期要进行“大学计算机基 础”、“电子电路”、“C语言”等课程的学习 即可,学习难度不大,内容丰富,实践性很强, 是学生走入初会后展示自己能力的一门好课程。 本学期本课程的学习分为三个过程,即理论 学习、实验操作、课程设计,三个过程是一个完 整的体系,希望同学们认真对待,均衡发展,真 正体现教学大纲中的知识目标、能力目标、情感 目标。 在本学期日常管理中,坚持执行学校的各项 教学制度、规范政策、行为准则等要求,做好各 项原始记录,以学期为阶段平价学生。
1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介
1.1 单片机概述
1.1.1 单片机及其发展概况:
其结构特点是将微型计算机的基本功能部件全部集中在一块芯片上。 我国在20世纪80年代后开始广泛应用,随着计算机的发展,单片机系统的 地位在系统应用中的越来越高,随后有Z80、8031、8051、89C51等型号的单片机 出现。同时,一些简单的嵌入式系统开始出现并得到迅速发展(16位到32位)。
在教学内容上,有大量的解释和补充内容。 另外,还有课外的学习资料,要求同学们
1、上课时做好课堂笔记; 2、老师的全部资料,包括PPT教案全部可复制。 3、Preteus和Kell C请同学们早点上网下载,这 两个软件是本学期学习、实践的重要工具, 教材上有全面的使用方法,自学完成使用任 务没有一点问题。
P1.0~P1.7 用户I/O口 P3.0~P3.7 P0.1~P0.7 P2.0~P2.7 地址总线(AB) 锁存器
PSEN EA
控制总线(CB) ALE RST 数据总线(DB) P3口除了具有通用的I/O功能外, 还具有第二功能,第二功能主 要是完成特定的功能。
电 源
VCC
VSS
89C51
在CPU中,重点要掌握的部件有
1.2 单片机学习的预备知识
1.2.1 数制及其转换:N进制的数据,则逢N进一。 1.2.2 有符号数的表示方法:用符号表示正、负,在数据的高位用“0”表示数 据为“正”,在数据的高位用“1”表示数据为“负”。有符号数具有三种表示 方 法,即:原码、反码、补码;正数的原码、反码、补码都相同,负数的原码、反码、 补码则各不相同。 1.2.3 位(二进制中的一个位)、字节(8位组成)和字在MCS-51中由二个字节组成。 1.2.4 BCD码:十进制(0~9)的二进制代码(二——十进制)。 1.2.5 ASCII码:用来表示计算机中使用的字母、字符、特殊动作等,美国人发明。 用一个字节的长度表示一个ASCLL码,最高位为0,其他7位由“列数”+“行数”组 成。 1.2.6 基本逻辑门电路:实现逻辑关系的器件(典型的有与、或、非)。注意其特 点有:“与”全1为1;“或”有1出1;“非”输入与输出相反。
本章小结与习题 1、小结:掌握P15页中1、2、3所述中心思想,一定要自己独立思考。
2、习题:根据教材,认真回答P16页上1、2、3题。关于数与数的转换是 学习过的内容,自己课后练习。
2.1 MCS-51单片机的结构 2.2 MCS-51的存储器结构 2.3 单片机的复位、时钟与时序 2.4 并行I/O口 本章小结 习题
MSP430等,Proteus为您建立完整的电子设计开发环境。 ISIS是画仿真电路图,ARES是画电路板。下图为Proteus 8.0的截图。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
下张PPT是Proteus 7.6r的截图。
这是ISIS界面,主要工作是完成 电路图设计和电路仿真。
这是ARES界面,主要工 作是完成PCB图的设计。
这张PPT是Proteus 8.0的ISIS界面图。
参考教材介绍:
林立、张俊亮编著的《单片机原理及 应用——基于Proteus和Keil C第 2版电 子信息科学与工程类专业规划教材》以 MCS-51系列单片机89C51为例 介绍单片机 的工作原理、基本应用与开发技术。主要 内容包括单片机基础知 识、内外系统结 构、汇编与C51语言、中断与定时/计数 器、串口通信、系 统接口、应用系统设 计等。
1、控制器中 数据指针DPTR,在设计使用中用于指示片外地址,建立片内与片外的联系, 在工程设计中使用(汇编语言时)频率高。
2、运算器中
程序状态字寄存器PSW是一个8位专用寄存器,其主要功能是记录程序运行时 的状态,在8位寄存器中每个位置都有特定的含义,设计时可查询每个位的值了解 程序的运行状态,这点对程序的主,这点对程序的调试是非常有用的,要求掌握 每个位的功能含义。另外,在微处理器或其他微控制器中,“程序状态字寄存器 中”均有,只有名称不叫“PSW”罢了。
2.1 MCS-51单片机的结构
51系列CPU结构外形:双 列直插有40个引脚,主要的 有四个输入/输出双向口, 即P0~P3。其他的为控制或 功能引脚。 内部结构主要有下面 几个部分:从结构实体分 有运算器、寄存器、存储 器(ROM与RAM)、定时 器、串并行I/O口、中断源 等。
引脚与功能示意图
一般称其为CPU。在各行各业中广泛应用,特别是在自动控制应用方面突出。
1.1 单片机概述
1.1.3 单片机的发展趋势:
集成度更高,功能更强大 性能更高,总线由8位向32位发展,运行速度更快。 低功耗。 性价比更高。 向嵌入式系统、计算机网络发展。
1.1.4 MCS-51单片机的学习 :
本学期的学习重要任务。
1.1.2 单片机的特点和应用:
单片机具有五个方面的特点:集成度高、抗干扰能力强、可靠性高;开发性 好、开发周期短;功耗低;具有好的通用性和灵活性;具有好的性价比。 由CPU、存储器(ROM和RAM)、I/O口(并、串口)、功能器件、控制器 件和总线等集成在一块芯片上,构成典型的片上系统(或称为微控制器),人们