51單片機(jī)原理及應(yīng)用

1、1-6MCS-51單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要功能部件？它們的作用是什么？答：MCS-51單片機(jī)在一塊芯片中集成了 CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器、多功能I/O 口 和中斷控制等基本功能部件。單片機(jī)的核心部分是CPU，CPU是單片機(jī)的大腦和心臟。程序存儲器用于存放編好的程序或表格常數(shù)。數(shù)據(jù)存儲器用于存放中間運(yùn)算結(jié)果、數(shù)據(jù) 暫存和緩沖、標(biāo)志位等。定時/計數(shù)器實(shí)質(zhì)上是加法計數(shù)器，當(dāng)它對具有固定時間間隔的內(nèi)部機(jī)器周期進(jìn)行計數(shù)時 ，它是定時器；當(dāng)它對外部事件進(jìn)行計數(shù)時，它是計數(shù)器。I/O接口的主要功能包括：緩沖與鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格式轉(zhuǎn)換、傳遞狀態(tài)（外 設(shè)狀態(tài)）和發(fā)布命令等。中斷控制可以解決CP

2、U與外設(shè)之間速度匹配的問題，使單片機(jī)可以及時處理系統(tǒng)中許 多隨機(jī)的參數(shù)和信息，同時，它也提高了其處理故障與應(yīng)變能力的能力。1.4MCS-51單片機(jī)的EA、ALE和PSEN端的功能是什么？答：ALEALE為地址鎖存允許信號，在訪問外部存儲器時，ALE用來鎖存P0送出的低 8位地址信號。PSEN 外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)訪問外部ROM時，PSEN產(chǎn)生負(fù)脈沖作 為外部ROM的選通信號；在訪問外部RAM或片內(nèi)ROM時，不會產(chǎn)生有效的PSEN信 號。PSEN可驅(qū)動8個LSTTL門輸入端。EA 訪問外部程序存儲器控制信號。對8051和8751，它們的片內(nèi)有4KB的程序存 儲器。當(dāng)EA為高電平時，CP

3、U訪問程序存儲器有兩種情況：一是訪問的地址空間在0 4K范圍內(nèi)，CPU訪問片內(nèi)程序存儲器；二是訪問的地址超出4K時，CPU將自動執(zhí) 行外部程序存儲器的程序。對于8031，EA必須接地，只能訪問外部ROM。1.10MCS-51單片機(jī)的P3 口具有哪些功能？答：P3 口是雙功能口，除了作為準(zhǔn)雙向通用I/O 口使用外，每一根口線還具有第二種功能 ，P3 口的各位如不設(shè)定為第二功能則自動處于第一功能。P3的第二功能涉及到串行口 、外部中斷、定時器，與特殊功能寄存器有關(guān)。89C51單片機(jī)有幾個中斷源？它們的中斷標(biāo)志位分別是什么？這些中斷標(biāo)志位是如何產(chǎn)生的？又是如何清“0的？答：5個外部中斷0： IE0,

4、開放中斷后，當(dāng)INT0引腳有下降沿或者低電平時產(chǎn)生，響應(yīng)中斷后自然清0 定時器0： TF0外部中斷1:IE1開放中斷后，當(dāng)INT1引腳有下降沿或者低電平時產(chǎn)生，響應(yīng)中斷 后自然清0定時器1： TF1開放中斷后，當(dāng)定時或計數(shù)時間到產(chǎn)生，響應(yīng)中斷后自然清0.另外如果不開放中 斷，采用軟件判斷時，需要軟件清0.串口： RI/TI ,通信開始后當(dāng)接收完或者發(fā)送完一幀后產(chǎn)生，響應(yīng)中斷后需要軟件清06.8 （參考）如果采用晶振的頻率為3MHz，定時/計數(shù)器工作方式0、1、2下， 其最大的定時時間 為多少？答：內(nèi)部定時脈沖周期=機(jī)器周期=12/3Mhz=4us工作方式0： Tmax=8192*4us=32.

5、768ms工作方式1： Tmax=65536*4us=262.144ms工作方式 2：Tmax=256*4us=1.024ms6.9定時/計數(shù)器用作定時器時，其計數(shù)脈沖由誰提供？定時時間與哪些因素有關(guān)答：其計數(shù)脈沖由單片機(jī)振蕩脈沖12分頻輸出的機(jī)器周期脈沖提供，定時時間與工作方式 、晶振頻率和預(yù)置數(shù)等因素有關(guān)。6.11定時/計數(shù)器的工作方式2有什么特點(diǎn)？適用于哪些應(yīng)用場合？答：工作方式2具有初值自動重新加載和循環(huán)工作的特點(diǎn)，適用于產(chǎn)生固定脈寬的脈沖信號 ，和作為串行口波特率發(fā)生器使用。6.12一個定時器的定時時間有限，如何實(shí)現(xiàn)兩個定時器的串行定時，來實(shí)現(xiàn)較長時間的定 時？答：方法一：讓一個定時

6、器先定時，溢出后，再啟動另一個定時器定時；方法二：在第一個中斷處理子程序中加入計數(shù)器，計數(shù)器滿后，就去啟動另一個定時器 定時，把要處理的事件放第二個中斷處理子程序中。7.9簡述串行口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的過程。答：MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個全雙工的異步串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（SBUF ），這兩個在物理上獨(dú)立的接收發(fā)送器，既可以接收數(shù)據(jù)，也可以發(fā)送數(shù)據(jù)，串行口發(fā) 送的過程是：先從累加器A中讀入8位數(shù)據(jù)到SBUF，隨后在串行口有硬件自動加入起 始位和停止位，構(gòu)成一個完整的幀格式，然后在移位脈沖的控制下，由TXD端串行輸 出，一個字符幀發(fā)送完后，使TXD輸出線維持在1狀態(tài)下，并將SCON寄存

7、器的TI 置1，通知CPU可以發(fā)送下一個字符幀。串行口接收的過程是：SCON的REN位應(yīng)處 于允許接收狀態(tài)（REN=1），在此前提下，串行口采樣RXD端，當(dāng)采樣到從1向0的狀 態(tài)跳變時，就認(rèn)定是接收到起始位，隨后在移位脈沖的控制下，把通過位采樣脈沖接收 到的數(shù)據(jù)位移入接收寄存器中，直到停止位到來之后把停止位送入RB8中，并置位中 斷標(biāo)志位RI，通知CPU從SBUF取走接收到的一個字符。7.8為什么定時/計數(shù)器T1用做串行口波特率發(fā)生器時，應(yīng)采用方式2?若已知時鐘 頻率、通信波特率，如何計算其初值？答：因為方式2是有自動重裝載計數(shù)值的功能，從而可以產(chǎn)生精確的波特率。串行工作方 式0和方式2波特率

8、是固定的，所以不用設(shè)初值；串行工作方式1和方式3時：波特率：BR = (2SMODXTd)/32溢出一次的時間：1/ Td = (256-TH1)*12/ fosc溢出率：Td = fosc/12x(256-TH1)初值：TH1 = 256- fosc/ (12* Td)10.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中為什么要進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展？答：8031、8032等單片機(jī)不提供用戶程序存儲器，必須進(jìn)行程序存儲器的擴(kuò)展，以存放 控制程序、數(shù)據(jù)表格等；8751等單片機(jī)雖然向用戶提供EPROM程序存儲器，但程序存儲 器空間容量不大，程序存儲空間不足時，還必須擴(kuò)展外部程序存儲器。MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部通常有128B至256

9、B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器，用于一般的控制及運(yùn) 算是足夠的，但若用于數(shù)據(jù)存儲，其容量是不足的，在這種情況下，必須擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲 器。MCS-51系列單片機(jī)對外提供32條I/O 口線，但其P0 口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口，P2 口用 于提供高8位地址，而其P3 口具有第二功能，若擴(kuò)展了程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器，單 片機(jī)的I/O 口往往也不夠用，有時必須進(jìn)行I/O 口的擴(kuò)展。應(yīng)用系統(tǒng)中有時還涉及到數(shù)據(jù)的輸入、輸出、人機(jī)交互信息等接口問題，必須進(jìn)行有關(guān) 接口電路擴(kuò)展。11.1A/D及D/A轉(zhuǎn)換的含義是什么？答：A/D轉(zhuǎn)換是指將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，主要用于微機(jī)控制系統(tǒng)的模擬信號數(shù)據(jù)采集14轉(zhuǎn)換是指將考字信號轉(zhuǎn)換為

10、模擬信號，主要用于恢復(fù)模擬信號或進(jìn)行模擬控制。DAC0832器件有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？其含義是什么？答：DAC0832是將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號的器件。它的主要技術(shù)指標(biāo)及含義如下：分辨率：8位，可以將8位數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量；建立時間：1RS，即從數(shù)字量寫入8位DAC寄存器到產(chǎn)生與輸入數(shù)字量對應(yīng)的模擬量輸 出的時間；輸入信號：與TTL電平兼容的二進(jìn)制信號；輸出信號：與輸入二進(jìn)制信號對應(yīng)的電流信號；電源：單一+5V電源；11.6 （參考）ADC0809器件有哪些主要技術(shù)指標(biāo)？其含義是什么？答：ADC0809是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的AD器件，它的主要技術(shù)指標(biāo)及含義如下：分辨率：8位，可以將輸入模擬量轉(zhuǎn)換為與之對應(yīng)的8位數(shù)字量；信號輸入范圍：0-5V；轉(zhuǎn)換時間：即完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間，與外加時鐘信號頻率有關(guān)，外部時鐘信號為500KHz時轉(zhuǎn)換時間為128rS ；輸出信號：與輸入模擬信號對應(yīng)的8位二進(jìn)制數(shù)字量，信號電平與TTL電平兼容；電源：單一+5V電源；12.3說明I2C總線主機(jī)從機(jī)數(shù)據(jù)傳輸過程。答：I2C總線數(shù)據(jù)傳輸過程如下圖所示。一次信息傳輸過程傳輸?shù)男畔?部分：（1）起始位：表示信息傳輸開始；（2）目標(biāo)地址：7位，被尋址的設(shè)備的地址；（3）操作性質(zhì)：即讀寫控制位，1位，該位為1表示主控設(shè)備進(jìn)行讀操作，為0進(jìn)表示 主控設(shè)備進(jìn)行寫操作；（