單片機(jī)簡答題

單片機(jī)簡答題單片機(jī)簡答題/NUMPAGES16單片機(jī)簡答題單片機(jī)簡答題1．何謂單片機(jī)？單片機(jī)與一般微型計(jì)算機(jī)相比，具有哪些特點(diǎn)？答：單片機(jī)是在一塊集成電路上把CPU、存儲器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及多種形式的I/O接口集成在一起而構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)。它與通用微型計(jì)算機(jī)相比，具有如下特點(diǎn)：單片機(jī)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是分工的，前者為ROM，后者為RAM；采用面向控制的指令系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)；多樣化的I/O接口，多功能的I/O引腳；產(chǎn)品系列齊全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)；功能是通用的，像一般微處理機(jī)那樣可廣泛地應(yīng)用在各個(gè)方面。2單片機(jī)主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？答：單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣泛，諸如智能化家用電器、儀器儀表、工業(yè)控制、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、智能機(jī)器人、電信及導(dǎo)航等方面。3在各種系列的單片機(jī)中，片內(nèi)ROM的配置有幾種形式？用戶應(yīng)根據(jù)什么原則來選用？答：各種類型的單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器的配置形式主要有以下幾種形式：掩膜（Msak）ROM型單片機(jī)：內(nèi)部具有工廠掩膜編程的ROM，ROM中的程序只能由單片機(jī)制造廠家用掩膜工藝固化，用戶不能修改ROM中的程序。例如：MCS—51系列的8051。掩膜ROM單片機(jī)適合于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。用戶可委托芯片生產(chǎn)廠家采用掩膜方法將程序制作在芯片的ROM。EPROM型單片機(jī)：內(nèi)部具有紫外線可擦除電可編程的只讀存儲器，用戶可以自行將程序?qū)懭氲叫酒瑑?nèi)部的EPROM中，也可以將EPROM中的信息全部擦除。擦去信息的芯片還可以再次寫入新的程序，允許反復(fù)改寫。例如：MCS—51系列的8751。EPROM型單片機(jī)使用比較方便，但價(jià)格較高，適合于研制產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)要求簡單的小批量產(chǎn)品。無ROM型單片機(jī)：內(nèi)部沒有程序存儲器，它必須連接程序存儲器才能組成完整的應(yīng)用系統(tǒng)。例如：MCS—51系列的8031。無ROM型單片機(jī)價(jià)格低廉，用戶可根據(jù)程序的大小來選擇外接程序存儲器的容量。這種單片機(jī)擴(kuò)展靈活，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。E2ROM型單片機(jī):內(nèi)部具有電可擦除叫可編程的程序存儲器,使用更為方便。例如：MCS—51的派生型89C51單片機(jī)。OTP(OneTimeProgrammable)ROM單片機(jī)：內(nèi)部具有一次可編程的程序存儲器，用戶可以在編程器上將程序?qū)懭肫瑑?nèi)程序存儲器中，程序?qū)懭牒蟛荒茉俑膶?。例如：NEC公司的μPD75P308GF—3B9。這種芯片的價(jià)格也較低。4．控制器的組成和作用 答：控制器：由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器等組成。用來協(xié)調(diào)指揮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。微型計(jì)算機(jī)組成答：微型計(jì)算機(jī)組成由微處理器（CPU）、存儲器、接口適配器（I＼O接口電路)及輸入/輸出設(shè)備組成。通過系統(tǒng)總線將它們連接起來，以完成某些特定的運(yùn)算與控制。6．什么叫尋址方式答： 尋址方式：尋址方式就是尋找指令中操作數(shù)或操作數(shù)所在地址的方式。也就是如何找到存放操作數(shù)的地址，把操作數(shù)提取出來的方法。什么叫堆棧：答：堆棧是在片內(nèi)RAM中專門開辟出來的一個(gè)區(qū)域，數(shù)據(jù)的存取是以"后進(jìn)先出"的結(jié)構(gòu)方式處理的。實(shí)質(zhì)上，堆棧就是一個(gè)按照"后進(jìn)先出"原則組織的一段內(nèi)存區(qū)域。8．什么是匯編語言？什么叫指令周期？答： 匯編：匯編語言源程序在交付計(jì)算機(jī)執(zhí)行之前，需要先翻譯成目標(biāo)程序，這個(gè)翻譯過程叫匯編。 指令周期：指執(zhí)行一條指令所占用的全部時(shí)間。通常一個(gè)指令周期含1~4個(gè)機(jī)器周期。9．什么是進(jìn)位和溢出答：兩數(shù)運(yùn)算的結(jié)果若沒有超出字長的表示范圍，則由此產(chǎn)生的進(jìn)位是自然進(jìn)位；若兩數(shù)的運(yùn)算結(jié)果超出了字長的表示范圍（即結(jié)果不合理），則稱為溢出。例如將正數(shù)3FH和負(fù)數(shù)D0H相加，其結(jié)果不會(huì)超出8位字長的表示范圍，所以其結(jié)果10FH中的進(jìn)位是正常進(jìn)位（也就是模）。但是，若正數(shù)3FH與正數(shù)70H相加，其結(jié)果為AFH，最高位為"1"，成了負(fù)數(shù)的含義，這就不合理了，這種情況稱為溢出。18051單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要邏輯功能部件？答：8051單片機(jī)是個(gè)完整的單片微型計(jì)算機(jī)。芯片內(nèi)部包括下列硬件資源：8位CPU；4KB的片內(nèi)程序存儲器ROM?？蓪ぶ?4KB程序存儲器和64KB外部數(shù)據(jù)存儲器；128B內(nèi)部 RAM；21個(gè) SFR；4個(gè)8位并行I/O口（共32位I/O線）；一個(gè)全雙工的異步串行口；兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級；內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。2EA/VPP引腳有何功用？8031的引腳應(yīng)如何處理？為什么？答：EA/VPP是雙功能引腳，功能如下：EA接高電平時(shí)，在低4KB程序地址空間（0000H~0FFFH），CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器的指令，當(dāng)程序地址超出低4KB空間（1000H~FFFFH）時(shí)，CPU將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲器的指令。EA接低電平時(shí)，CPU只能執(zhí)行外部程序存儲器的指令。8031單片機(jī)內(nèi)部無ROM，必須外接程序存儲器。因此，8031的EA引腳必須接低電平。在對8751單片機(jī)內(nèi)部的 EPROM編程時(shí)，此引腳VPP外接+12V電壓，用于固化EPROM程序。8051單片機(jī)存儲器的組織結(jié)構(gòu)是怎樣的？答：8051存儲器包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，從邏輯結(jié)構(gòu)上看，可以分為三個(gè)不同的空間：64KB的程序存儲器地址空間：0000H~FFFFH，其中0000H~0FFFH為片內(nèi)4KB的ROM地址空間，1000H~FFFFH為外部ROM地址空間；256B的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間，00H~FFH，分為兩大部分，其中00H~7FH（共128B單元）為內(nèi)部靜態(tài)RAM的地址空間，80H~FFH為特殊功能寄存器的地址空間，21個(gè)特殊功能寄存器離散地分布在這個(gè)區(qū)域；64KB的外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間：0000H~FFFFH，包括擴(kuò)展I/O地址空間。4．片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器分為哪幾個(gè)性質(zhì)和用途不同的區(qū)域？答：8051內(nèi)部128B的數(shù)據(jù)RAM區(qū)，包括有工作寄存器組區(qū)、可直接位尋址區(qū)和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。各區(qū)域的特性如下：00H~1FH為工作寄存器組區(qū)，共分4組，每組占用8個(gè)RAM字節(jié)單元，每個(gè)單元作為一個(gè)工作寄存器，每組的8個(gè)單元分別定義為8個(gè)工作寄存器R0~R7。當(dāng)前工作寄存器組的選擇是由程序狀態(tài)字PSW的RS1、RS0兩位來確定。如果實(shí)際應(yīng)用中并不需要使用工作寄存器或不需要使用4組工作寄存器，不使用的工作寄存器組的區(qū)域仍然可作為一般數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用，用直接尋址或用Ri的寄存器間接尋址來訪問。20H~2FH為可位尋址區(qū)域，這16個(gè)字節(jié)的每一位都有一個(gè)地址，編址為00H~7FH。當(dāng)然，位尋址區(qū)也可以用作字節(jié)尋址的一般數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。（3）30H~7FH為堆棧、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。5單片機(jī)有哪幾個(gè)特殊功能寄存器？各在單片機(jī)的哪些功能部件中？答：8051單片機(jī)內(nèi)部有21個(gè)特殊功能寄存器，在物理上是分散在片內(nèi)各功能部件中，在數(shù)學(xué)上把它們組織在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器地址空間80H~FFH中，以便能使用統(tǒng)一的直接尋址方式來訪問。這些特殊功能寄存器頒在以下各個(gè)功能部件中：CPU：ACC、B、PSW、SP、DPTR（由DPL和DPH兩個(gè)8位寄存器組成）；中斷系統(tǒng)：IP、IE；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：TMOD、TCOM、TL0、TH0、TL1、TH1；并行I/O口：P0、P1、P2、P3；串行口：SCON、SBUF、PCON。6PC是什么寄存器？是否屬于特殊功能寄存器？它有什么作用？答：PC是16位程序計(jì)數(shù)器（ProgramCounter），它不屬于特殊功能寄存器范疇，程序員不以像訪問特殊功能寄存器那樣來訪問PC。PC是專門用于在CPU取指令期間尋址程序存儲器。PC總是保存著下一條要執(zhí)行的指令的16位地址。通常程序是順序執(zhí)行的，在一般情況下，當(dāng)取出一個(gè)指令（更確切地說為一個(gè)指令字節(jié)）字節(jié)后，PC自動(dòng)加1。如果在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令、子程序調(diào)用/返回指令或中斷時(shí)，要把轉(zhuǎn)向的地址賦給PC。7DPTR是什么寄存器？它由哪些特殊功能寄存器組成？它的主要作用是什么？答：DPTR是16位數(shù)據(jù)指針寄存器，它由兩個(gè)8位特殊功能寄存器DPL（數(shù)據(jù)指針低8位）和DPH（數(shù)據(jù)指針高8位）組成，DPTR用于保存16位地址，作間址寄存器用，可尋址外部數(shù)據(jù)存儲器，也可尋址程序存儲器。1簡述MCS-51匯編語言指令格式。答：MCS-51匯編語言格式如下：[標(biāo)號：]操作碼助記符[操作數(shù)1][操作數(shù)2][操作數(shù)3][注釋]標(biāo)號是用戶定義的符號，其值代表這條指令的地址。操作碼助記符是指令系統(tǒng)規(guī)定的代表特定指令功能的英文縮寫符。每條指令都有操作碼記符。指令的操作數(shù)最多有3個(gè)，也有無操作數(shù)的指令。注釋字段是用戶對程序的說明，便于對程序的閱讀和理解。簡答2MCS-51指令系統(tǒng)主要有哪幾種尋址方式？試舉例說明。答：MCS-51指令操作數(shù)主要有以下7種尋址方式：尋址方式舉例立即尋址MOVA，#16直接尋址MOV20H，P1寄存器尋址MOVA，R0寄存器間接尋址MOVXA,@DPTR變址尋址MOVCA,@A+DPRT相對尋址SJMPLOOP位尋址ANLC，70H3對訪問內(nèi)部RAM和外部RAM，各應(yīng)采用哪些尋址方式？答：對內(nèi)部RAM的尋址方式有直接尋址、寄存器間接尋址和可對位尋址的位尋址。對外部RAM的尋址方式只能用寄存器R0/R1（8位地址）或DPTR（16位地址）間接尋址。4設(shè)內(nèi)部RAM（30H）=5AH，（5AH）=40H，（40H）=00H，端口P1=7FH，問執(zhí)行下列指令后，各有關(guān)存儲單元（即R0，R1，A，B，P1，30H，40H及5AH單元）的內(nèi)容如何？MOVR0,#30H;R0=30HMOVA,@R0;A=5AHMOVR1,A;R1=5AHMOVB,R1;B=5AHMOV@R1,P1;(5AH)=7FHMOVA,P1;A=7FHMOV40H,#20H;(40H)=20HMOV30H,40H;(30H)=20H解：每一條指令執(zhí)行后的結(jié)果如注釋字段所標(biāo)。最后結(jié)果為：R0=30H，R1=5AH，A=7FH，B=5AH，P1=7FH，（30H）=20H，（40H）=20H，（5AH）=7FH。5SJMP（短轉(zhuǎn)移）指令和AJMP（絕對轉(zhuǎn)移）指令的主要區(qū)別。前者提供了以SJMP的下一條指令的起始地址為中心的256字節(jié)范圍的轉(zhuǎn)移（-128～+127），后者的轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址必須在與AJMP的下一條指令的第一字節(jié)相同的2KB區(qū)的程序儲存器中。短轉(zhuǎn)移方便了可重定位編碼。SJMP方便了PC可重定位編碼，但轉(zhuǎn)移范圍小。而ASJMP轉(zhuǎn)移范圍大，但存在跳區(qū)的限制，AJMP指令只能位于2KB區(qū)的最后2個(gè)字節(jié)處時(shí)，才可跳到下一個(gè)區(qū)去。因此用AJMP指令來代替SJMP指令是有條件的，也就是目標(biāo)地址必須與它下面的指令存放地址在同一個(gè)2KB區(qū)域內(nèi)。18031的擴(kuò)展儲存器系統(tǒng)中，為什么P0口要接一個(gè)8位鎖存器，而P2口卻不接？答：這是因?yàn)镻0口是擴(kuò)展儲存器系統(tǒng)的多路低8位地址和數(shù)據(jù)總線，在訪問外部存儲器時(shí)，P0口分時(shí)用作輸出外部儲存器低8位地址和傳送數(shù)據(jù)，為了在整個(gè)訪問外部存儲器期間，對外部存儲器存在著有效的低8位地址信號，所以P0口需要外接一個(gè)地址鎖存器。ALE信號就是用來把P0口輸出的地址字節(jié)鎖存在這個(gè)外接的鎖存器中，再從鎖存器輸出外部存儲器的低8位地址。而P2口只用作擴(kuò)展存儲器系統(tǒng)的高8位地址線，并在整個(gè)訪問外部存儲器期間不變，所以不必外接地址鎖存器。2在8031擴(kuò)展系統(tǒng)中，外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用16位地址線和8位數(shù)據(jù)線，為什么兩個(gè)存儲空間不會(huì)發(fā)生沖突？答：這是因?yàn)橥獠砍绦虼鎯ζ骱屯獠繑?shù)據(jù)存儲器所使用的控制信號不同。對外部程序存儲器的選讀通是用PSEN控制線，而對外部數(shù)據(jù)存儲器的讀/寫控制是用RD和WR讀、寫控制線，所以不會(huì)發(fā)生地址沖突。38031單片機(jī)需要外接程序存儲器，實(shí)際上它還有多少條I/O線可以用？當(dāng)使用外部存儲器時(shí)，還剩下多少條I/O線可用？答：8031系統(tǒng)必須外接程序促成器，原則上說，P0和P2口要用作數(shù)據(jù)和地址總線，所以只有P1和P3口可用作I/O口，共16條I/O線。在使用外部存儲器時(shí)，除了占用P0和P2口外，還需要用P3口RD（P3.7）和WR（P3.6）兩條控制線，所以這種情況下就只剩下14條I/O線可用了。4試將8031單片機(jī)外接一片2716EPROM和一片6116RAM組成一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，請畫出硬件連線圖，并指出擴(kuò)展存儲器的地址范圍。答：2716是2K×8位的EPROM，6116是2K×8位的靜態(tài)RAM，兩者都僅需要1