单片机复习知识点 本科.docx
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单片机复习知识点本科
单片机复习知识点
一、理论知识
1.二进制与十进制、十六进制的转换(要求会计算)例如11011001转化十进制是多少?
2.AT89S51具有如下特点:
40个引脚,4kBytesFlash片内程序存储器,128bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,1个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。
3.AT89S51特殊功能寄存器作用
(1)PSW:
程序状态字用于寄存指令执行的状态信息,计算结果查询,硬件设置
(2)PC:
程序计数器,PC用于存放下一指令将要执行的指令地址,是一个16位专用寄存器,复位结束后变成0000H。
(3)ALE:
地址锁存允许信号,ALE用来锁存P0送出的低8位地址信号。
(4)/PSEN:
外部程序存储器的读选通信号,低电平有效。
(5)/EA:
访问外部程序存储器控制信号。
/EA=1,看PC<0FFFH,在地址范围内读片内,超出地址范围,自动转向读片外。
/EA=0,只读取片外程序存储器。
4.单片机的时序
时钟电路为单片机的工作提供了基本的时序。
时钟周期:
也称振荡周期,定义为时钟频率的倒数,也就是外接晶振频率的倒数,是单片机中最基本、最小的时间单位。
机器周期:
单片机的基本操作周期,在一个操作周期内,单片机完成一项基本操作,它由12个时钟周期组成。
因此,外接12MHz晶振的单片机的机器周期为1微秒(1μS)。
5.单片机的复位条件是什么,复位后的I/O口状态是什么?
单片机的复位条件是持续两个机器周期以上的高电平,复位后的所有I/O口为高电平。
如果晶振频率为12MHz,复位条件应为2μS(微妙)以上的高电平。
6.单片机最小系统的组成:
单片机最小系统由工作电源电路、时钟电路和复位电路三部分组成,它为单片机的工作提供最基本的硬件条件。
最小系统原理图如下:
7.单片机的I/O口配置
(1)AT89S51单片机有40个引脚,4组8位并行I/O口,分别为P0、P1、P2和P3。
其中P1、P2和P3作为输入I/O口使用时,要先向该口进行写1操作。
51单片机的I/O口高电平
(1)输出5V,低电平(0)输出0V。
(2)AT89S51单片机中即做数据总线又做地址总线的I/O口是P0口,需要加上拉电阻才能正常做I/O口使用。
(3)P3口:
P3口的每根口线都有其独立定义的第二功能。
8.C51编程中常用的数据类型及其数据表示范围
(1)C51编程语言与C语言所定义的所有数据类型不一样,C51特别定义了sbit,bit这样的数据类型。
在数前面加上“0x”,表示该数为十六进制数。
在51单片机中,一个字节有8个位
(2)正确引用数组的元素
例如:
定义数组a[10]={4,5,7,8},则a[0]=(),a[2]=(),a[8]=()。
(3)循环结构for循环,注意循环次数的定义
for(i=0;i (4)正确使用算数运算符,逻辑运算符,混合运算符的表达式运算,赋值运算符和比较运算符的区别。 9.数码管的结构分类和显示控制方式 数码管按内部结构不同可分为共阳极和共阴极两种,其中,共阳极的公共端接高电平,共阴极的公共端接低电平。 (注意编程的时候位选信号) 数码管显示的控制方式分为: 静态显示和动态显示,其中动态显示需要实时刷新才能获得稳定的显示效果,刷新周期小于3ms。 10.独立式按键和矩阵式键盘 非编码式键盘根据连接方式不同又可以分为独立式按键和矩阵式键盘。 独立式按键: 硬件连接采用一线一键的方式,口线利用率低,常用作按键较少的场合。 矩阵式键盘: 口线按矩阵排列,按键连接在行列的交叉点上,口线利用率高,常用在按键较多的场合。 由16个按键组成的矩阵键盘最少需要与8个单片机引脚连接。 根据有图,会写出矩阵键盘值某个按键按下键值。 11.按键消抖的方法 为确保按键操作的正常,在使用按键时要进行按键消抖处理,常用的方法有: 硬件消抖和软件延时消抖。 软件延时消抖是执行10ms左右的延时子程序。 按键软件消抖流程图如下: 12.AT89S51单片机中断系统的基本知识 (1)引起单片机中断的根源称为中断源,AT89S51共有5个中断源,2个优先级, 中断优先级通过IP寄存器设置。 中断相应的原则: 同时收到多个中断,先响应高优先级,后响应低优先级中断申请;若正在进行中断服务,则能被较高级别的中断,不能被同级别或低级别的中断;对于同级的中断请求,响应顺序取决于内部硬件查询顺序。 (2)中断允许控制寄存器IE各位的作用如下: EA: 全局中断允许位。 EA=0,禁止一切中断;EA=1,则每个中断源允许还是禁止分别由各自的允许位确定。 ES: 串行口中断允许位。 ES=0,禁止串行口中断;ES=1,允许串行口中断。 ET1: 定时器1中断允许位。 ET1=0,禁止定时器1中断;ET1=1,允许定时器1中断。 EX1: 外部中断1中断允许位。 EX1=0,禁止外部中断1中断;EX1=1,允许外部中断1中断。 ET0: 定时器0中断允许位。 ET0=0,禁止定时器0中断;ET0=1,允许定时器0中断。 EX0: 外部中断0中断允许位。 EX0=0,禁止外部中断0中断;EX0=1,允许外部中断0中断。 (3)外部中断有低电平触发和下降沿触发两种方式。 通过定时器控制寄存器TCON中的IT0、IT1来选择和设定。 IT1为1INT中断触发方式控制位,当IT1=0,外部中断1控制为电平触发方式。 当IT1=1,外部中断1控制为下降沿触发方式。 当外部中断请求的信号方式为脉冲方式时,要求中断请求信号的高电平状态和低电平状态都应至少维持1个机器周期。 (4)中断响应是有条件的,并不是查询到的所有中断请求都能被立即响应 1 当前指令执行完毕 2 中断是开放的 3 必须有RETI指令 13.51系列单片机定时/计数器的基本知识 (1)51系列单片机有2个16位定时/计数器,由THx和TLx两个8位寄存器组成,可以工作在定时状态或计数状态,每来一个脉冲则定时器/计数器的当前值加1,直到溢出,则将TF0/TF1置一的同时将当前值清零。 定时状态: 以单片机的机器周期为计数脉冲; 计数状态: 以单片机P3.4(T0)、P3.5(T1)引脚输入的外部时钟计数脉冲。 (2)定时器工作模式寄存器TMOD (3)定时器/计数器工作方式 定时器/计数器工作方式的控制由特殊功能寄存器TMOD实现,共有4种工作方式,由TMOD中M1M0状态决定,其中以方式1和方式2最常用。 方式1: 没有初值自动重装功能的16位定时计数器,此时最大计数值为65536。 方式2: 具有初值自动重装功能的8位定时计数器,此时最大计数值为256。 其中定时器1的方式2常用作串口的波特率发生器。 (4)定时器初值的计算 令N=定时时长/机器周,若外部晶振频率为12MHz,则方式1下定时20ms,N=20000,若定时50ms,则N=50000,若晶振频率变了,N就不同,应会计算。 N=t/T 方式1: THx=(65536-N)/256 TLx=(65536-N)%256 方式2: THx=(256-N)%256 TLx=(256-N)%256 例如: AT89S51具有2个定时器,其中定时器T0具有4种工作方式,若设置定时器T0为工作方式2,100us进一次中断(晶振为12MHz),则TH0=()。 14.通信的基本知识 (1)通信有串行和并行两种。 并行通信控制简单、传输速度快,但长距传输的成本高,常用于高速的短距通信;串行通信传输线少,适合于长距通信,但数据的传送控制较复杂。 单片机和电脑之间采用串行通信的通信方式,串行通信有三种制式: 单工、半双工和全双工。 (2)单片机串口的工作方式 51单片机的串口有4种工作方式,通过串口控制寄存器SCON中的SM1、SM0来管理。 方式0: 同步移位寄存器方式 方式1: 波特率可调的10位异步收发 方式2: 波特率固定的11位异步收发(一般用于多机通信) 方式3: 波特率可调的11位异步收发 串口通信时,串口工作方式1、3对应的波特率由定时器T1工作方式2确定。 溢出率由T1决定;常用的晶振频率为11.0592MHz,设置波特率9600bit/s。 单片机串行通信时,数据发送或接受前必须用软件将TI或RI清零。 (3)方式1发送数据 51单片机串口工作方式1的数据帧格式为1起始位,8数据位,1停止位。 数据位发送为逆序发送,先发低位,再发高位。 01110101 举例: 画出串口发送0x75的数据帧发送格式。 15.A/D和D/A基本知识: (1)A/D的功能: 将传感器输出的模拟电信号转换成能够被CPU处理的数字电信号,即能够将模拟量转换为数字量。 (2)简述单片机系统中常用ADC的类型及主要技术指标。 单片机系统中常用ADC的类型包括逐次逼近式转换器、双积分式转换器、∑-△式A/D转换器。 ADC主要技术指标包括: 分辨率、转换时间(或转换速率)、转换精度。 (3)D/A的功能: 将CPU输出的数字电信号转换成执行机构能够识别的模拟电信号,即能够将数字量转换为模拟量。 D/A转换器的主要用途是波形发生器。 (4)选择D/A性能指标, (1)分辨率 (2)建立时间(3)转换精度,分辨率和位数有关DAC0832转换精度8位,分辨率是 ,允许DAC0832工作的语句是ILE=1,CS=0;WR1=0; (5)计算DAC为二进制12位,满量程输出电压为5V,试问它的分辨率是多少? 5/212=1.22mv 若单片机发送给8位D/A转换器DAC0832的数字量为55H,基准电压为5V,则D/A转换器的输出电压约为()V。 15.系统并行与串行扩展基本知识: 系统并行扩展: 程序存储器数据存储器I/O接口 74LS138: 3-8译码器,74LS139: 2-4译码器,扩展I/O口进行地址空间分配(P239页) 74LS573: 74LS373,74HC573做外部地址锁存器,实现I/O口的复用(P241页) 74LS164: 并行输出 74LS165: 并行输入 串行扩展: 单总线I2CSPISCI,UART,CAN等 单总线: DS18B20: DQ线DS18B20的对温度的转换时间与分辨率有关(P268页) I2C: 由数据线SDA和时钟线SCL两条线构成通信线路。 时序可由软件模拟出来。 SPI: 时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)、片选 。 单片机通过SPI串行口扩展单个SPI器件时,外围器件的片选端 可以通过I/O口控制,也可以接地。 (P272页) 二、实验操作知识点 1.C语言中注释的表示方法有哪些? 它们有何区别? C语言注释的表示方法为“//”或“/**/”。 前者是单行注释,后者是多行注释,成对出现。 2.C51编程的主函数名是什么? 中断函数名的格式是什么? C51编程的主函数名是main() void函数名()interruptn其中n为中断类型号 3.C51程序编译完成后,生成十六进制可执行文件的后缀名是什么? 源程序文件后缀名是什么? C51编译完成后生成的十六进制可执行文件的后缀名是.hex源程序文件后缀名是.C。 4.能够写出共阴或共阳8段数码管的字形码 包含0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、D、E、F、P、H、的字形码。 共阴极数码管是所有阴极连接在一起作为公共端接地,共阳极数码管是所有阳极连接在一起作为公共端接电源。 5.编写1ms软件延时程序: (要求会灵活修改延时时间以及带参数延时函数编写) 1ms延时程序为: voiddelayms() { uinti,j; for(i=1;i>0;i--) for(j=110;j>0;j--); } 6.写出定时器T1工作方式1延时1s的初始化程序以及中断服务子程序。 (晶振12MHZ) 初始化程序: TMOD=0X10; TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; EA=1; ET1=1; TR1=1; voidT1-time()interrupt3 { TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; } 7.AT89S51单片机和PC机进行单机串口通信,单片机接收PC发来数据,波特率9600bit/s,工作在串行口方式1,请写出串口通信初始化程序。 (T1方式2) TMOD=0X20; TH1=0XFD; TL1=0XFD; SCON=0X50; TR1=1; 8.已知P1口如图所示接了2个发光二极管LED1和LED2,编程实现如下功能(晶振12MHz): (1)用for循环结构编写软件延时子程序,无返回值,参数为延时毫秒数。 (2)利用上述延时函数,使发光二极管(八个灯)间隔500ms,由低位到高位循环点亮。 (3)利用上述延时函数,使LED1间隔500ms闪烁3次后熄灭,其后LED2间隔1s闪烁。 (4)若增加按键key1,key2,实现key1控制8个发光二极管以200ms间隔闪烁,key2按键控制停止闪烁。 9.P1口8位连接8个灯,利用定时器,使P1.0口的LED以1S的间隔闪烁,并用key1(P3.4)启动闪烁、key2(P3.5)停止闪烁。 10.两位数码管段选线连接单片机P0口,位选线分别连接单片机P2.0、P2.1,按键1连接单片机P2.3;要求实现数码管0-59S计时,按按键1启动计时,再按一次按键1停止计时。 (采用定时器T0方式1计时,晶振12MHZ)
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