单片机基础复习市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx
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1、微机与单片机原理及应用微机与单片机原理及应用 谢谢 云云南京理工大学紫金学院南京理工大学紫金学院第第1页页认证考试单片机知识题型综合知识 是非题 选择题 填空题 简答题 综合题实操部分 程序阅读题第第2页页往届认证考试单片机知识点微型计算机组成微型计算机软件存放器知识串行通信(接口)51单片机硬件之内部结构51单片机引脚及功效51单片机硬件之I/O口51单片机硬件之CPU时序51单片机软件之汇编51单片机软件之C语言51单片机接口技术之A/D、D/A第第3页页微型计算机组成计算机硬件:由运算器、控制器、存放器、输入设备和输出设备五大部分组成。运算器、控制器、存放器三部分称为计算机主机,而输入设
2、备和输出设备则称为计算机外设。运算器、控制器是计算机进行信息处理关键部件,合称为中央处理器CPU(Central Process Unit)。第第4页页微型计算机组成通常微机采取三总线结构,即数据总线(Data Bus,DB)传送数据信息,地址总线(Address Bus,AB)传送地址信息,控制总线(Control Bus,CB)传送控制信息。第第5页页微型计算机组成真题:5、计算机系统应包含 (硬件系统 )、(软件系统 )两大部分。()计算机系统中,字节长为位二进制,而字长则可认为位、位、位、位等。(C)所谓32位计算机是指:A 地址线为32根 B 数据线为32根C CPU能同时处理32位
3、二进制数 D 有32个存放器4.计算机基本组成部分及其各自作用。第第6页页微型计算机软件软件软件是使用和管理计算机各种程序是使用和管理计算机各种程序(Program),而程序是由一,而程序是由一条条指令条条指令(Instruction)组成。组成。1指令指令指令指令是是指控制计算机进行各种操作命令指控制计算机进行各种操作命令。指令主要由操作码和操作数两大部分组成。操作码表示该指令指令主要由操作码和操作数两大部分组成。操作码表示该指令执行何种操作,操作数表示参加运算数据或数据所在存放器单执行何种操作,操作数表示参加运算数据或数据所在存放器单元地址元地址。第第7页页2 2程序程序为了计算一个数学式
4、,或者要控制一个生产过程,需要事先制为了计算一个数学式,或者要控制一个生产过程,需要事先制订计算机计算步骤或操作步骤。计算步骤或操作步骤是由一条订计算机计算步骤或操作步骤。计算步骤或操作步骤是由一条条指令来实现。这种一系列指令有序集合称为程序。条指令来实现。这种一系列指令有序集合称为程序。3 3编程语言编程语言编制程序能够采取程序设计语言分为三类:机器语言、汇编语编制程序能够采取程序设计语言分为三类:机器语言、汇编语言和高级语言。言和高级语言。微型计算机软件第第8页页汇编语言汇编语言 汇编指令:用助记符汇编指令:用助记符(通常是指令功效英文缩写通常是指令功效英文缩写)表示操作码,表示操作码,用
5、字符用字符(字母、数字、符号字母、数字、符号)表示操作数指令。表示操作数指令。用汇编指令编制程序称为汇编语言程序。用汇编指令编制程序称为汇编语言程序。特点:占用存放器单元较少、执行速度较快、能够准确掌握特点:占用存放器单元较少、执行速度较快、能够准确掌握执行时间,可实现精细控制,所以尤其适合用于实时控制。执行时间,可实现精细控制,所以尤其适合用于实时控制。但,汇编语言是面向机器语言,各种计算机汇编语言是不一样,但,汇编语言是面向机器语言,各种计算机汇编语言是不一样,必须对所用机器结构、原理和指令系统比较清楚才能编写出汇必须对所用机器结构、原理和指令系统比较清楚才能编写出汇编语言程序,而且不能通
6、用于其它机器。编语言程序,而且不能通用于其它机器。高级语言高级语言高级语言是面向过程语言,惯用高级语言有高级语言是面向过程语言,惯用高级语言有BASIC,FORTRAN,PASCAL,C等等。等等。第第9页页特点:用高级语言编写程序时主要着眼于算法,而无须了解计特点:用高级语言编写程序时主要着眼于算法,而无须了解计算机硬件结构和指令系统,所以易学易用。适合用于科学计算、算机硬件结构和指令系统,所以易学易用。适合用于科学计算、数据处理等方面。数据处理等方面。高级语言是独立于机器,同一个程序可在其它机器中使用。高级语言是独立于机器,同一个程序可在其它机器中使用。机器语言机器语言 计算机中只能存放和
7、处理二进制数据,所以,不论汇编语言程序计算机中只能存放和处理二进制数据,所以,不论汇编语言程序还是高级语言程序,都必须转换成二进制代码形式后才能送入计还是高级语言程序,都必须转换成二进制代码形式后才能送入计算机。这种算机。这种二进制代码形式程序就是机器语言程序二进制代码形式程序就是机器语言程序。对应二进制。对应二进制代码形式指令称为机器指令或机器码。代码形式指令称为机器指令或机器码。第第10页页 采取汇编语言或高级语言编写程序又称为源程序,而机器语采取汇编语言或高级语言编写程序又称为源程序,而机器语言程序则称为目标程序。言程序则称为目标程序。机器语言只有机器语言只有0、1两种符号,用它来直接编
8、写程序十分困两种符号,用它来直接编写程序十分困难。所以,往往先用汇编语言或高级语言编写源程序,然后再难。所以,往往先用汇编语言或高级语言编写源程序,然后再转换成目标程序。将汇编语言程序翻译成目标程序过程称为汇转换成目标程序。将汇编语言程序翻译成目标程序过程称为汇编。编。源程序源程序(汇编语言(汇编语言/高级语言)高级语言)人工汇人工汇 编编机器汇机器汇 编编目标程序目标程序(机器语言)(机器语言)实现实现“汇编汇编”两种方式两种方式 第第11页页汇编指令与机器指令含有一一对应关系,用汇编语言编写源程汇编指令与机器指令含有一一对应关系,用汇编语言编写源程序,再经过汇编得到机器指令表示目标代码,将
9、目标程序存入序,再经过汇编得到机器指令表示目标代码,将目标程序存入容量为容量为256程序存放器,程序存放器,从地址为从地址为0000 0000单元开始存放,如图单元开始存放,如图1.7所表示。所表示。地址目标代码汇编语言备注0000 00000111 0100MOV A,#63第1条指令0000 00010011 11110000 00100010 0100ADD A,#56第2条指令0000 00110011 10000000 01000010 0100ADD A,#36第3条指令0000 01010010 01000000 01100010 0100ADD A,#14第4条指令0000 0
10、1110000 1110图图1.7 存放器中目标代码存放器中目标代码第第12页页微型计算机软件12.汇编语言只有经过汇编语言只有经过“编译编译/汇编汇编”程序翻译成程序翻译成机器语言后才能为计算机所执行。(机器语言后才能为计算机所执行。()17.计算机中,计算机中,CPU取指令过程是先取操作码,取指令过程是先取操作码,再取操作数。(再取操作数。()19.计算机高级语言必须经过编译,成为机器语言计算机高级语言必须经过编译,成为机器语言后,才能为硬件电路所识别;后,才能为硬件电路所识别;()23.用高级语言编写程序与用汇编语言编写程序相用高级语言编写程序与用汇编语言编写程序相比,前者执行时间要更短
11、一点。比,前者执行时间要更短一点。()第第13页页微型计算机软件13.(A)汇编语言与硬件电路及)汇编语言与硬件电路及CPU间关系是:间关系是:A、不是面向硬件电路计算机语言,与、不是面向硬件电路计算机语言,与CPU相关。相关。B、不是面向硬件电路计算机语言,与、不是面向硬件电路计算机语言,与CPU无关。无关。C、是面向硬件电路计算机语言,与、是面向硬件电路计算机语言,与CPU相关。相关。D、是面向硬件电路计算机语言,与、是面向硬件电路计算机语言,与CPU无关。无关。15.(B )用汇编语言和高级语言编写同一功效)用汇编语言和高级语言编写同一功效程序,其所占用存放单元及执行速度:程序,其所占用
12、存放单元及执行速度:A、高级语言程序所占存放单元少,执行速度快、高级语言程序所占存放单元少,执行速度快 B、高级语言程序所占存放单元多,执行速度慢、高级语言程序所占存放单元多,执行速度慢 C、高级语言程序所占存放单元少,执行速度慢、高级语言程序所占存放单元少,执行速度慢 D、高级语言程序所占存放单元多,执行速度快、高级语言程序所占存放单元多,执行速度快第第14页页微型计算机软件24.(B)在计算机中,既与)在计算机中,既与CPU相关,又不能为相关,又不能为计算机硬件电路识别计算机语言为:计算机硬件电路识别计算机语言为:A、机器语言、机器语言 B、汇编语言、汇编语言 C、高级语言、高级语言 D、
13、C语言或语言或JAVA语言语言5计算机系统机器语言是一个计算机系统机器语言是一个(二进制代码形式二进制代码形式 )语言。语言。第第15页页存放器知识衡量存放器衡量存放器性能指标性能指标主要有三个,即主要有三个,即容量容量、速度速度和成本和成本。当前在计算机系统中通常采取。当前在计算机系统中通常采取三级存放三级存放器结构器结构,即使用,即使用高速缓冲存放器、主存放器和辅高速缓冲存放器、主存放器和辅助存放器助存放器,由这三者组成一个统一存放系统。从,由这三者组成一个统一存放系统。从整体看,其速度靠近高速缓存速度,其容量靠近整体看,其速度靠近高速缓存速度,其容量靠近辅存容量,而位成本则靠近廉价慢速辅
14、存平均价辅存容量,而位成本则靠近廉价慢速辅存平均价格。格。按存取方式分类按对存放器存取方式可分为随机按存取方式分类按对存放器存取方式可分为随机存取存放器、只读存放器等。存取存放器、只读存放器等。第第16页页存放器知识(1)随机访问存放器随机访问存放器RAM(Random Access Memory)又称读写存放器,指经又称读写存放器,指经过指令能够随机地对各个存放单元进行访过指令能够随机地对各个存放单元进行访问。问。(2)只读存放器只读存放器ROM指非易失性存放器,即指非易失性存放器,即掉电之后数据不丢失。掉电之后数据不丢失。ROM存放器在微机存放器在微机中用于存放程序代码中用于存放程序代码(
15、如引导程序、监控程如引导程序、监控程序序)和不需改变和不需改变(或极少改变或极少改变)数据。数据。第第17页页存放器知识 ROM又分为掩膜又分为掩膜ROM(MASK ROM)和可编程和可编程ROM(PROM)。其中,掩模。其中,掩模ROM中数据由工厂生中数据由工厂生产芯片时确定,用户无法更改。用户能够借助编程产芯片时确定,用户无法更改。用户能够借助编程器对可编程器对可编程ROM一次性写入数据。可擦除可编程一次性写入数据。可擦除可编程ROM则能够屡次擦写,因为擦除方法不一样,又则能够屡次擦写,因为擦除方法不一样,又分为紫外线擦除分为紫外线擦除EPROM和电擦除和电擦除E2PROM。最近。最近几年
16、出现快擦写型存放器几年出现快擦写型存放器(Flash)也是一个电可擦除也是一个电可擦除非易失性半导体存放器。非易失性半导体存放器。第第18页页存放器知识存放器容量存放器容量:假如存放器有假如存放器有256个单元,每个单元存放一个个单元,每个单元存放一个字节代码,那么该存放器容量为字节代码,那么该存放器容量为256字节,或字节,或2568位。位。在容量较大存放器中,存放容量以在容量较大存放器中,存放容量以KB或或MB为单位,为单位,1KB=1024个存放单元,个存放单元,1MB=1024KB。存放单元地址:存放单元地址:对存放器全部单元按次序进行编号对存放器全部单元按次序进行编号,这种,这种编号
17、就是是存放地址。每个单元都有唯一地址。地址用二编号就是是存放地址。每个单元都有唯一地址。地址用二进制数表示,地址二进制位数进制数表示,地址二进制位数N与存放容量与存放容量Q关系是关系是Q=。比如:比如:在在8086微机系统中,地址位数是微机系统中,地址位数是20,则存放器容量为,则存放器容量为=1MB。第第19页页存放器知识14.(T )已知某存放芯片有12根地址线,则其存放容量最少为4KB。15.(C )用8k8位存放器芯片组成容量为16k16位存放器,共需几个芯片?共需多少根地址线寻址?BA.2片芯片,14根地址线寻址 B、4片芯片,14根地址线寻址C.2片芯片,15根地址线寻址 D、4片
18、芯片,15根地址线寻址 分析:共4片,2片为一组组成 8K*16位,共用地址线13根,还需1根地址线用来区分高、低8K地址,所以共需地址线14根第第20页页存放器知识(A)一计算机,其地址线有20根,则其最大存放容量为:A 1MB B 10MB C 1GB D 64GB(D)相关静态存放器SRAM,以下哪种说法是错误?A、SRAM工作速度快,惯用作计算机高速缓冲B、SRAM集成度较低C、SRAM功耗较大D、SRAM工作时需要定时刷新,以保持所存内容第第21页页串行通信接口串行通信接口 串行通信接口种类和型号很多。能够完成异步通信硬件电路称为UART,即通用异步接收器/发送器 (Universa
19、l Asychronous Receiver/Transmitter);能够完成同时通信硬件电路称 USRT(UniversalSychronousReceiver/Transmitter);既能够完成异步又能同时通信硬件电路称为USART。异步串行通信接口较为常见接口标准有RS-232接口,RS-422接口,RS-485接口等。其中RS-232接口是使用最早、应用最多一个异步串行通信总线标准。第第22页页串行通信接口RS-232接口,适合用于设备之间通信距离小于15m,传输速率最大为20KB/s应用场所。比如:CRT显示器、打印机与CPU通信,MCS-51单片机与PC机通信RS-422接口由
20、RS-232发展而来,为填补RS-232之不足而提出。为改进RS-232通信距离短、速率低缺点,RS-422定义了一个平衡通信接口,将传输速率提升到10Mb/s,传输距离延长到4000英尺(速率低于100kb/s时),并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器(单机发送、多机接收)RS-485接口在RS-422基础上制订了RS-485标准,增加了多点、双向通信能力,即允许多个发送器连接到同一条总线上。RS-485/422最大通信距离约为1219M,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比,在100Kb/S传输速率下,才能够到达最大通信距离。第第23页页串行通信接口10、(、(A )
21、以下叙述哪一项是错误:)以下叙述哪一项是错误:A、RS-232是同时传输数据是同时传输数据 B、RS-232编码协议是传输距离短主要原因编码协议是传输距离短主要原因 C、RS-422、RS-485电路原理与电路原理与RS-232基本相同基本相同 D、RS-232广泛用于计算机接口广泛用于计算机接口13.(D )RS-232通信协议(接口)特点是:通信协议(接口)特点是:A、传输速率快,传输距离远、传输速率快,传输距离远 B、传输速率慢,传输距离远、传输速率慢,传输距离远 C、传输速率快,传输距离短、传输速率快,传输距离短 D、传输速率慢,传输距离短、传输速率慢,传输距离短第第24页页串行通信接
22、口13、(、(A )RS-485通信协议特点是:通信协议特点是:A、传输速率快,传输距离远、传输速率快,传输距离远 B、传输速率慢,传输距离远、传输速率慢,传输距离远 C、传输速率快,传输距离短、传输速率快,传输距离短 D、传输速率慢,传输距离短、传输速率慢,传输距离短16.(A )RS-232,RS-485接口是什么样接口:接口是什么样接口:A、均为标准串行接口、均为标准串行接口 B、均为标准并行接口、均为标准并行接口 C、前者为串行,后者为并行接口、前者为串行,后者为并行接口 D、前者为并行,后者为串行接口、前者为并行,后者为串行接口8、RS-232为为 串行接口,其主要优缺点为串行接口,
23、其主要优缺点为 传递速率不快传递速率不快、传送距离不够远传送距离不够远 。第第25页页串行通信接口(a)RS-232接口,1394接口属于何种接口:A 均为串行接口 B 均为并行接口C 前者为串行接口,后者为并行接口D 前者为并行接口,后者为串行接口第第26页页 计算机计算机由运算器、控制器、存放器和输入输出运算器、控制器、存放器和输入输出接口接口四个基本部分组成。PC机将运算器和控制器集成为一个超大规模集成电路芯片,称为CPU。将组成计算机四个基本部分集成在一块芯片上,将组成计算机四个基本部分集成在一块芯片上,并加入中止控制器、定时并加入中止控制器、定时/计数器、串行计数器、串行I/O接口等
24、接口等功效器件,就组成了功效器件,就组成了单片微型计算机,单片微型计算机,又称又称单片机单片机。近年来推出一些新型单片机还包含有许多特殊功效单元,如A/D、D/A、浮点运算单元、数字信号处理单元、现场总线控制器、USB接口、DMA等。MCS-51单片机第第27页页51单片机硬件 之内部结构MCS-51系列单片机可分为51子系列和52子系列,并以芯片型号最末位数字作为标志。其中51子系列是基本型,而52子系列属增强型。52子系列功效增强详细方面为:片内ROM从4KB增加到8KB;片内RAM从128B增加到256B;定时/计数器从2增加到3个;中止源从5个增加到6个;注意:注意:MCS-51,80
25、51,AT89C51之间区分与联络。MCS-51是泛称,指是采取51内核一类单片机,区分于ARM内核、X86内核等。8051是MCS-51系列中较简单一款单片机,片内含有4KB只读ROM.AT89C51是Atmel企业生产,与8051管脚完全兼容,片内含有4KB闪存存放器Flash。第第28页页51单片机硬件 之内部结构子系列片内ROM形式片内ROM片内RAM寻址范围 功 能部件数量无ROMEPROM计数器并行口串行口中止源51子系列8031805187514KB128B2*64KB2*164*81580C3180C5187C514KB128B2*64KB2*164*81552子系列80328
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