单片机原理及应用期末考试必考知识点重点总结
单片机原理及知识点总结
单片机原理及知识点总结单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的专用集成电路，广泛应用于家电、办公设备、汽车电子等领域。
单片机工作原理及知识点涵盖了计算机结构、指令系统、存储器系统、I/O系统、定时器/计数器、串行通信接口、中断系统等内容。
接下来就单片机的工作原理及知识点进行详细总结。
一、计算机结构单片机的计算机结构与通用计算机类似，包括中央处理器、存储器、输入输出设备等部分。
但由于单片机是专用集成电路，所以各个部分的规模和性能相对较小。
同时，单片机的计算机结构还包括时钟电路、复位电路、系统总线等。
1. 中央处理器单片机的中央处理器是由一块或几块微处理器组成，负责执行指令、进行运算、控制数据传输等。
常见的单片机微处理器有英特尔的8051系列、飞思卡尔的HC08系列、意法半导体的STM8系列等。
2. 存储器存储器用于存储指令和数据。
单片机的存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存放单片机的程序代码，常见的有闪存、EPROM、EEPROM等；数据存储器用于存放数据，常见的有静态RAM和动态RAM。
3. 输入输出设备单片机的输入输出设备用于与外部环境进行信息交换。
输入设备通常有按键、开关、传感器等；输出设备通常有LED、数码管、继电器等。
单片机通过输入输出设备与外部环境进行信息交换，实现各种控制和监测功能。
4. 时钟电路时钟电路用于产生单片机的时钟信号，控制单片机的工作节奏。
时钟信号的频率越高，单片机的工作速度越快。
单片机的时钟电路包括晶振、晶振驱动电路、时钟分频电路等。
5. 复位电路复位电路用于将单片机从初始状态恢复到工作状态。
单片机上电后，复位电路会自动使单片机复位，清除所有寄存器的内容，重置各个模块的状态，保证单片机的正常工作。
6. 系统总线系统总线是单片机内部各个部分之间进行信息传输的通道。
系统总线包括地址总线、数据总线、控制总线等。
地址总线用于传输地址信息，数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信息。
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了微处理器和其他电子器件的芯片，具有处理数据、控制外设、执行程序等功能。
在电子领域，单片机是一种重要的组件，在各种应用中得到广泛的应用。
本文将总结和归纳单片机的常考知识点，帮助读者系统地了解单片机的基础知识。
1. 单片机的基本概念和分类单片机是嵌入式系统中最常见的计算机组成部分之一。
它由微处理器核心、存储器、定时器、I/O接口等多个模块组成。
基于不同的应用需求，单片机可以分为多种不同的类型，例如8位单片机、16位单片机和32位单片机等。
2. 单片机的基本结构和工作原理单片机的基本结构包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口、定时器/计数器和串行通信接口等。
单片机通过执行程序来完成特定的任务，程序存储在存储器中，通过CPU的指令执行功能来实现各种操作。
3. 单片机的编程和开发环境单片机的编程可以使用汇编语言、C语言等多种编程语言实现。
在开发单片机应用程序时，需要选择适当的开发环境，例如Keil、IAR等集成开发环境（IDE）。
同时，还需要学习如何使用编译器、调试器和仿真器等工具。
4. 单片机的输入/输出和中断机制单片机通过I/O接口与外部设备进行通信，包括输入设备（如按键、传感器等）和输出设备（如LED、LCD等）。
单片机还支持中断机制，可以在特定事件发生时中断当前程序的执行并跳转到中断服务程序进行处理。
5. 单片机的定时器和计数器定时器和计数器是单片机的重要功能模块，用于生成精确的时间延迟和计数操作。
通过定时器和计数器，可以实现精准的定时任务、PWM输出、脉冲计数等功能。
6. 单片机的串行通信和总线系统单片机支持多种串行通信接口，包括UART、SPI、I2C等，用于与其他设备进行数据交换。
此外，单片机还可以通过总线系统与外部存储器、外设进行数据传输和控制。
7. 单片机的电源管理和低功耗设计在实际应用中，单片机的功耗管理非常重要。
《单片机原理及应用》期末复习题大总结
一、填空题已知A=7AH，R0=30H，（30H）=A5H，PSW=81H。
求执行以下各小题指令的结果（每小题都以题中给定的已知的数据参加操作）。
1）XCH A，R0 A= 30H ，R0= 7AH ，P= 02）XCH A，30H A= A5H ，（30H）7AH ，P= 03）XCHD A，@R0 A= 75H ，（30H）AAH ，P= 14）SWAP A A= A7H ，P= 15）ADD A，30H A= 1FH ，C Y 1 ，OV= 0 ，P= 16）ADD A，#30H A= AAH ，C Y0 ，OV= 1 ，P= 07）ADDC A，R0 A= ABH ，C Y 0 ，OV= 1 ，P= 18）SUBB A，30H A= D5H ，C Y 1 ，OV= 0 ，P= 19）DA A A= 80H ，C Y 0 ，P= 110）RL A A= F4H ，C Y 1 ，P= 111）RLC A A= F5H ，C Y0 ，P= 012）CJNE A，#30H，00 A= 7AH ，C Y 0 ，P= 113）CJNE A，30H，00 A= 7AH ，C Y 1 ，P= 1二、问答题1.简述单片机的主要特点。
（1）有1 个由运算器和控制器组成的8位微处理器（CPU）（2）有128B的片内数据存储器（RAM），可用来存放运算的中间结果和最终结果；（3）有4KB的片内程序存储器（ROM），可用来存放程序及一些原始数据和表格；（4）扩展片外数据存储器的寻址范围可达到64KB；（5）扩展片外程序存储器的寻址范围可达到64KB；（6）有21个专用寄存器，主要用来实现对内部功能部件的控制和数据运算；（7）有4 个8 位并行I/O的接口P0、P1、P2、P3，即可用作输入，也可用作输出；（8）有1 个双全工UART（通用异步接收发送器）串行I/O接口，可用于单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；（9）有2 个16位定时器/计数器，可用于根据确定的时间间隔或对外部事件计数的多少发出控制信号；（10）中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级；（11）共有111条指令，含有乘法指令和除法指令；（12）有很强的位寻址，位处理能力；（13）片内采用单总线结构；（14）片内带振荡器，振荡频率的范围为1.2MH Z~12MH Z；（15）用单+5V电源。
《单片机原理与应用》期末复习
《单⽚机原理与应⽤》期末复习《单⽚机原理与应⽤》期末复习考试题型：⼀、填空题（10分）⼆、选择题（20分）三、判断题（10分）四、简答题（30分）五、综合应⽤题（30分）第1章1、单⽚机应⽤系统的开发过程。
第2章1、已知振荡频率，求机器周期的⽅法。
⼀个机器周期由12个振荡周期组成。
2、80C51（基本型、增强型）单⽚机的内部结构和资源配置（RAM、ROM的⼤⼩及范围，内部定时计数器的个数、中断源的个数、并⼝、串⼝的个数），对应引脚功能。
3、AT89S52单⽚机的最⼩系统。
（会画图，注意振荡频率不同时，对应不同的电阻、电容值）4、80C51单⽚机的⽚内、⽚外程序存储器和⽚内、⽚外数据存储器访问如何进⾏区分？EA 引脚作⽤（P18）。
5、堆栈段⼀般设在30H~7FH的范围内，复位时SP的初值为07H，在进⾏堆栈操作时出栈、⼊栈时SP的变化；应⽤程序⼀般存放在ROM；80C51可位寻址的单元是20H~2FH，也可进⾏字节寻址。
6、单⽚机复位后的状态：PC的值、SP的值、P0、P1、P2、P3的值、PSW（标志状态寄存器）的值。
7、P0⼝⽤作外部扩展存储器的低8位地址，P2⼝⽤作外部扩展存储器的⾼8位地址。
8、SFR分布在在RAM 80H~FFH的地址空间中，共21个；其中PSW中RS1、RS0决定80C51单⽚机的⼯作寄存器组，有4个⼯作寄存器组，每组8个单元。
9、80C51单⽚机有⼏个I/O⼝，各⾃的特点：80C51单⽚机有4 个8 位双向的并⾏I/O ⼝P0~P3，P0 ⼝为三态双向I/O ⼝，P0⼝可以作为⼀般I/O ⼝，也可作为系统扩展的地址/数据总线⼝，P1 ⼝为准双向I/O ⼝（内部有上拉电阻）。
P2 ⼝为准双向I/O ⼝（内部有上拉电阻），P2 ⼝可以⽤作⼀般I/O ⼝使⽤，也可以作为系统扩展的地址总线⼝，输出⾼8 位地址A8~A15。
P3 ⼝也是准双向I/O ⼝（内部有上拉电阻），且具有两个功能，即可作为⼀般I/O⼝，也可作为特殊功能⼝。
单片机原理及应用知识点总结
单片机原理及应用知识点总结1.什么是单片机？单片机（Microcontroller）是一种微型计算机，它集成了处理器、存储器、输入/输出接口和时钟晶体管在一个单独的芯片上。
单片机的功能强大，能够实现数据的存储、运算和控制，是控制系统中的核心元件。
2.单片机的工作原理单片机的工作原理和普通计算机类似，都是通过软件程序控制硬件运行。
单片机的硬件包括处理器、存储器和输入/输出接口。
处理器负责执行程序中的指令，存储器用于存储程序和数据，输入/输出接口用于与外部设备连接。
单片机的软件包括系统软件和应用软件。
系统软件是单片机的基础软件，用于实现单片机的基本功能，如中断服务、数据传输等。
应用软件是基于系统软件开发的，用于实现具体的应用功能。
3.单片机的应用领域单片机的应用领域非常广泛，主要应用于工业自动化、家用电器、汽车电子、通讯设备等领域。
在工业自动化领域，单片机常用于控制机器人、传送带、马达等设备。
它可以根据程序控制设备的运行，大大提高了生产效率。
在家用电器领域，单片机常用于控制冰箱、空调、电视机等电器。
它能够根据环境条件自动调节电器的工作参数，使得电器使用更加方便和节能。
在汽车电子领域，单片机常用于控制汽车的点火系统、燃油喷射系统、发动机管理系统等。
它能够根据汽车的运行情况调节发动机的工作参数，使得汽车更加经济和安全。
在通讯设备领域，单片机常用于控制手机、路由器、交换机等设备。
它能够处理信号的收发、路由、转发等功能，使得通讯设备更加稳定和高效。
4.单片机的发展趋势随着半导体技术的不断发展，单片机的性能越来越强，功耗越来越低。
目前，单片机的主频已经可以达到几百兆赫，存储容量也可以达到几十兆字节。
同时，单片机的能耗也在不断降低，可以使用更少的电量实现相同的功能。
此外，单片机的体积也在不断缩小，现在的单片机体积可以做到几毫米见方。
这使得单片机可以用于更小、更精密的设备中。
未来，单片机的发展趋势将继续向性能更强、功耗更低、体积更小的方向发展。
单片机期末考试复习要点
第六章、MCS-51系列单片机的扩展技术 6.1 外部存储器的扩展技术
外部程序存储器的扩展 外部数据存储器的扩展
第七章、MCS-51系列单片机应用系统接口技术 （1）数码管显示 （2）键盘（独立式和矩阵式键盘） （3）AD转换（ADC0809） （4）DA转换（DAC0832） （5）显示、键盘、AD、DA的综合使用 （6）中断、定时器/计数器、显示的综合使用
作用、输出/输入需要注意的问题、驱动能力 5.2 定时器/计数器及其应用
5.2.1 结构和工作原理 工作原理
5.2.2 工作方式 5.2.3 定时器/计数器的编程（使用步骤） 5.2.4 定时器/计数器的应用
5.3 中断系统及应用 5.3.1 中断系统结构 5.3.3 中断的应用
5.4 串行接口及其应用 5.4.2 串行口的工作方式 5.4.3 串行口的使用（使用步骤） 5.4.4 串行口的应用 方式0及方式1
单片机期末复习要点
第三章、指令系统及汇编语言程序设计 3.1 寻址方式 3.2 指令系统
理解指令是什么意思 3.3 汇编语言程序设计
会读简单的汇编语言程序 掌握汇编语言中断服务程序的编写
第四章、C语言编程 4.2 C51的数据类型及运算符
指针不做要求 4.3 C51的函数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第五章、MCS-51系列单片机的片内接口及中断 5.1 并行IO接口及其应用
单片机原理与应用复习资料
单⽚机原理与应⽤复习资料单⽚机复习知识点第1章计算机基础知识考试知识点：1、各种进制之间的转换（1）各种进制转换为⼗进制数⽅法：各位按权展开相加即可。
（2）⼗进制数转换为各种进制⽅法：整数部分采⽤“除基取余法”，⼩数部分采⽤“乘基取整法”。
（3）⼆进制数与⼗六进制数之间的相互转换⽅法：每四位⼆进制转换为⼀位⼗六进制数。
2、带符号数的三种表⽰⽅法（1）原码：机器数的原始表⽰，最⾼位为符号位（0‘+’1‘-’），其余各位为数值位。
（2）反码：正数的反码与原码相同。
负数的反码把原码的最⾼位不变，其余各位求反。
（3）补码：正数的补码与原码相同。
负数的补码为反码加1。
原码、反码的表⽰范围：-127～+127，补码的表⽰范围：-128～+127。
3、计算机中使⽤的编码（1）BCD码：每4位⼆进制数对应1位⼗进制数。
（2）ASCII码：7位⼆进制数表⽰字符。
0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。
考试复习题：1、求⼗进制数-102的补码（以2位16进制数表⽰），该补码为。
2、123= B= H。
3、只有在________码表⽰中0的表⽰是唯⼀的。
4、真值-0000000B的反码为；其补码为。
5、+1000110B的反码是；-0110011B的补码是。
6、10101.101B转换成⼗进制数是（）。
（A）46.625 （B）23.625 (C) 23.62 (D) 21.6257、3D.0AH转换成⼆进制数是（）。
（A）111101.0000101B (B) 111100.0000101B(C) 111101.101B (D) 111100.101B8、73.5转换成⼗六进制数是（）。
（A）94.8H (B) 49.8H (C) 111H (D) 49H9、⼗进制29的⼆进制表⽰为原码（）A 11100010B 10101111C 00011101D 00001111第2章80C51单⽚机的硬件结构考试知识点：1、80C51单⽚机的内部逻辑结构单⽚机是把CPU、存储器、输⼊输出接⼝、定时/计数器和时钟电路集成到⼀块芯⽚上的微型计算机，主要由以下⼏个部分组成。
单片机原理及应用考试复习知识点
学习文档 仅供参考 单片机原理及应用考试复习知识点 第1章 电脑基础知识 考试知识点： 1、各种进制之间的转换 〔1〕各种进制转换为十进制数 方法：各位按权展开相加即可。 〔2〕十进制数转换为各种进制 方法：整数部分采用“除基取余法”，小数部分采用“乘基取整法”。 〔3〕二进制数与十六进制数之间的相互转换 方法：每四位二进制转换为一位十六进制数。 2、带符号数的三种表示方法 〔1〕原码：机器数的原始表示，最高位为符号位〔0‘+’1‘-’〕，其余各位为数值位。 〔2〕反码：正数的反码与原码相同。负数的反码把原码的最高位不变，其余各位求反。 〔3〕补码：正数的补码与原码相同。负数的补码为反码加1。 原码、反码的表示范围：-127～+127，补码的表示范围：-128～+127。 3、电脑中使用的编码 〔1〕BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数。 〔2〕ASCII码：7位二进制数表示字符。0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。 第2章 Mcs-51单片机的硬件结构 考试知识点： 1、Mcs-51单片机的内部逻辑结构 单片机是把CPU、存储器、输入输出接口、定时/计数器和时钟电路集成到一块芯片上的微型电脑，主要由以下几个部分组成。 〔1〕中央处理器CPU 包括运算器和控制器。 运算电路以ALU为核心，完成算术运算和逻辑运算，运算结果存放于ACC中，运算结果的特征存放于PSW中。 控制电路是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器PC是一个16位寄存器，PC的内容为将要执行的下一条指令地址，具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。 〔2〕存储器 分类： 随机存取存储器RAM：能读能写，信息在关机后消失。可分为静态RAM〔SRAM〕和动态RAM〔DRAM〕两种。 只读存储器：信息在关机后不会消失。 掩膜ROM：信息在出厂时由厂家一次性写入。 可编程PROM：信息由用户一次性写入。 可擦除可编程EPROM：写入后的内容可由紫外线照射擦除。 电可擦除可编程EEPROM：可用电信号进行清除和改写。 存储容量： 存储容量指存储器可以容纳的二进制信息量，M位地址总线、N位数据总线的存储器容量为 2M×N位。 Mcs-51单片机的存储器有内部RAM〔128B，高128B为专用寄存器〕、外部RAM〔64KB〕、学习文档 仅供参考
单片机原理及应用知识点各章总结
单片机原理及应用知识点各章总结单片机原理及应用知识点各章总结第一章：单片机基础知识概述单片机是一种集成电路，包含中央处理器、存储器和输入输出设备。
它具有微型化、低功耗、可编程等特点，在现代电子设备中得到广泛应用。
该章节主要介绍了单片机的基本组成、工作原理和分类。
第二章：单片机内部结构单片机主要由中央处理器、内存和外设组成。
中央处理器负责指令执行和数据处理，内存用于存储程序和数据，外设用于与外界进行通信。
内部结构包括中央处理器的各个模块以及与之连接的总线和时钟。
第三章：单片机编程语言单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言直接操作硬件，编程效率高；高级语言更易学习和使用，但运行效率相对低。
该章节介绍了常用的汇编语言指令和高级语言的编程方法。
第四章：单片机输入输出技术单片机输入输出技术是单片机与外界进行数据交换的重要方式。
该章节介绍了常见的输入输出方式，包括并行输入输出、串行输入输出、模拟输入输出和中断输入输出等。
同时介绍了GPIO口的工作原理和使用方法。
第五章：单片机中断技术中断技术是单片机实现多任务的一种重要方式。
该章节介绍了中断的概念、分类和工作原理。
同时介绍了中断优先级、中断屏蔽和中断向量表等相关知识。
还介绍了中断服务程序的编写方法和注意事项。
第六章：单片机定时器和计数器定时器和计数器是单片机中常见的计时和计数装置。
该章节介绍了定时器和计数器的工作原理和使用方法。
还介绍了定时器和计数器在实际应用中的常见用途，如延时、频率测量和PWM 控制等。
第七章：单片机串行通信接口串行通信接口是单片机与外界进行数据通信的一种常见方式。
该章节介绍了串行通信的基本概念和工作原理。
同时介绍了常用的串行通信协议，如UART、SPI和I2C等。
还介绍了串行通信在实际应用中的常见用途。
第八章：单片机模拟量输入输出模拟量输入输出是单片机处理模拟信号的一种重要方式。
该章节介绍了模拟量输入输出的基本概念和工作原理。
同时介绍了ADC和DAC等模拟量转换器的原理和使用方法。
单片机知识点总结
单片机知识点总结一、概述单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器和输入输出接口等功能模块。
它广泛应用于电子产品、嵌入式系统和自动化设备等领域。
本文将介绍单片机的基本知识点，包括工作原理、分类、功能模块和应用等方面。
二、工作原理单片机的工作原理是通过内部的微处理器来控制外部设备的运行。
它通过读取存储器中的指令，进行运算和逻辑判断，然后控制输入输出接口与外部设备进行通信。
单片机的工作频率和位数会影响其运算能力和数据处理速度。
三、分类根据位数的不同，单片机可分为8位、16位和32位等不同规格。
其中，8位单片机广泛应用于家电、汽车电子和工业控制等领域；16位单片机适用于相对复杂的系统，如医疗设备和交通信号控制器；32位单片机则用于高性能计算和网络通信等领域。
四、功能模块单片机具有丰富的功能模块，包括中央处理器（CPU）、存储器、定时器、串口通信、模数转换等。
其中，CPU负责指令的执行和控制；存储器用于存储程序和数据；定时器可用于产生精确的时间延迟；串口通信模块可实现与外部设备的数据交换；模数转换模块可将模拟信号转换为数字信号。
五、应用单片机在各个领域都有广泛的应用。
在家电领域，它可以控制电视、空调和洗衣机等设备的运行；在汽车电子领域，它可以控制发动机、车载娱乐系统和车身电子设备；在工业控制领域，它可以控制生产线和机器设备的运行；在医疗设备领域，它可以控制医疗器械的操作和监测；在智能家居领域，它可以实现家居自动化控制。
六、开发工具和编程语言单片机的开发需要使用相应的开发工具和编程语言。
常用的开发工具有Keil、IAR和Code Composer Studio等，它们提供了编译、调试和仿真等功能；常用的编程语言有汇编语言、C语言和基于图形化编程的软件，其中C语言是最常用的编程语言。
七、开发流程单片机的开发流程一般包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计、调试和测试等阶段。
在需求分析阶段，需明确系统的功能和性能要求；在系统设计阶段，需确定系统的整体架构和各个模块的功能；在硬件设计阶段，需设计电路图和PCB板；在软件设计阶段，需编写程序和调试代码；在调试和测试阶段，需验证系统的功能和性能。
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精品文档 。 1欢迎下载 单片机概述： 单片机是微单片微型计算机的简称，微型计算机的一种。 它把中央处理器（CPU）,随机存储器（RAM），只读存储器（ROM）,定时器\计数器以及I\O接口，串并通信等接口电路的功能集成与一块电路芯片的微型计算机。 字长：在计算机中有一组二进制编码表示一个信息，这组编码称为计算机的字，组成字的位数称为“字长”，字长标志着精度，MCS-51是8位的微型计算机。 89c51 是8位（字长）单片机 （51系列为8位） 单片机硬件系统仍然依照体系结构：包括 CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器）、输入设备和输出设备、内部总线等。 由于一块尺寸有限的电路芯片实现多种功能，所以制作上要求单片机的高性能，结构简单，工作可靠稳定。 单片机软件系统包括监控程序，中断、控制、初始化等用户程序。 一般编程语言有汇编语言和C语言，都是通过编译以后得到机器语言（二进制代码）。 1.1单片机的半导体工艺 一种是HMOS工艺，高密度短沟道MOS工艺具有高速度、高密度的特点； 另一种是CHMOS工艺，互补金属氧化物的HMOS工艺，它兼有HMOS工艺的特点还具有CMOS的低功耗的特点。例如：8051的功耗是630mW,80C51的功耗只有110mW左右。 1.2开发步5骤： 1.设计单片机系统的电路 2.利用软件开发工具（如：Keil c51）编辑程序，通过编译得到.hex的机器语言。 3.利用单片机仿真系统（例如：Protus）对单片机最小系统以及设计的外围电路，进行模拟的硬软件联合调试。 4.借助单片机开发工具软件（如：STC_ISP下载软件）读写设备将仿真中调试好的.hex程序拷到单片机的程序存储器里面。 5.根据设计实物搭建单片机系统。 2.1MCS-51单片机的组成：(有两个定时器) CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内部总线 和中断系统等。 工作过程框图如下：
运算器 组成：8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器A（Accumulator）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等。 功能：完成算术运算和逻辑运算 精品文档 。 2欢迎下载 控制器 组成：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。 功能：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。 2.2存储器 MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器,又有片内和片外之分。 （1）程序存储器 一般将只读存储器（ROM）用做程序存储器。可寻址空间为64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无ROM型（如8031）和内部有ROM型（如8051）两种， 连接时 引脚有区别。程序存储器结构如图所示：
（2）数据存储器 一般将随机存储器（RAM）用做数据存储器。可寻址空间为64KB。MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。片外RAM：最大范围：0000H～FFFFH，64KB；用指令MOVX访问。片内RAM：最大范围：00H～FFH，256B；用指令MOV访问。又分为两部分：低128B（00～7FH）为真正的RAM区，高128B（80～FFH）为特殊功能寄存器（SFR）区。如图所示。 2.3定时器/计数器（TL0, TH0, TL1和TH1） MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1，它们由4个8位寄存器（TL0, TH0, TL1和TH1）组成，2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这4个寄存器进行寻址，但不能把T0和T1当做16位寄存器来使用。 8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器，均为二进制加1计数器，分别命名为T0和T1。T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器模式下，T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经12分频后提供。在计数器模式下，T0和T1的计数脉冲可以从P3.4和P3.5引脚上输入。对T0和T1的控制由定时器方式选择寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON完成 2.4中断系统 中断：指CPU暂停原程序执行，转而为外部设备服务（执行中断服务程序），并在服务完后返回到原程序执行的过程。 中断系统：指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路。 中断源：指能产生中断请求信号的源泉。 8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从P3.2, P3.3（即 和 ）引脚上输入，有电平
EA精品文档 。 3欢迎下载 或边沿两种触发方式；内部中断源有3个，2个定时器/计数器中断源和1个串行口中断源。8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。 2.5MCS-51单片机外部引脚 8051单片机有40个引脚，分为端口线、电源线和控制线三类。
电源线 GND：接地引脚20。VCC：正电源引脚40。接＋5V电源 2.6MCS-51单片机的工作方式： MCS-51系列单片机的工作方式可分为：复位方式、程序执行方式、单片执行方式、掉电保护方式、节电工作方式和EPROM编程/校验方式。 复位电路有两种：上电自动复位和上电/按键手动复位，如图所示。 程序执行方式是单片机基本工作方式，可分为连续执行工作方式和单步执行工作方式。 节电工作方式是一种低功耗的工作方式，可分为空闲（等待）方式和掉电（停机）方式。是针对CHMOS类芯片而设计的，HMOS型单片机不能工作在节电方式，但它有一种掉电保护功能。 1．HMOS单片机的掉电保护 当VCC突然掉电时，单片机通过中断将必须保护的数据送入内部RAM，备用电源VPD可以维持内部RAM中的数据不丢失。 2．CHMOS单片机的节电方式 CHMOS型单片机是一种低功耗器件，正常工作时电流为11～22mA，空闲状态时为1.7～5mA，掉电方式为5～50A。因此，CHMOS型单片机特别适用于低功耗应用场合，它的空闲方式和掉电方式都是由电源控制寄存器PCON中相应的位来控制。 3.空闲工作方式：将IDL位置为1（用指令MOV PCON, #01H），则进入空闲工作方式，其内部控制电路如右图所示。此时，CPU进入空闲待机状态，中断系统、串行口、定时器/计数器，仍有时钟信号，仍继续工作。退出空闲状态有两种方法：一是中断退出，二是硬件复位退出。 4. 掉电工作方式：将PD置为1（用指令MOV PCON, #02H），可使单片机进入掉电工作方式。此时振荡器停振，只有片内的RAM和SFR中的数据保持不变，而包括中断系统在内的全部电路都将处于停止工作状态。退出掉电工作方式，只能采用硬件复位的方法。 欲使8051从掉电方式退出后继续执行掉电前的程序，则必须在掉电前预先把SFR中的内容保存到片内RAM中，并在掉电方式退出后恢复SFR掉电前的内容。 2.7单片机的时序 时序：CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序称为时序。时序是用定时单位来描述的，
0INT1INT精品文档 。 4欢迎下载 MCS-51的时序单位有四个，分别是时钟周期（节拍）、状态、机器周期和指令周期。 MCS-51的时序单位： 1. 时钟周期：又称为振荡周期、节拍（用P表示），定义为单片机提供时钟信号的振荡源（OSC）的周期。它是时序中的最小单位。 2. 状态（用S表示）：单片机振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的状态。一个状态有两个节拍，前半周期对应的节拍定义为P1，后半周期对应的节拍定义为P2。 3. 机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。 MCS-51中规定一个机器周期包含12个时钟周期，即有6个状态，分别表示为S1～S6。若晶振为6MHz，则机器周期为2μs，若晶振为12MHz，则机器周期为1μs。 4. 指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它是时序中的最大单位。一个指令周期通常含有1～4个机器周期。指令所包含的机器周期数决定了指令的运算速度，机器周期数越少的指令，其执行速度越快。 以机器周期为单位，指令可分为单周期、双周期和四周期指令。 3.1单片机系统的工程设计 设计要求： 一、可靠性和稳定性是衡量单片机系统工程设计指标。 提高系统可靠性的几种基本方法包括：1.系统采用双机系统2.采用集散式控制系统3.进行软硬件滤波：几种常用的数字滤波方法包括：(1)中值滤波 (2)算术平均值滤波 (3)防脉冲干扰平均值滤波4.提高元器件的可靠性5.提高印制电路板的质量：设计是布线及接地要合理6.对供电电源采用抗干扰措施7.加强输入\输出通道的抗干扰性 二、系统自诊断功能 当系统正常运行的时候，定时对各工作模块进行监控，并对外界的情况作出快速应变处理。应能自己及时切换到后备装置投入运行或及时发出信号，以便手动操作。 三、操作维修方便 尽量降低对操作人员的专业知识要求，于，控制开关尽量少，操作顺序简便，数据输入与输出显示采用十进制表示，能有效地定位故障，以便进行维修和系统的推广。 四、性能/价格比 设计的时候尽量考虑花钱少，能用软件实现的应该采用软件实现。 设计方法： 一、总体设计：1.掌握工作原理2.机器和元器件的选择3.软硬件功能的划分：硬-提高工作速度，减少工作量，花钱多；软-花钱少，增加软件复杂性，降低系统工作速度 二、硬件设计任务1.掌握工作原理 三、软件设计1.系统定义2.软件结构3.程序设计 4.1模拟量输入通道的一般组成 模拟量输入通道一般由信号预处理、多路转换器、前置放大器、采样保持器、模/数转换器和接口逻辑电路等组成。其核心是模/数转换器。
变送器信号预处理多路转换器前置放大器A/D转换器接口逻辑电路PC总线模拟输入通道采样保持器
过程参数