单片机期末复习资料(完全版)

-1-◆主要复习知识点：第一章微机计算机系统的基本知识1.单片机就是在一片硅片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口的微型计算机系统，该系统不带外部设备。从组成和功能上看，它已经具备了计算机系统的基本属性，所以也可以称其为单片微型计算机，简称单片机。2.微型处理器是单片机的核心。它主要由三部分组成：寄存器阵列、运算器和控制器、3.程序计数器PC，专门用于存放现行指令的16位地址。CPU就是根据PC中的地址到ROM中读取程序指令。每当取出现行指令一个字节后，PC就自动加1，PC+1→PC，当遇到转移指令或子程序时，PC内容会被指定的地址取代，实现程序转移。PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16位的专用寄存器。（PC的功能与作用）4.运算器用来完成算术运算和逻辑运算操作，是处理信息的主要部件。运算器主要由累加器A、状态寄存器PSW、算术运算单元ALU组成。累加器A，用来存放参与算术运算和逻辑运算的一个操作数和运算结果。状态字寄存器，用来保存ALU操作运算的条件标志，如进位标志、奇偶标志等。算术运算单元ALU，由加法器和其他逻辑电路组成，其基本功能是进行加法和移位运算，由此实现其他各种算术和逻辑运算。5.控制器是分析和执行指令的部件，控制器只要由程序计数器PC、指令寄存器和指令译码器组成。6.总线是用于传送信息的公共途径。总线可以分为数据总线、地址总线、控制总线。7.数据总线DB：数据线D0~D7共8位，由P0提供，分时输送低8位地址（通过地址锁存器锁存）和8位数据信息。数据总线是双向的，可以从CPU输出，也可以从外部输入到CPU。8.地址总线AB：地址线A0~A15共16位，P2口提供高8位地址A8~A15，P0口经地址锁存器提供低8位地址A0~A7。片外存储器可寻址范围达到64KB（即65536字节）。9.控制总线CB：控制总线由P3口的第二功能P3.6、P3.7H和3根独立的控制线ALE、EA和PSEN组成。10.存储器是用来存储数据和程序的部件。按其功能来分，存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。-2-11.RAM：可以随机写入读出，读写速度快，读写方便。缺点是电源断电后，被存储的信息会丢失。RAM主要用于存放各种数据。12.ROM：一般用来存放固定的数据和程序。其特点是信息写入后，能长期保存，不会因断电而丢失。所谓“只读”指不能写入。13.（基本了解）ROM的5种不同形式：①MaskROM(淹膜ROM)②OTPROM③EPROM④E²PROM⑤FlashROM14.单片机程序设计语言可分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言①机器语言：机器语言是计算机可以识别和直接执行的语言，它由一组二进制代码组成，不同的微处理器机器语言也不同。②汇编语言：用助记符替代机器语言中的操作码，用十六进制数代替二进制数。计算执行时，必须将汇编语言翻译成机器语言。汇编语言和机器语言一样，微处理器不同，汇编语言也不同，即不同的微处理器采用不同的汇编语言。■思考与练习：1.1什么是单片机？答：单片机就是在一片硅片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口的微型计算机系统，该系统不带外部设备。从组成和功能上看，它已经具备了计算机系统的基本属性，所以也可以称其为单片微型计算机，简称单片机。1.2单片机的基本组成有哪些？答：单片机由中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时/计数器和多种I/O口组成。第二章单片机的硬件结构（重点复习）15.（简答题）80C51单片机有4个8位的双向并行输入/输出（I/O）端口，称为P0口、P1口、P2口和P3口。①P0口：P0口是一个双功能的8位并行I/O口，可用作输入/输出端口，又可作地址/数据总线分时传输时低8位地址和8位数据。②P1口：P1口是单一功能的并行I/O口，只用作通用的数据输入/输出口。③P2口：P2口是一个双功能的8位并行I/O，可用作通用的输入/输出口，又可用作高8位地址总线。④P3口：P3口是一个双功能的8位并行I/O口，它的第一功能是通用输入/输出口，作第二功能用时，各引脚定义如下：⑴P3.0：RXD串行口输入；⑵P3.1：TXD串行口输出；⑶P3.2：外部中断0输入；-3-⑷P3.3：外部中断1输入；⑸P3.4：T0定时/计数器0外部计数脉冲输入；⑹P3.5：T1定时/计数器1外部计数脉冲输入；⑺P3.6：片外数据存储器写选通讯号输出；⑻P3.7：片外数据存储器读选通讯号输出。16.基本时序单位单片机的时序单位有：◆振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。◆状态周期：振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。◆机器周期：1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成。是计算机执行一种基本操作（如取指令，读存储器，写存储器等）的时间单位。◆指令周期：执行一条指令所需的时间。一个指令周期由1～4个机器周期组成，依据指令不同而不同。4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间值（例如，波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单位。例：单片机外接晶振频率fosc=12MHZ时的各种时序单位：◆振荡周期=1/fosc=1/12MHZ=0.0833us；◆状态周期=2/fosc=2/12MHZ=0.167us；◆机器周期=12/fosc=12/12MHZ=1us；◆指令周期=(1～4)机器周期=1～4us。17.MCS-51的存储器结构与常见的微型计算机的配置方法不同,采用哈佛结构它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻址方式、控制信号和功能。程序存储器用来存放程序、始终要保留的表格、常数。数据存储器存放程序运行中所需要的数据和结果（常数和变量）。18.从物理空间（实际结构）看,MCS-51有四个存储器地址空间：片内数据存储器、片外数据存储器、片内程序存储器、片外程序存储器19.从逻辑上（使用角度）看,MCS-51有三个存储器空间：片内、片外统一编址的程序存储器，片外数据存储器，片内数据存储器20.程序存储器中的几个特殊地址的使用：地址用途0000H复位操作后的程序入口0003H外部中断0服务程序入口000BH定时器0中断服务程序入口0013H外部中断1服务程序入口-4-001BH定时器1中断服务程序入口0023H串行口中断服务程序入口21.外部数据存储器作用：用于存放随机读写的数据。◆外部数据存储器包括两部分空间：①外部RAM②扩展的I/O口地址◆内部数据存储器（单元数少，但最复杂）特殊功能寄存器空间，离散分布，作数据缓冲器、标志位等22.程序存储器与外部数据存储器的比较◆相同：地址线A15~A0◆不同：访问的指令不同，读写信号不同。访问程序寄存器的指令为MOVC指令，访问外部数据存储器的指令为MOVX指令；程序寄存器：只读，PSEN作为外部ROM读信号；外部数据存储器：可读写，RD作为读信号，WR作为写信号。23.工作寄存器区的选择RS1：程序状态寄存器PSW的D4位；RS0：程序状态寄存器PSW的D3位；RS1RS0寄存器区R0～R7所占单元的地址000区00H～07H011区08H～0FH102区10H～17H113区18H～1FH复位时，自动选中0区。一旦选中其中一个区，其它三区只能作为普通RAM单元使用，而不能作为工作寄存器使用。设置多个工作寄存器区可以方便保护现场。24.字节地址与位地址在使用上如何区别?例：MOVC,20HMOVA,20H位操作指令MOVC,20H位地址只有1bit（小圆区域）字节操作指令MOVA,20H字节地址共8bit（大椭圆区域）25.位地址空间组成及位地址表示法⑴内部数据存储器的20H~2FH共16个单元可按位寻址，128位；例1：位地址1EH=23H.6即字节单元23H的D6位-5-⑵专用寄存器地址能被8整除的可按位寻址。例2:位地址D4H=D0H.4=PSW.4=RS126.特殊功能寄存器的地址分配（名称必须记住）27.①累加器ACC：累加器为8位的寄存器，是程序中使用最频繁的寄存器，是用于存放中间结果和数据传送的渠道。②程序状态字寄存器PSW：PSW也称为标志寄存器⑴CY：进/借位标志。CY=1，有进/借位；CY=0，无进/借位。⑵AC：辅助进位标志，反映高半字节与低半字节之间的进/借位。AC=1有进/借位；AC=0无进/借位。-6-⑶F0：用户标志位⑷RS1,RS0:工作寄存器的控制位⑸OV：溢出标志位。有溢出OV=1，无溢出OV=0。⑹P：奇偶标志位。运算结果有奇数个“1”，P=1；偶数个“1”，P=0。⑺D1：无效位，一般不用。③数据指针DPTR：数据指针DPTR是一个16位的专用寄存器，DPTR主要用来存放16位地址。④PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16位的专用寄存器。27.访问不同的存储器空间使用不同的指令：程序存储器，使用MOVC指令；外部数据存储器,使用MOVX指令；内部数据存储器,使用MOV指令；特殊功能寄存器,使用MOV指令；位地址空间，使用MOV、SETB、CLR等指令。28.堆栈是在单片机内部RAM中从某个选定的存储单元开始划定的一个地址连续的区域。堆栈操作是在内存RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一种工作方式，主要用于子程序调用及返回和中断处理断点的保护和返回。SP用来指示堆栈所处的位置。当数据堆入栈区后，SP的值也自动随之变化。51单片机属于向上生长型堆栈（即向高地址方向生成）。29.用一个称为堆栈指针SP的特殊功能寄存器来给出栈顶存储单元的地址。堆栈指针SP中存储的总是堆栈栈顶存储单元的地址，即堆栈指针SP总是指向堆栈栈顶。30.向上生长型堆栈出栈入栈的操作原则是“先进后出”或“后进先出”。31.实现复位操作，必须使RST引脚（9）保持两个机器周期以上的高电平。32.复位是单片机的初始化操作，其主要功能是程序计数器PC值变为0000好，使单片机从0000H开始执行程序。上电复位后，RAM的内容是随机的。寄存器初始状态寄存器初始状态PC0000HACC00HPSW00HSP07H■思考与练习：2.151单片机内部包括哪些主要部件？答：51单片机包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、只读存储器ROM、并行输入输出口P1~P3口、串行口、并行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器等8个部件。2.280C51单片机的存储器有哪几种类型？可以划分为哪几个部分？-7-答：80C51单片机的存储器按功能可以划分为两大类：随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。可以划分为以下五部分：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、特殊功能寄存器、片外数据存储器。2.380C51如何确定和改变当前工作寄存器区？答：在选择工作寄存器区时，可通过对特殊功能寄存器中的程序状态寄存器PSW的RS1和RS0的状态设置，来选择哪一组工作寄存器作为当前的工作寄存器组。单片机复位时，当前工作寄存器默认为0组。2.4位地址和字节地址如何区分？位地址00H~7FH与片内RAM的字节地址编址相同，容易混淆。区分方法:在80C51的指令系统中，有专门的位操作指令和字节操作指令来区分。（位操作指令MOVC,20H位地址只有1bit；字节操作指令MOVA,20H字节地址共8bit）。2.6PC在执行指令过程中，起什么作用？答：PC在执行指令过程中，PC用于存放CPU下一条要执行的指令地址，是一个16位的专用寄存器。第三章51单片机的指令系统33.计算机所有的指令集合称为该计算机的指令系统。34.指令是基本格式：[标号：]操作码[目的操作数][，源操作数][；注释]●标号：指令的符号地址；●操作码：规定指令的操作功能，是指令格式中唯一不能空缺的部分；●操作数：用于给指令的操作提供数据或地址。把左边的操作数称为目的操作数，右边的操作数称为源操作数；●注释：注释是对语句或程序段功能的说明。注释用