单片机面试问题集

单片机面试问题集单片机的最小系统?内部的主要结构?  答：最小系统：电源、晶振(为系统提供基本的时钟信号)、复位电路;内部结构：ROM/RAM、计时器、中断、I/O串并行口、总线扩展控制。  RAM和ROM的区别?  答：ROM(只读存储器)：它的信息一次写入后只能被读出，而不能被操作者修改或者删除。一般用于存放固定的程序或数据表格。但是，只读这个概念有时候可以被一些新特性的器件颠覆。  RAM(随机存储器)：它就是我们平时说的内存，主要用来存放各种现场的输入/输出数据、中间计算结果，以及与外部存储器交换信息，或者作堆栈(特点：先进后出，后进先出)用。它的存储单元根据具体需要可以读出或者改写。  两者区别：RAM只能用于暂时存放程序与数据。一旦电源关闭或发生断电，RAM中的数据就会丢失。而ROM中的数据在电源关闭或者断电后仍然会保留下来。  简而言之：相同点它们都是用来存储数据的  不同点存储数据的方式与数据能不能在二次加工不同  单片机I/O口有什幺作用?I/0口的驱动能力?上拉电阻与下拉电阻的作用?  答：I/O口最主要的功能用来与外部器件实现数据信息的交互、速度匹配、数据传送方式和增强单片机的负载能力。它在两者之间扮演桥梁的作用，单片机拥有着串行与并行接口。每个种类的单片机的不同并行口也有着各自不同的功能。  单片机输出低电平时，将允许外部器件，向单片机引脚内灌入电流，这个电流，称为灌电流，外部电路称为灌电流负载。  单片机输出高电平时，则允许外部器件，从单片机的引脚拉出电流，这个电流，称为拉电流，外部电路称为拉电流负载。  单片机输出驱动能力的问题：每个单个的引脚，输出低电平的时候，允许外部电路，向引脚灌入的最大电流为10mA;每个8位的接口(P1、P2以及P3)，允许向引脚灌入的总电流最大为15mA，而P0的能力强一些，允许向引脚灌入的最大总电流为26mA;全部的四个接口所允许的灌电流之和，最大为71mA。而当这些引脚输出高电平的时候，单片机的拉电流能力呢?可以说是太差了，竟然不到1mA。  结论就是：单片机输出低电平的时候，驱动能力尚可，而输出高电平的时候，就没有输出电流的能力。  综上所述：灌电流负载，是合理的;而拉电流负载和上拉电阻会产生很大的无效电流，并且功耗大。  设计单片机的负载电路，应该采用灌电流负载的电路形式，以避免无谓的电流消耗。  在数字电路中，只有二种状态，要幺是高电平，要幺是低电平，在通电初期，这些输出状态是不确定的，为了使电路确定状态，必需使用上拉电阻或下拉电阻，使一个原来不确定电平变高的叫上拉电阻，否则就是下拉电阻，上拉电阻就是从电源上接一只电阻到这个状态口上就可以了，(就是把高的电压加到这个点上去，这个点的电位就高了)下拉电阻的接法，从这个状态口接一只电阻到负极(或数字接地)，因电路形式与类别不同，当输入端有信号，这种变化会反应到输出口，从输出口得到了一个状态，本来应该完成任务了，但这会儿输入口已没信号了，可输出端还是这个状态(这个人习惯不好，开门后总是不关门，加一只弹簧，(电阻)让它自己关门，)这时候也要用到上下拉电阻，这里有复位的作用。  常见的时钟电路有哪些?为什幺要使用PLL?  答：先了解一下什幺是时钟电路?  时钟电路就是产生像时钟一样准确运动的振荡电路，任何工作都按时间顺序。用于产生这个时间的电路就是时钟电路。  组成：晶体振荡器、晶震控制芯片和电容组成。  现在流行的串行时钟电路有：DS1302、DS1307、PCF8485等  它们的特点：接口简单、价格低廉、使用方便。  DS1302：具有涓细电流充电能力的电路，主要特点：采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768KHz晶振。  PLL(PhaseLockedLoop):锁相环电路。用来统一整合时脉讯号，使高频器件正常工作。如：内存的存取资料等。PLL用于振荡器中的反馈技术。许多电子设备要正常工作，通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步。一般的晶振由于工艺与成本原因，做不到很高的频率，而在需要高频应用时，有相应的器件VCO，实现转成高频，但不稳定，故利用锁相环路就可以实现稳定且高频的时脉冲讯号。  什幺是时脉：指同步电路中时钟的基础频率，它以(若千次周期每秒)来度量，单位是(Hz)  总之：PLL可以同步频率，相位正交。倍频、变频。  单片机的寻址方式有哪些?  答：80C51有七种寻址方式：  1、立即寻址，寻址空间为ROM;  2、直接寻址，寻址空间为片内RAM的低128B和特殊功能寄存器;  3、寄存器寻址，寻址空间为A、B、DPTR、CY、通用工作寄存器等;  4、寄存器间接寻址，片内RAM低128B、片外RAM;  5、相对寻址，寻址空间为ROM;  6、变址寻址，寻址空间为ROM;  7、位寻址，寻址空间为片内RAM低128B的位寻址区的128个位，其字节地址为20H~2FH;以及部分可以位寻址的特殊功能寄存器。  参考：AT89C51单片机能直接认识和执行的机器指令有255条，有7种寻址方式，即立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。  1.直接寻址：  指令中直接给出参与操作的数据的地址，该地址一般用direct表示。  汇编指令：MOVA,direct  该指令的功能是将片内RAM地址direct单元中的内容(参与操作的数据)传送到累加器A中，双字节指令。  2.立即寻址：  指令中直接给出参与操作的数据，称立即数，用data表示。在汇编语言中，为标明立即数，为data加前缀#。立即数可以是8位和16位二进制数，分别用#data和#data16表示。  汇编语言指令：MOVA,#data  该指令将立即数data传送到累加器A中，双字节指令。  3.寄存器寻址：  参与操作的数据存放在寄存器中，汇编指令中直接以寄存器名来表示参与操作的数据地址，寄存器包括工作寄存器R0～R7、累加器A、AB、数据指针DPTR和位运算寄存器C。  汇编语言指令：MOVA,Rn;n=0~7  该指令将Rn中的内容传送到累加器A中，单字节指令。  4.寄存器间接寻址：  寄存器间接寻址为二次寻址，第一次寻址得到寄存器的内容为(Ri)或(DPTR)，第二次寻址是将第一次寻址得到的寄存器内容作为地址，并在其中存、取参与操作的数据。汇编语言中，寄存器前缀@是寄存器间接寻址的标志，有@Ri、@DPTR等。  汇编语言指令：MOVA,@Ri;i=0、1  该指令是将Ri中的内容作为地址，再将该地址中的内容传送到累加器A中，单字节指令。  5.变址寻址：  间接寻址由两个寄存器提供。若由A、PC提供，在汇编语言指令中寻址地址表示为@A+PC;若由A和DPTR提供，在汇编语言指令中寻址地址为@A+DPTR。其中，PC或DPTR被称为基址寄存器，A被称为变址寄存器，基址与变址相加为16位无符号加法。若变址寄存器A中内容加基址寄存器DPTR(或PC)中内容时，低8位有进位，则该进位直接加到高位，不影响进位标志。因变址寻址指令多用于查表，故常称为查表指令。  汇编语言指令：MOVCA,@A+DPTR  该指令将DPTR中的内容加上A中的内容作为地址，再将该地址中的内容传送到累加器A中，单字节指令。  6.相对寻址：  相对寻址是以相对寻址指令的下一条指令的程序计数器PC的内容为基值，加上指令机器代码中的相对地址，形成新的PC值(要转移的指令地址)的寻址方式。指令机器代码中相对地址指的是用一个带符号的8位二进制补码表示的偏移字节数，其取值范围为-128～+127，负数表示向后转移，正数表示向前转移。  若(PC)表示该指令在ROM中的首地址，该指令字节数为2，执行时分两步操作：(PC)←(PC)+2，(PC)←(PC)+相对地址。第一步完成后，PC中的值为该指令的下一条指令的首地址;第二步完成后，PC中的内容(PC)为转移的目标地址。所以，转移的目标地址范围是该相对寻址指令的下一条指令首址加上-128～+127字节的地址。  汇编语言指令：SJMPrel  汇编语言相对寻址指令中的rel往往是一个标号地址，表示ROM中某转移目标地址。汇编软件对该汇编语言指令进行汇编时，自动算出相对地址并填入机器代码中，应将rel理解为带有相对意义的转移目标地址。  Rel=(PC)+相对寻址指令字节数+相对地址  其中，(PC)为该指令所在ROM中的首地址。  7.位寻址：  参与操作的数据为位，而不是字节，是对片内数据存储器RAM和SFR中可位寻址单元的位进行操作的寻址方式。  汇编语言指令：ANLC,bit  该指令将bit(位地址)中的内容(0或1)与C中的内容进行与操作，再将结果传送到PSW中的进位标志C中。  什幺是时钟周期?机器周期?指令周期?它们之间的关系?  答：1、时钟周期又叫做振荡周期;单片机内部时钟电路产生(或外部时钟电路送入)的信号周期，单片机的时序信号是以时钟周期信号为基础而形成的，在它的基础上形成了机器周期、指令周期和各种时序信号。定义为时钟脉冲的倒数(可以这样理解：时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如：12M的晶振，它的时钟周期就是1/12us)，是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。  2、计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一项工作。例如：取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一项基本操作所需要的时间成为机器周期。一般情况，一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。机器周期是单片机的基本操作周期，每个机器周期包含S1、S2、S6这6个状态，每个状态包含两拍P1和P2，每个拍为一个时钟周期(振荡周期)。因此，一个机器周期包含12个时钟周期。依次可表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P1、S6P2。  3、指令周期：计算机从取一条指令开始，到执行完该指令所需要的时间称为指令周期。不同的指令，指令长度不同，指令周期也不一样。但指令周期以机器周期为单位，指令不同，所需的机器指令也不同。  51单片机指令根据指令长度与执行周期分为：  1)单字节单周期指令  2)单字节双周期指令  3)双字节单周期指令  4)双字节双周期指令  5)三字节双周期指令  6)一字节四周期指令  总结：时钟周期是最小单位，机器周期需要1个或者多个时钟周期，指令周期需要1个或者多个机器周期;机器周期是指完成一个基本操作的时间。指令周期是CPU的关键指标，指取出并执行一条指令的时间。一般以机器周期为单位，分单指令执行周期、双指令执行周期等。机器周期是完成一个基本操作的时间单元。时钟周期是CPU的晶振的工作频率的倒数。  单片机有哪些接口，各模块有哪些特性及应用环境?  答：接口电路用于衔接外设与总线，实现存储空间扩展、I/O口线扩展、类型转换(电平转换、串并转换、A/D转换)、功能模块、通信扩展、总线扩展等。  外围设备工作设备，连接在接口电路上，主要有输出设备和输入设备。  看门狗相关问题:  看门狗的原理?  答：工作原理：在系统运行以后就启动看门狗计数器，此时看门狗就开始自动计时，如果达到一定的时间还不去给它进行清零，看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断，造成系统的复位。  为什幺会溢出呢?  因为看门狗是一个计数器，而计数器位数有限。能够装的数值也就有限(比如8位的最多装256个数，16位的最多装65536个数)，从开启看门狗那刻起，它就开始不停的数机器周期，数一个机器周期就计数器加1，加到计数器盛不下了(这就是溢出)就产生一个复位信号，重启系统。  看门狗分为软件看门狗和硬件看门狗,在什幺情况下软件看门狗失效?  答：硬件看门狗是利用一个定时器电路，其定时输出连接到电路的复位端，程序在一定时间范围内对定时器清零，因此程序正常工作时，定时器总不能溢出，也就不能产生复位信号。如果程序出现故障，