微机和单片机基础复习

微机与单片机原理及应用谢云南京理工大学紫金学院认证考试单片机知识的题型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存储器知识串行通信（接口）51单片机硬件之内部结构51单片机的引脚及功能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微型计算机组成计算机的硬件：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。运算器、控制器、存储器三部分称为计算机主机，而输入设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的关键部件，合称为中央处理器CPU(CentralProcessUnit)。微型计算机组成通常的微机采用三总线结构，即数据总线（DataBus，DB）传送数据信息，地址总线（AddressBus，AB）传送地址信息，控制总线（ControlBus，CB）传送控制信息。微型计算机系统微型计算机系统软件：操作系统、汇编、编译等外设：键盘、显示器、打印机等微处理器总线：DB、AB、CB存储器：ROM、RAMI/O接口：并行接口、串行接口运算器控制器电源硬件软件（主机）应用软件微型计算机组成真题：5、计算机系统应包括（硬件系统）、（软件系统）两大部分。练习题：4.计算机的基本组成部分及其各自的作用。微型计算机软件软件是使用和管理计算机的各种程序(Program)，而程序是由一条条的指令(Instruction)组成的。1．指令指令是指控制计算机进行各种操作的命令。指令主要由操作码和操作数两大部分组成。操作码表示该指令执行何种操作，操作数表示参加运算的数据或数据所在存储器单元的地址。2．程序为了计算一个数学式，或者要控制一个生产过程，需要事先制定计算机的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的。这种一系列指令的有序集合称为程序。3．编程语言编制程序可以采用的程序设计语言分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言。微型计算机软件汇编语言汇编指令：用助记符(通常是指令功能的英文缩写)表示操作码，用字符(字母、数字、符号)表示操作数的指令。用汇编指令编制的程序称为汇编语言程序。特点：占用存储器单元较少、执行速度较快、能够准确掌握执行时间，可实现精细控制，因此特别适用于实时控制。但，汇编语言是面向机器的语言，各种计算机的汇编语言是不同的，必须对所用机器的结构、原理和指令系统比较清楚才能编写出汇编语言程序，而且不能通用于其它机器。高级语言高级语言是面向过程的语言，常用的高级语言有BASIC，FORTRAN，PASCAL，C等等。特点：用高级语言编写程序时主要着眼于算法，而不必了解计算机的硬件结构和指令系统，因此易学易用。适用于科学计算、数据处理等方面。高级语言是独立于机器的，同一个程序可在其它机器中使用。机器语言计算机中只能存放和处理二进制数据，所以，无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算机。这种二进制代码形式的程序就是机器语言程序。相应的二进制代码形式的指令称为机器指令或机器码。采用汇编语言或高级语言编写的程序又称为源程序，而机器语言程序则称为目标程序。机器语言只有0、1两种符号，用它来直接编写程序十分困难。因此，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的过程称为汇编。源程序（汇编语言/高级语言）人工汇编机器汇编目标程序（机器语言）实现“汇编”的两种方式汇编指令与机器指令具有一一对应的关系，用汇编语言编写源程序，再经过汇编得到机器指令表示的目标代码，将目标程序存入容量为256的程序存储器，从地址为00000000的单元开始存放，如图1.7所示。地址目标代码汇编语言备注0000000001110100MOVA,#63第1条指令00000001001111110000001000100100ADDA,#56第2条指令00000011001110000000010000100100ADDA,#36第3条指令00000101001001000000011000100100ADDA,#14第4条指令0000011100001110图1.7存储器中的目标代码微型计算机软件12.汇编语言只有经过“编译/汇编”程序翻译成机器语言后才能为计算机所执行。（√）17.计算机中，CPU取指令的过程是先取操作码，再取操作数。（√）19.计算机的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；（√）23.用高级语言编写的程序与用汇编语言编写的程序相比，前者的执行时间要更短一点。（×）微型计算机软件13.（A）汇编语言与硬件电路及CPU间的关系是：A、不是面向硬件电路的计算机语言，与CPU有关。B、不是面向硬件电路的计算机语言，与CPU无关。C、是面向硬件电路的计算机语言，与CPU有关。D、是面向硬件电路的计算机语言，与CPU无关。15.（B）用汇编语言和高级语言编写的同一功能程序，其所占用的存储单元及执行速度：A、高级语言程序所占的存储单元少，执行速度快B、高级语言程序所占的存储单元多，执行速度慢C、高级语言程序所占的存储单元少，执行速度慢D、高级语言程序所占的存储单元多，执行速度快微型计算机软件24.（B）在计算机中，既与CPU有关，又不能为计算机硬件电路识别的计算机语言为：A、机器语言B、汇编语言C、高级语言D、C语言或JAVA语言5．计算机系统的机器语言是一种(二进制代码形式的)语言。存储器知识衡量存储器的性能指标主要有三个，即容量、速度和成本。目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而位成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。按存取方式分类按对存储器的存取方式可分为随机存取存储器、只读存储器等。存储器知识(1)随机访问存储器RAM(RandomAccessMemory)又称读写存储器，指通过指令可以随机地对各个存储单元进行访问。(2)只读存储器ROM指非易失性存储器，即掉电之后数据不丢失。ROM存储器在微机中用于存储程序代码(如引导程序、监控程序)和不需改变(或很少改变)的数据。存储器知识ROM又分为掩膜ROM(MASKROM)和可编程ROM(PROM)。其中，掩模ROM中的数据由工厂生产芯片时确定，用户无法更改。用户可以借助编程器对可编程ROM一次性写入数据。可擦除可编程ROM则可以多次擦写，由于擦除的方法不同，又分为紫外线擦除的EPROM和电擦除的E2PROM。最近几年出现的快擦写型存储器(Flash)也是一种电可擦除的非易失性半导体存储器。存储器知识存储器容量:假如存储器有256个单元，每个单元存放一个字节代码，那么该存储器容量为256字节，或256×8位。在容量较大的存储器中，存储容量以KB或MB为单位，1KB==1024个存储单元，1MB==1024KB。存储单元的地址：对存储器所有单元按顺序进行的编号，这种编号就是是存储的地址。每个单元都有唯一的地址。地址用二进制数表示，地址的二进制位数N与存储容量Q的关系是Q=。N2例如：在8086微机系统中，地址的位数是20，则存储器的容量为=1MB。202存储器知识14.（T）已知某存储芯片有12根地址线，则其存储容量至少为4KB。15.（C）用8k×8位的存储器芯片组成容量为16k×16位的存储器，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片芯片，15根地址线寻址分析：共4片，2片为一组构成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根串行通信接口串行通信接口串行通信接口的种类和型号很多。⑴能够完成异步通信的硬件电路称为UART，即通用异步接收器/发送器(UniversalAsychronousReceiver/Transmitter)；⑵能够完成同步通信的硬件电路称USRT(UniversalSychronousReceiver/Transmitter)；既能够完成异步又能同步通信的硬件电路称为USART。异步串行通信接口较为常见的接口标准有RS-232接口，RS-422接口，RS-485接口等。其中RS-232接口是使用最早、应用最多的一种异步串行通信总线标准。串行通信接口RS-232接口，适用于设备之间的通信距离不大于15m，传输速率最大为20KB/s的应用场合。例如：CRT显示器、打印机与CPU的通信，MCS-51单片机与PC机的通信RS-422接口由RS-232发展而来，为弥补RS-232之不足而提出的。为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到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基础上制定了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最大的通信距离约为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的传输速率下，才可以达到最大的通信距离。串行通信接口10、（A）下列论述哪一项是错误的：A、RS-232是同步传输数据的B、RS-232编码协议是传输距离短的主要原因C、RS-422、RS-485的电路原理与RS-232基本相同D、RS-232广泛用于计算机接口13.（D）RS-232通信协议（接口）的特点是：A、传输速率快，传输距离远B、传输速率慢，传输距离远C、传输速率快，传输距离短D、传输速率慢，传输距离短串行通信接口13、（A）RS-485通信协议的特点是：A、传输速率快，传输距离远B、传输速率慢，传输距离远C、传输速率快，传输距离短D、传输速率慢，传输距离短16.（A）RS-232，RS-485接口是什么样的接口：A、均为标准串行接口B、均为标准并行接口C、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8、RS-232为串行接口，其主要优缺点为传递速率不快、传送距离不够远。计算机由运算器、控制器、存储器和输入输出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。将组成计算机的四个基本部分集成在一块芯片上，并加入中断控制器、定时/计数器、串行I/O接口等功能器件，就构成了单片微型计算机，又称单片机。近年来推出的一些新型单片机还包含有许多特殊功能单元，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，并以芯片型号的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子系列功能增强的具体方面为：①片内ROM从4KB增加到8KB;②片内RAM从128B增加到256B;③定时/计数器从2增加到3个；④中断源从5个增加到6个；注意：MCS-51,8051,AT89C51之间的区别与联系。MCS-51是泛称，指的是采用51内核的一类单片机，区别于ARM内核、X86内核等。8051是MCS-51系列中较简单的一款单片机，片内含有4KB的只读ROM.AT89C51是Atmel公司生产的，与8051管脚完全兼容，片内含有4KB的闪存存储器Flash。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断源51子系列8031805187514KB128B2*64KB2*164*81580C3180C5187C514KB128B2*64KB2