单片机应用技术试卷7.docx
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单片机,全称单片微型计算机,是一种高度集成的微处理器,它将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口等主要功能部件集成在一个芯片上。与通用微机相比,单片机具有体积小、成本低、功耗低、控制功能强等特点,但其处理能力相对较低,适用于嵌入式系统和实时控制应用。 单片机的应用特点包括:易于编程、可靠性高、灵活性强、适应性强。它们广泛应用于家用电器、汽车电子、工业自动化、通信设备、仪器仪表、医疗设备等领域。 51系列单片机是广泛应用的一种单片机,其内部主要包括CPU、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器/计数器、串行通信接口和并行I/O口等逻辑功能部件。51系列单片机有40个引脚,其中16条用于I/O口线,这些口线既可以作为输入也可以作为输出。地址总线一般为16条,用于选择内存或外设的地址,数据总线则通常为8条,用于传输数据。 51系列单片机的程序状态字PSW存储了运行过程中的各种标志位,如进位标志、借位标志等。OV标志位在发生溢出时会被置位,表示运算结果超出了可表示的范围。 51单片机的四个并行I/O口(P0、P1、P2、P3)各有不同的特点和用途。P0口既是数据总线,也是准双向口,需要外接上拉电阻;P1口是简单的双向I/O口;P2口作为地址线的高位,同时也是I/O口;P3口除了作为I/O口,还集成了某些特殊功能,如中断请求输入。 时钟周期是单片机中最基本的时间单位,由晶振频率决定。机器周期是执行一个指令所需要的基本时间,通常一个指令周期由1到4个机器周期组成。例如,对于6MHz晶振的51单片机,一条双周期指令的执行时间为2个机器周期,即2us。 定时器/计数器在定时模式下,根据预设值自动重载进行计数,达到预设值时产生中断;在计数模式下,它对外部脉冲进行计数。两者的主要区别在于计数器依赖外部输入,而定时器则内部自增。 51单片机有两级中断,可以通过寄存器设置中断源的优先级。同级中断的响应顺序通常取决于中断源的硬件特性,有的单片机会按照中断请求的先后顺序响应。 单片机的最小系统通常包括单片机、电源、时钟电路和复位电路,是实现单片机基本功能的最小配置。 8051单片机应用系统的原理结构图通常包括单片机芯片、电源、时钟电路、复位电路、外部存储器(如EPROM或Flash)、I/O接口、显示和输入设备以及可能的扩展电路。 对于存储器扩展,6116芯片是2K×8位的静态RAM,若要扩展成地址范围为4000H~47FFH的数据存储器,共需16K位,因此需要8片6116芯片。使用74LS138作为译码器,可以实现地址空间的完全译码。具体连接图涉及电路设计,包括单片机的地址线、数据线、读写信号线与6116芯片及译码器的连接,以及译码器的使能信号控制等,这部分内容较为复杂,通常需要电路图来清晰展示。
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