单片机原理及其应用课后习题答案.doc

单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)，简称单片机。就是将微处理器(CPU)、存储器(存放程序或数据的ROM和RAM)、总线、定时器/计数器、输入/输出接口(I/O口)和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。 单片机的主要特点有:(1)可靠性高(2)便于扩展(3)控制功能强(4)低电压、低功耗(5)片内存储容量较小，除此之外，单片机还具有集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等特点 0.2 当前单片机的主要产品有:Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Philips(飞利浦)的80C51系列、台湾义隆公司(EMC)EM78系列单片机、美国Microchip公司的PIC单片机系列、Atmel公司的AT90系列单片机Ubicom公司的Scenix单片机、日本爱普生科技公司的Epson单片机、Zilog公司的Z86系列、美国国家半导体公司NSCOP8单片机、台湾Winbond(华邦)的W78系列等。 MCS-51为主流产品。 MSP430的功能较强。是一种特低功耗的Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。 EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造，低功耗设计为低功耗产品，价格较低。具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。具有优越的数据处理性能，采用RISC结构设计。 Microship单片机是市场份额增长较快的单片机。它的主要产品是PIC系列8位单片机。CPU采用RISC结构，运行速度快，价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。 Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。 AVR是增强RISC内载Flash的单片机，单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接，突破瓶颈限制，每1MHz可实现1MIPS的处理能力，为高速、低功耗产品。端口有较强的负载能力，可以直接驱动LED。支持ISP、IAP，I/O口驱动 单片机原理及其应用课程是电子工程和计算机科学领域中的基础课程，主要研究如何利用微型计算机芯片进行控制和数据处理。单片机是将微处理器、存储器、总线、定时器/计数器、输入/输出接口等多种功能组件集成在单一芯片上的小型计算机。这种集成化的设计使得单片机具有以下显著特点： 1. **高可靠性**：由于所有组件都在同一芯片上，减少了外部连接，从而提高了系统的稳定性和可靠性。 2. **易扩展性**：通过总线结构，单片机可以方便地连接各种外围设备，扩展功能。 3. **强大的控制功能**：内置的微处理器能够执行复杂的控制任务，适用于自动化和嵌入式系统。 4. **低电压、低功耗**：单片机通常设计为在较低电压下工作，消耗较少的电能，适合便携式和电池供电的应用。 5. **较小的片内存储容量**：虽然片内存储空间有限，但可以通过扩展外部存储器来满足更大的需求。 目前市面上流行的单片机产品种类繁多，如Intel的8051系列、Motorola的M68HC系列、Philips的80C51系列、Microchip公司的PIC系列、Atmel公司的AT90系列、Ubicom公司的Scenix系列、Epson的单片机、Zilog的Z86系列、NSCOP8单片机、Winbond的W78系列等。其中，MCS-51是广泛应用的主流产品，而MSP430因其低功耗特性，常用于能源敏感的场景。 不同的单片机品牌和型号拥有各自的特点。例如，Microchip的PIC单片机采用精简指令集（RISC）架构，提供快速的运算速度和经济的价格，适合大量生产且对成本敏感的产品。Motorola的单片机以其低噪声和抗干扰能力在工业控制领域受到青睐。AVR单片机则以增强的RISC结构和高速低功耗特性著称，适合需要高效能和节能的场景。 学习单片机的过程中，通过课后习题的解答，学生可以深入理解各个知识点，如不同类型的单片机结构、工作原理、指令系统以及它们在实际应用中的差异。这些习题涵盖了单片机的发展历程，从早期的F8系列到现在的高性能微控制器，让学生了解单片机技术的历史演进和当前趋势。 通过解决课后习题，学生不仅可以巩固理论知识，还能提高分析问题和解决问题的能力，为实际项目开发打下坚实的基础。在复习这些资料时，学生应当重点关注单片机的内部结构、操作模式、中断系统、存储器组织、I/O接口以及编程模型等方面，这些是理解和应用单片机的关键。同时，了解不同单片机的特性，有助于根据实际需求选择合适的芯片，为未来的项目设计做好准备。