单片机原理及应用考试复习知识点

单片机原理及应用考试复习知识点

第1章 计算机基础知识

考试知识点：

1、各种进制之间的转换

（1）各种进制转换为十进制数

方法：各位按权展开相加即可。 （2）十进制数转换为各种进制

方法：整数部分采用“除基取余法”，小数部分采用“乘基取整法”。 （3）二进制数与十六进制数之间的相互转换

方法：每四位二进制转换为一位十六进制数。 2、带符号数的三种表示方法

（1）原码：机器数的原始表示，最高位为符号位（0‘+’1‘-’），其余各位为数值位。 （2）反码：正数的反码与原码相同。负数的反码把原码的最高位不变，其余各位求反。 （3）补码：正数的补码与原码相同。负数的补码为反码加1。

原码、反码的表示范围：-127～+127，补码的表示范围：-128～+127。 3、计算机中使用的编码

（1）BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数。

（2）ASCII码：7位二进制数表示字符。0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。

第2章 80C51单片机的硬件结构

考试知识点：

1、80C51单片机的内部逻辑结构

单片机是把CPU、存储器、输入输出接口、定时/计数器和时钟电路集成到一块芯片上的微型计算机，主要由以下几个部分组成。

（1）中央处理器CPU 包括运算器和控制器。

运算电路以ALU为核心，完成算术运算和逻辑运算，运算结果存放于ACC中，运算结果的特征存放于PSW中。

控制电路是单片机的指挥控制部件，保证单片机各部分能自动而协调地工作。程序计数器PC是一个16位寄存器，PC的内容为将要执行的下一条指令地址，具有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。

（2）存储器 分类：

随机存取存储器RAM：能读能写，信息在关机后消失。可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种。

只读存储器：信息在关机后不会消失。

掩膜ROM：信息在出厂时由厂家一次性写入。 可编程PROM：信息由用户一次性写入。

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可擦除可编程EPROM：写入后的内容可由紫外线照射擦除。 电可擦除可编程EEPROM：可用电信号进行清除和改写。 存储容量：

存储容量指存储器可以容纳的二进制信息量，M位地址总线、N位数据总线的存储器容量为2M×N位。

80C51单片机的存储器有内部RAM（128B，高128B为专用寄存器）、外部RAM（64KB）、内部ROM（4KB掩膜ROM）、外部ROM（64KB）。

（3）输入输出接口

4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3） （4）其它资源

一个全双工串行口、5个中断源、2个16位的定时/计数器、时钟电路。 2、80C51单片机的信号引脚

（1）电源部分：VCC接+5V、VSS接地。

（2）时钟电路部分：XTAL1和XTAL2接晶振。 1个机器周期=6个状态=12个拍节

6MHZ的晶体机器周期2us，12MHZ的晶体机器周期1us。

（3）I/O口部分：P0——8位数据总线/地址总线低8位、P1——用户口、P2——地址高8位、P3——第二功能。

（4）控制部分：

地址锁存控制信号ALE，用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存地起来。 外部程序存储器读选通信号PSEN，低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。 访问程序存储器控制信号EA，低电平时只读外部ROM，高电平时先读内部ROM，再读外部ROM。

复位信号RST，当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效。 复位值：PC=0000H，SP=07H，P0=0FFH。 3、内部RAM的基本结构与功能

80C51的内部数据存储器低128单元区，称为内部RAM，地址为00～7FH。 （1）寄存器区（00～1FH）

共分为4组，组号依次为0、1、2、3，每组有8个寄存器，在组中按R7~R0编号。由PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定哪一组。

（2）位寻址区（20H～2FH） 可对单元中的每一位进行位操作，16个字节单元共128个可寻址位，位地址为00～7FH。 位起始地址D0=（字节地址-20H）*8

（3）用户RAM区（30H～7FH）堆栈、缓冲区

堆栈是在内部RAM中开辟的，最大特点就是“后进先出”的数据操作原则。 两项功能：保护断点和保护现场。两种操作：进栈和出栈。 SP堆栈指针，它的内容就是堆栈栈顶单元的地址。 4、专用寄存器（内部数据存储器高128单元）

（1）累加器A（ACC） （2）寄存器B

（3）程序状态字PSW

CY——进位标志位，最高位的进位或借位。

AC——半进位标志位，低4位向高4位的进位或借位。

OV——溢出标志位，同符号数相加，结果为异符号，有溢出；异符号数相减，结果和

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减数符号相同，有溢出。

P——A中1的个数，奇数个P=1，偶数个P=0。

（4）数据指针DPTR：80C51中惟一一个供用户使用的16位寄存器。高8位DPH，低8位DPL。

第3章 80C51单片机指令系统

考试知识点： 1、寻址方式

（1）立即寻址（#data，#data16）例：MOV A，#00H

（2）直接寻址（direct）内部RAM：00～7FH、特殊功能寄存器 例：MOV A，00H （3）寄存器寻址（A、B、Rn、DPTR）

（4）寄存器间接寻址（@Ri、@DPTR）例：MOVX A，@DPTR （5）变址寻址（@A+DPTR，@A+PC）例：MOVC A，@A+DPTR

（6）位寻址（bit）20～2FH：00～7FH、特殊功能寄存器 例：MOV C，00H （7）相对寻址（rel）例：JZ rel 2、数据传送类指令

（1）内部RAM数据传送指令 MOV 目的，源；目的→源 交换指令：

XCH A，direct/Rn/@Ri；A和源交换 XCHD A，@Ri；只换低4位 SWAP A；A的高低4位交换 注意：A作目的操作数会影响P。 PUSH direct POP direct

（2）外部RAM数据传送指令

MOVX A，@Ri/@DPTR；外部地址内容→A MOVX@Ri/@DPTR，A；A→外部地址内容 （3）ROM数据传送指令

MOVC A，@A+DPTR/@A+PC；查表指令 3、算术运算指令

（1）加法指令

ADD/ADDC A，#data/ direct/ Rn/@Ri；会影响CY、AC、OV、P INC A/ direct/ Rn/@Ri/DPTR；加1，P DA A；十进制调整，大于9加6 （2）减法指令

SUBB A，#data/ direct/ Rn/@Ri；会影响CY、AC、OV、P DEC A/ direct/ Rn/@Ri；减1 （3）乘除指令

MUL AB；(A)*(B)→BA，会影响CY=0，OV，P DIV AB；(A)/(B)的商→A，余数→B 4、逻辑运算及移动指令

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（1）逻辑运算指令

ANL/ORL/XRL A，#data/ direct/ Rn/@Ri ANL/ORL/XRL direct，A/#data

与→清0，或→置1，异或→取反 CLR/CPL A；清0和取反 （2）移位指令

RL/RR/RLC/RRC A

注意：每左移一位相当于乘2，每右移一位相当于除2，带进位的移会影响CY和P。 5、控制转移类指令

（1）无条件转移指令

LJMP addr16；addr16→PC，64KB

AJMP addr11；(PC)+2→PC，addr11→PC10～0，2KB SJMP rel；(PC)+2+rel→PC，256B

JMP @A+DPTR；(A)+(DPTR)→PC，64KB （2）条件转移指令

累加器A判0转移指令

JZ rel；A为0 JNZ rel；A不为0 比较不相等转移指令

CJNE A/Rn/@Ri，#data，rel CJNE A，direct，rel

注意：第一操作数和第二操作数不相等，程序转移，若第一大于第二，CY=0，第一小于第二，CY=1。第一操作数和第二操作数相等，程序顺序执行，CY=0。

减1不为0转移指令 DJNZ Rn/direct，rel；（Rn/direct）-1不为0，程序转移。 （3）调用和返回指令

LCALL addr16；(PC)+3→PC，先入低8位，再入高8位，addr16→PC

ACALL addr11；(PC)+2→PC，先入低8位，再入高8位，addr11→PC10～0 RET；先出高8位，再出低8位 6、位操作类指令

（1）位传送指令 MOV C，bit MOV bit，C （2）位赋值指令 CLR C/bit SETB C/bit

（3）位逻辑运算指令

ANL/ORL C，bit或/bit CPL C/bit

注意：实现逻辑表达式 （4）位控制转移指令 JC rel；（CY）=1 JNC rel；（CY）=0 JB bit，rel；(bit)=1

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JNB bit，rel；(bit)=0

JBC bit，rel；(bit)=1，转移，清0

第4章 80C51单片机汇编语言程序设计

考试知识点：

1、汇编语言的语句格式

【标号：】 操作码 【操作数】 【；注释】 标号：语句地址的标志符号。

操作码：语句执行的操作内容，用指令助记符表示。 操作数：为指令操作提供数据。 注释：对语句的解释说明。 2、伪指令

起始地址ORG、结束END、赋值EQU、字节DB、字DW、空DS、位BIT 3、汇编语言程序的基本结构形式

（1）顺序结构 （2）分支结构

（3）循环结构：数据传送问题、求和问题 4、定时程序

例：延时100ms的子程序，设晶振频率6MHZ。 DELAY：MOV R5，#250 LOOP2：MOV R4，#49 LOOP1：NOP NOP

DJNZ R4，LOOP1 DJNZ R5，LOOP2 RET 5、查表程序

（1）要查找的数据在表中的位置给A （2）表的首地址给DPTR （3）MOVC A，@A+DPTR （4）数据表

第5章 80C51单片机的中断与定时

考试知识点：

1、中断源和中断请求标志位 中断名称 中断请求标志 中断向量 外部中断0 IE0 0003H T0中断 TF0 000BH 外部中断1 IE1 0013H T1中断 TF1 001BH 串行发送中断 TI 0023H 串行接收中断 RI 0023H 2、和中断相关的寄存器的设置

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（1）定时器控制寄存器TCON 格式如下： 位 TCON 位地址 D7 TF1 8F D6 TR1 8E D5 TF0 8D D4 TR0 8C D3 IE1 8B D2 IT1 8A D1 IE0 89 D0 IT0 88 IT0=0，为电平触发方式。 INT 0 低电平有效。 IT0=1，为边沿触发方式。 INT 0 输入脚上电平由高到低的负跳变有效。 IE0=1，说明有中断请求，否则IE0=0。 （2）中断允许控制寄存器IE 其各位的定义如下： 位 代号 D7 EA D6 — D5 — D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 EA: 开放或禁止所有中断。ES：开放或禁止串行通道中断。ET1：开放或禁止定时/计数器T1溢出中断。EX1：开放或禁止外部中断源1。ET0：开放或禁止定时/计数器T0溢出中断。EX0：开放或禁止外部中断源0。

（3）中断优先级控制寄存器IP 各位的定义如下： 位 代号 D7 — D6 — D5 — D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0 1为高优先级、0为低优先级。如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序确定哪个中断请求被响应。查询次序为：外部中断0、T0中断、外部中断1、T1中断、串行中断。

3、响应中断的必要条件

（1）有中断源发出中断请求。

（2）中断允许寄存器IE相应位置“1”，CPU中断开放（EA=1）。 （3）无同级或高级中断正在服务。

（4）现行指令执行到最后一个机器周期且已结束。若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或IP的指令时，执行完该指令且其紧接着的指令也已执行完。

中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指令，指令格式为“LCALL addr16”。这里的addr16就是程序存储器中断区中相应中断的入口地址。 4、中断程序设计

（1）在0000H处存放一条无条件转移指令转到主程序。

（2）在入口地址处存放一条无条件转移指令转到中断服务子程序。 （3）设置触发方式（IT0/IT1） （4）设置IE和IP。 （5）设置SP。 （6）原地踏步。

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（7）中断服务子程序。最后RETI。 5、定时计数的基本原理

（1）定时功能：每个机器周期计数器加1。

（2）计数功能：T0（P3.4）和T1（P3.5）输入计数脉冲，每一来一个脉冲计数器加1。 6、用于定时计数的寄存器的设置

（1）定时器控制寄存器TCON 格式如下： 位 TCON 位地址 D7 TF1 8F D6 TR1 8E D5 TF0 8D D4 TR0 8C D3 IE1 8B D2 IT1 8A D1 IE0 89 D0 IT0 88 TF1、TF0——计数溢出标志位。当计数器产生计数溢出时，由硬件置1。采用查询方式，它是供查询的状态位。采用中断方式，作为中断请求信号。

TR1、TR0——计数运行控制位。为1时，启动定时器/计数器工作；为0时，停止定时器/计数器工作。

（2）工作方式控制寄存器TMOD

其格式如下：

GATE：门控位。当GATE=1时，同时INTx为高电平，且TRx置位时，启动定时器，外部启动。当GATE=0时，每当TRx置位时，就启动定时器，是内部启动方式。

C/T：选择定时器功能还是计数器功能。该位置位时选择计数器功能；该位清零时选择定时器功能。

M1M0：这两位指定定时/计数器的工作方式,可形成四种编码，对应四种工作方式： M1 M0 方式 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 2 3 说明 TLx低5位与THx中8位构成13位计数器 TLx与THx构成16位计数器 可自动再装入的8位计数器,当TLx计数溢出时,THx内容自动装入TLx。 对定时器0,分成两个8位的计数器；对定时器1,停止计数。 7、各种工作方式计数初值计算公式

方式0：

定时时间T=（8192-计数初值）×机器周期 计数次数C=8192-X

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方式1：

定时时间T=（65536-计数初值）×机器周期 计数次数C=65536-X 方式2：

定时时间T=（256-计数初值）×机器周期 计数次数C=256-X 8、定时器程序设计

查询方式：

（1）在0000H处存放一条无条件转移指令，转到主程序。 （2）设置工作方式TMOD。 （3）设置计数初值。 （4）启动定时计数。

（5）等待时间到或计数计满。

LOOP：JBC TF0/TF1，LOOP1 SJMP LOOP LOOP1：……

（6）重新设置计数初值（除方式2），再转第5步。 中断方式：

（1）在0000H处存放一条无条件转移指令，转到主程序。

（2）在入口地址处存放一条无条件转移指令转到中断服务子程序。 （3）设置工作方式TMOD。 （4）设置计数初值。 （5）启动定时计数。 （6）设置IE和IP。 （7）设置SP。 （8）原地踏步。

（9）中断服务子程序。重新设置计数初值（除方式2），最后RETI。

例 选用定时器/计数器T1工作方式0产生500µS定时，在P1.1输出周期为1ms的方波，设晶振频率=6MHZ。

（1）根据定时器/计数器1的工作方式，对TMOD进行初始化。

C 按题意可设：GATE=0（用TR1位控制定时的启动和停止）， T =0（置定时功能），M1M0=00（置方式0），因定时器/计数器T0不用，可将其置为方式0（不能置为工作方式3），这样可将TMOD的低4位置0，所以（TMOD）＝00H。

（2）计算定时初值

（ 13 - X）×2＝500 2X＝7942D＝1111100000110B

将低5位送TL1，高8位送TH1得：（TH1）＝F8H，（TL1）＝06H （3） 编制程序（查询方式） ORG 0000H LJMP MAIN

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ORG 0300H

MAIN： MOV TMOD，#00H ；TMOD初始化 MOV TH1，#0F8H ；设置计数初值 MOV TL1，#06H

SETB TR1 ；启动定时 LOOP： JBC TF1，LOOP1 ；查询计数溢出 AJMP LOOP

LOOP1：CPL P1.1 ；输出取反

MOV TL1，#06H ；重新置计数初值

MOV TH1，#0F8H

AJMP LOOP ；重复循环 END

例 用定时器/计数器T1以工作方式2计数，要求每计满100次进行累加器加1操作。 （1）TMOD初始化

C M1M0=10（方式2）， =1（计数功能），GATE=0（TR1启动和停止），因此（TMOD）

T=60H。

（2）计算计数初值

8 2 -100=156D=9CH 所以 TH1=9CH

（3）编制程序（中断方式） ORG 0000H

AJMP MAIN ；跳转到主程序

ORG 001BH ；定时/计数器1中断服务程序入口地址 AJMP INSERT1 ORG 0030H

MAIN：MOV TMOD #60H ；TMOD初始化 MOV TL1，#9CH ；首次计数初值 MOV TH1，#9CH ；装入循环计数初值 SETB TR1 ；启动定时/计数器1

SETB EA ；开中断

SETB ET1

SETB PT1 ；T1为高优先级 MOV SP，#40H

SJMP ﹩ ；等待中断 INSERT1：INC A RETI END

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第6章 单片机并行存储器扩展

考试知识点：

1、单片机并行扩展总线的组成

（1）地址总线：传送地址信号

（2）数据总线：传送数据、状态、指令和命令 （3）控制总线：控制信号 2、80C51单片机并行扩展总线

（1）以P0口的8位口线充当低位地址线/数据线 （2）以P2口的口线作高位地址线 （3）控制信号：

使用ALE作地址锁存的选通信号，以实现低8位地下锁存。 以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 以EA信号作为内外程序存储器的选择信号。

以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读/写选通信号。 3、单片机并行存储器扩展的方法

各种外围接口电路与单片机相连都是利用三总线实现。 （1）地址线的连接

将外围芯片的低8位地址线（A7~A0）经锁存器与P0口相连，高8位地址线（A15~A8）与P2口相连。如果不足16位则按从低至高的顺序与P0、P2口的各位相连。

（2）数据线的连接

外围芯片的数据线（D7~D0）可直接与P0口相连。 （3）控制线的连接 ROM：OE—PSEN

RAM：OE—RD、WE—WR 片选信号CE的连接方法：

（1）接地，适用于扩展一块存储器芯片。 （2）线选法

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