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习题1
1.单片机的基本含义和主要特点是什么?
答:基本含义
单片机是将计算机的四个基本部件,即运算器、控制器、存储器和输入输出(Input /
Output )接口微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。单片机的全称为单片微型计算机
(Single Chip Microcompute ),又称为微控制器(Microcontroller Unit,MCU )。
主要特点
1)有优异的性能价格比。 由于单片机的应用不断向高级应用和复杂应用扩展,因此,其
性能越来越高,如速度越来越快,内存越来越大,处理字长越来越长等。而大批量的生产和
使用也使单片机的价格越来越低。
2)集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上,内部采
用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外,
其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。
3)控制功能强。为了满足工业控制的要求,一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指
令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次
的微机。
4)低功耗、低电压,便于生产便携式产品,如手机等。现在的单片机在功耗上已达到了极
高的水平,不少芯片的功耗已达到微安级,在一粒纽扣电池供电的情况下就可长期运行。
5)外部总线增加了IC (Inter-Integrated Circuit)及SPI (Serial Peripheral Interface)等串行2
总线方式,进一步缩小了体积,简化了结构。
6)单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范,容易构成各种规模的应用系统。
2.简述单片机的基本组成及各部分功能。
答:单片机芯片内部结构包括中央处理器CPU (Central Processing Unit)、程序存储器ROM
(Read-Only Memory)、随机存储器RAM (Random Access Memory)、I /O 口(Input/Output
口)、定时/计数器(T/C )、中断系统以及将这些部分连接起来的总线,它们都分布在总线
的两旁,并和它连通。一切指令、数据、控制信号都可经内部总线传送。
1)中央处理器CPU——单片机的核心单元,由运算器和控制器组成,控制整个单片机
系统协调工作,决定了单片机的运算能力和处理速度。
2)程序存储器ROM——用于存放用户程序,只允许读操作,ROM的信息可在断电后长
期保存。
3)随机存储器RAM——用于存放程序运行时一些需要临时保存的工作变量和数据, 所
以有时直接称之为数据存储器。RAM存放的信息可随机“读出”或“写入”,其中存
放的内容是易失性的,掉电后会丢失。
4)并行I/O 口——单片机的重要资源,用于并行通信,负责实现CPU与并行设备的联
系。它可以使单片机和存储器或外设之间并行的传送数据。
5)串行I/O 口——用于串行通信,负责实现CPU与串行设备或其他单片机的联系。它
可以把单片机内部的并行数据一位一位向外传送,也可以一位一位地接收外部送来
的数据并把它们变成并行数据送给CPU处理。
6)定时器/计数器——用于单片机内部精确定时或对外部事件进行计数。并可用定时、
计数结果对单片机以及系统进行控制。
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7)系统时钟——相当于 PC 微机中的主频。通常采用外接石英晶体或其他振荡源提供
时钟信号输入,也可用内部RC 振荡器。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,作
为单片机工作的时间基准,典型的晶体振荡频率为 12MHZ。
8)总线——各种数据信息的公共通道,包括内部总线和外部总线。CPU 通过总线与内
设以及 I/O 接口电路交换信息。
3.单片机的分类及主要指标是什么?
答:
一、目前单片机品种很多,至少有五十多个系列、三百多个品种,可按以下方式进行分类。
(1)按适用范围分
专用型——是为过程控制、参数监测、信号处理等方面的特殊需要而专门设计的单片机,是
专门针对某些产品的特定用途而
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