第一篇：51單片機IO口工作原理

51單片機I/O口工作原理

一、P0端口的結構及工作原理 P0端口8位中的一位結構圖見下圖：

由上圖可見，P0端口由鎖存器、輸入緩沖器、切換開關、一個與非門、一個與門及場效應管驅(qū)動電路構成。再看圖的右邊，標號為P0.X引腳的圖標，也就是說P0.X引腳可以是P0.0到P0.7的任何一位，即在P0口有8個與上圖相同的電路組成。

下面，我們先就組成P0口的每個單元部份跟大家介紹一下：

先看輸入緩沖器：在P0口中，有兩個三態(tài)的緩沖器，在學數(shù)字電路時，我們已知道，三態(tài)門有三個狀態(tài)，即在其的輸出端可以是高電平、低電平，同時還有一種就是高阻狀態(tài)（或稱為禁止狀態(tài)），大家看上圖，上面一個是讀鎖存器的緩沖器，也就是說，要讀取D鎖存器輸出端Q的數(shù)據(jù)，那就得使讀鎖存器的這個緩沖器的三態(tài)控制端（上圖中標號為?讀鎖存器?端）有效。下面一個是讀引腳的緩沖器，要讀取P0.X引腳上的數(shù)據(jù)，也要使標號為?讀引腳?的這個三態(tài)緩沖器的控制端有效，引腳上的數(shù)據(jù)才會傳輸?shù)轿覀儐纹瑱C的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上。

D鎖存器：構成一個鎖存器，通常要用一個時序電路，時序的單元電路在學數(shù)字電路時我們已知道，一個觸發(fā)器可以保存一位的二進制數(shù)（即具有保持功能），在51單片機的32根I/O口線中都是用一個D觸發(fā)器來構成鎖存器的。大家看上圖中的D鎖存器，D端是數(shù)據(jù)輸入端，CP是控制端（也就是時序控制信號輸入端），Q是輸出端，Q非是反向輸出端。

對于D觸發(fā)器來講，當D輸入端有一個輸入信號，如果這時控制端CP沒有信號（也就是時序脈沖沒有到來），這時輸入端D的數(shù)據(jù)是無法傳輸?shù)捷敵龆薗及反向輸出端Q非的。如果時序控制端CP的時序脈沖一旦到了，這時D端輸入的數(shù)據(jù)就會傳輸?shù)絈及Q非端。數(shù)據(jù)傳送過來后，當CP時序控制端的時序信號消失了，這時，輸出端還會保持著上次輸入端D的數(shù)據(jù)（即把上次的數(shù)據(jù)鎖存起來了）。如果下一個時序控制脈沖信號來了，這時D端的數(shù)據(jù)才再次傳送到Q端，從而改變Q端的狀態(tài)。

多路開關：在51單片機中，當內(nèi)部的存儲器夠用（也就是不需要外擴展存儲器時，這里講的存儲器包括數(shù)據(jù)存儲器及程序存儲器）時，P0口可以作為通用的輸入輸出端口（即I/O）使用，對于8031（內(nèi)部沒有ROM）的單片機或者編寫的程序超過了單片機內(nèi)部的存儲器容量，需要外擴存儲器時，P0口就作為?地址/數(shù)據(jù)?總線使用。那么這個多路選擇開關就是用于選擇是做為普通I/O口使用還是作為?數(shù)據(jù)/地址?總線使用的選擇開關了。大家看上圖，當多路開關與下面接通時，P0口是作為普通的I/O口使用的，當多路開關是與上面接通時，P0口是作為?地址/數(shù)據(jù)?總線使用的。

輸出驅(qū)動部份：從上圖中我們已看出，P0口的輸出是由兩個MOS管組成的推拉式結構，也就是說，這兩個MOS管一次只能導通一個，當V1導通時，V2就截止，當V2導通時，V1截止。

與門、與非門：這兩個單元電路的邏輯原理我們在第四課數(shù)字及常用邏輯電路時已做過介紹，不明白的同學請回到第四節(jié)去看看。

前面我們已將P0口的各單元部件進行了一個詳細的講解，下面我們就來研究一下P0口做為I/O口及地址/數(shù)據(jù)總線使用時的具體工作過程。

1、作為I/O端口使用時的工作原理

P0口作為I/O端口使用時，多路開關的控制信號為0（低電平），看上圖中的線線部份，多路開關的控制信號同時與與門的一個輸入端是相接的，我們知道與門的邏輯特點是“全1出1，有0出0”那么控制信號是0的話，這時與門輸出的也是一個0（低電平），與讓的輸出是0，V1管就截止，在多路控制開關的控制信號是0（低電平）時，多路開關是與鎖存器的Q非端相接的（即P0口作為I/O口線使用）。

P0口用作I/O口線，其由數(shù)據(jù)總線向引腳輸出（即輸出狀態(tài)Output）的工作過程：當寫鎖存器信號CP

有效，數(shù)據(jù)總線的信號→鎖存器的輸入端D→鎖存器的反向輸出Q非端→多路開關→V2管的柵極→V2的漏極到輸出端P0.X。前面我們已講了，當多路開關的控制信號為低電平0時，與門輸出為低電平，V1管是截止的，所以作為輸出口時，P0是漏極開路輸出，類似于OC門，當驅(qū)動上接電流負載時，需要外接上拉電阻。

下圖就是由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線向P0口輸出數(shù)據(jù)的流程圖（紅色箭頭）。

P0口用作I/O口線，其由引腳向內(nèi)部數(shù)據(jù)總線輸入（即輸入狀態(tài)Input）的工作過程：

數(shù)據(jù)輸入時（讀P0口）有兩種情況

1、讀引腳

讀芯片引腳上的數(shù)據(jù)，讀引腳數(shù)時，讀引腳緩沖器打開（即三態(tài)緩沖器的控制端要有效），通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線輸入，請看下圖（紅色簡頭）。

2、讀鎖存器

通過打開讀鎖存器三態(tài)緩沖器讀取鎖存器輸出端Q的狀態(tài)，請看下圖（紅色箭頭）：

在輸入狀態(tài)下，從鎖存器和從引腳上讀來的信號一般是一致的，但也有例外。例如，當從內(nèi)部總線輸出低電平后，鎖存器Q＝0，Q非＝1，場效應管T2開通，端口線呈低電平狀態(tài)。此時無論端口線上外接的信號是低電乎還是高電平，從引腳讀入單片機的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。又如，當從內(nèi)部總線輸出高電平后，鎖存器Q＝1，Q非＝0，場效應管T2截止。如外接引腳信號為低電平，從引腳上讀入的信號就與從鎖存器讀入的信號不同。為此，8031單片機在對端口P0一P3的輸入操作上，有如下約定：為此，8051單片機在對端口P0一P3的輸入操作上，有如下約定：凡屬于讀-修改-寫方式的指令，從鎖存器讀入信號，其它指令則從端口引腳線上讀入信號。

讀-修改-寫指令的特點是，從端口輸入(讀)信號，在單片機內(nèi)加以運算(修改)后，再輸出(寫)到該端口上。下面是幾條讀--修改-寫指令的例子。

這樣安排的原因在于讀-修改-寫指令需要得到端口原輸出的狀態(tài)，修改后再輸出，讀鎖存器而不是讀引腳，可以避免因外部電路的原因而使原端口的狀態(tài)被讀錯。

P0端口是8031單片機的總線口，分時出現(xiàn)數(shù)據(jù)D7一D0、低8位地址A7一AO，以及三態(tài)，用來接口存儲器、外部電路與外部設備。P0端口是使用最廣泛的I／O端口。

2、作為地址/數(shù)據(jù)復用口使用時的工作原理

在訪問外部存儲器時P0口作為地址/數(shù)據(jù)復用口使用。

這時多路開關?控制?信號為?1?，?與門?解鎖，?與門?輸出信號電平由“地址/數(shù)據(jù)”線信號決定；多路開關與反相器的輸出端相連，地址信號經(jīng)“地址/數(shù)據(jù)”線→反相器→V2場效應管柵極→V2漏極輸出。例如：控制信號為1，地址信號為“0”時，與門輸出低電平，V1管截止；反相器輸出高電平，V2管導通，輸出引腳的地址信號為低電平。請看下圖（蘭色字體為電平）：

反之，控制信號為“1”、地址信號為“1”，“與門”輸出為高電平，V1管導通；反相器輸出低電平，V2管截止，輸出引腳的地址信號為高電平。請看下圖（蘭色字體為電平）：

可見，在輸出“地址/數(shù)據(jù)”信息時，V1、V2管是交替導通的，負載能力很強，可以直接與外設存儲器相連，無須增加總線驅(qū)動器。

P0口又作為數(shù)據(jù)總線使用。在訪問外部程序存儲器時，P0口輸出低8位地址信息后，將變?yōu)閿?shù)據(jù)總線，以便讀指令碼（輸入）。

在取指令期間，“控制”信號為“0”，V1管截止，多路開關也跟著轉(zhuǎn)向鎖存器反相輸出端Q非；CPU自動將0FFH（11111111，即向D鎖存器寫入一個高電平?1?）寫入P0口鎖存器，使V2管截止，在讀引腳信號控制下，通過讀引腳三態(tài)門電路將指令碼讀到內(nèi)部總線。請看下圖

如果該指令是輸出數(shù)據(jù)，如MOVX

@DPTR，A（將累加器的內(nèi)容通過P0口數(shù)據(jù)總線傳送到外部RAM中），則多路開關“控制”信號為?1?，“與門”解鎖，與輸出地址信號的工作流程類似，數(shù)據(jù)據(jù)由“地址/數(shù)據(jù)”線→反相器→V2場效應管柵極→V2漏極輸出。

如果該指令是輸入數(shù)據(jù)（讀外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器），如MOVX A，@DPTR（將外部RAM某一存儲單元內(nèi)容通過P0口數(shù)據(jù)總線輸入到累加器A中），則輸入的數(shù)據(jù)仍通過讀引腳三態(tài)緩沖器到內(nèi)部總線，其過程類似于上圖中的讀取指令碼流程圖。

通過以上的分析可以看出，當P0作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時，在讀指令碼或輸入數(shù)據(jù)前，CPU自動向P0口鎖存器寫入0FFH，破壞了P0口原來的狀態(tài)。因此，不能再作為通用的I/O端口。大家以后在系統(tǒng)設計時務必注意，即程序中不能再含有以P0口作為操作數(shù)（包含源操作數(shù)和目的操作數(shù)）的指令。

二、P1端口的結構及工作原理

P1口的結構最簡單，用途也單一，僅作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口使用。輸出的信息有鎖存，輸入有讀引腳和讀鎖存器之分。P1端口的一位結構見下圖.由圖可見，P1端口與P0端口的主要差別在于，P1端口用內(nèi)部上拉電阻R代替了P0端口的場效應管T1，并且輸出的信息僅來自內(nèi)部總線。由內(nèi)部總線輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)鎖存器反相和場效應管反相后，鎖存在端口線上，所以，P1端口是具有輸出鎖存的靜態(tài)口。

由上圖可見，要正確地從引腳上讀入外部信息，必須先使場效應管關斷，以便由外部輸入的信息確定引腳的狀態(tài)。為此，在作引腳讀入前，必須先對該端口寫入l。具有這種操作特點的輸入/輸出端口，稱為準雙向I/O口。8051單片機的P1、P2、P3都是準雙向口。P0端口由于輸出有三態(tài)功能，輸入前，端口線已處于高阻態(tài)，無需先寫入l后再作讀操作。

P1口的結構相對簡單，前面我們已詳細的分析了P0口，只要大家認真的分析了P0口的工作原理，P1口我想大家都有能力去分析，這里我就不多論述了。

單片機復位后，各個端口已自動地被寫入了1，此時，可直接作輸入操作。如果在應用端口的過程中，已向P1一P3端口線輸出過0，則再要輸入時，必須先寫1后再讀引腳，才能得到正確的信息。此外，隨輸入指令的不同，H端口也有讀鎖存器與讀引腳之分。

三、P2端口的結構及工作原理: P2端口的一位結構見下圖：

由圖可見，P2端口在片內(nèi)既有上拉電阻，又有切換開關MUX，所以P2端口在功能上兼有P0端口和P1端口的特點。這主要表現(xiàn)在輸出功能上，當切換開關向下接通時，從內(nèi)部總線輸出的一位數(shù)據(jù)經(jīng)反相器和場效應管反相后，輸出在端口引腳線上；當多路開關向上時，輸出的一位地址信號也經(jīng)反相器和場效應管反相后，輸出在端口引腳線上。

對于8031單片機必須外接程序存儲器才能構成應用電路（或者我們的應用電路擴展了外部存儲器），而P2端口就是用來周期性地輸出從外存中取指令的地址(高8位地址)，因此，P2端口的多路開關總是在進行切換，分時地輸出從內(nèi)部總線來的數(shù)據(jù)和從地址信號線上來的地址。因此P2端口是動態(tài)的I/O端口。輸出數(shù)據(jù)雖被鎖存，但不是穩(wěn)定地出現(xiàn)在端口線上。其實，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址，只不過是外部RAM的高8位地址。

在輸入功能方面，P2端口與P0和H端口相同，有讀引腳和讀鎖存器之分，并且P2端口也是準雙向口。

可見，P2端口的主要特點包括： ①不能輸出靜態(tài)的數(shù)據(jù)；

②自身輸出外部程序存儲器的高8位地址；

②執(zhí)行MOVX指令時，還輸出外部RAM的高位地址，故稱P2端口為動態(tài)地址端口。

即然P2口可以作為I/O口使用，也可以作為地址總線使用，下面我們就不分析下它的兩種工作狀態(tài)。

1、作為I/O端口使用時的工作過程

當沒有外部程序存儲器或雖然有外部數(shù)據(jù)存儲器，但容易不大于256B，即不需要高8位地址時（在這種情況下，不能通過數(shù)據(jù)地址寄存器DPTR讀寫外部數(shù)據(jù)存儲器），P2口可以I/O口使用。這時，“控制”信號為“0”，多路開關轉(zhuǎn)向鎖存器同相輸出端Q，輸出信號經(jīng)內(nèi)部總線→鎖存器同相輸出端Q→反相器→V2管柵極→V2管9漏極輸出。

由于V2漏極帶有上拉電阻，可以提供一定的上拉電流，負載能力約為8個TTL與非門；作為輸出口前，同樣需要向鎖存器寫入“1”，使反相器輸出低電平，V2管截止，即引腳懸空時為高電平，防止引腳被鉗位在低電平。讀引腳有效后，輸入信息經(jīng)讀引腳三態(tài)門電路到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線。

2、作為地址總線使用時的工作過程

P2口作為地址總線時，“控制”信號為?1?，多路開關車向地址線（即向上接通），地址信息經(jīng)反相器→V2管柵極→漏極輸出。由于P2口輸出高8位地址，與P0口不同，無須分時使用，因此P2口上的地址信息（程序存儲器上的A15~A8）功數(shù)據(jù)地址寄存器高8位DPH保存時間長，無須鎖存。

四、P3端口的結構及工作原理

P3口是一個多功能口，它除了可以作為I/O口外，還具有第二功能，P3端口的一位結構見下圖。

由上圖可見，P3端口和Pl端口的結構相似，區(qū)別僅在于P3端口的各端口線有兩種功能選擇。當處于第一功能時，第二輸出功能線為1，此時，內(nèi)部總線信號經(jīng)鎖存器和場效應管輸入/輸出，其作用與P1端口作用相同，也是靜態(tài)準雙向I/O端口。當處于第二功能時，鎖存器輸出1，通過第二輸出功能線輸出特定的內(nèi)含信號，在輸入方面，即可以通過緩沖器讀入引腳信號，還可以通過替代輸入功能讀入片內(nèi)的特定第二功能信號。由于輸出信號鎖存并且有雙重功能，故P3端口為靜態(tài)雙功能端口。P3口的特殊功能（即第二功能）： 使P3端品各線處于第二功能的條件是:

1、串行I/O處于運行狀態(tài)(RXD,TXD);

2、打開了處部中斷(INT0,INT1);

3、定時器/計數(shù)器處于外部計數(shù)狀態(tài)(T0,T1)

4、執(zhí)行讀寫外部RAM的指令(RD,WR)

在應用中,如不設定P3端口各位的第二功能(WR,RD信叼的產(chǎn)生不用設置),則P3端口線自動處于第一功能狀態(tài)，也就是靜態(tài)I／O端口的工作狀態(tài)。在更多的場合是根據(jù)應用的需要，把幾條端口線設置為第二功能，而另外幾條端口線處于第一功能運行狀態(tài)。在這種情況下，不宜對P3端口作字節(jié)操作，需采用位操作的形式。

端口的負載能力和輸入／輸出操作:

P0端口能驅(qū)動8個LSTTL負載。如需增加負載能力，可在P0總線上增加總線驅(qū)動器。P1，P2，P3端口各能驅(qū)動4個LSTTL負載。

前已述及，由于P0-P3端口已映射成特殊功能寄存器中的P0一P3端口寄存器，所以對這些端口寄存器的讀／寫就實現(xiàn)了信息從相應端口的輸入／輸出。例如： MOV A，P1 ；把Pl端口線上的信息輸入到A MoV P1，A ；把A的內(nèi)容由P1端口輸出 MOV P3，#0FFH ；使P3端口線各位置l

第二篇：單片機原理學習心得

單片機原理學習心得

授課老師： XXX

姓

名： XXX

學

號：XXX

通過本學期學習我收獲很大，雖然只是基礎課程，但是讓我對單片機有了深入的了解。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、保安、金融、儀器儀表、航空航天、醫(yī)療、通訊、辦公設備、娛樂休閑、健身、體育競賽、服務領域……，大量單片機——嵌入式技術已經(jīng)無處不在。正迅速改變著人們傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式。以前總聽人提到單片機與嵌入式根本不知道是啥，現(xiàn)在終于明白了。

單片機是單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer）的簡稱，又稱為嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller）。是一種把中央處理器（CPU：進行運算、控制）、存儲器（存放程序或數(shù)據(jù)的ROM：程序存儲器和RAM：數(shù)據(jù)存儲器）、輸入/輸出（I/O：串口、并口等）接口、定時器/計數(shù)器喝中斷控制器等部件集成在一塊芯片上面構成的單芯片微型計算機。其特點是控制功能強、可靠性高、通用性好、適應性廣、擴展靈活、易于嵌入。在實際應用中，主要是將單片機嵌入需要控制的設備中，對被控制對象進行智能化控制。根據(jù)被控制對象的不同，單片機大致有幾個方面的應用：工業(yè)控制、儀器儀表、辦公設備、家用電器、其他領域。典型單片機有MCS-

51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、AVR等。Intel公司的MCS-51單片機為主流產(chǎn)品，經(jīng)典，許多半導體廠家以其中的8051為基核，推出了許多兼容性的CHMOS單片機-80C51系列。Motorola單片機是世界上較大的單片機廠商之一。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領域及惡劣的環(huán)境。Microchip公司生產(chǎn)的PIC單片機是市場份額增長較快的單片機。其特點是運行速度快、低電壓、低功耗、大電流LCD驅(qū)動、低價位。適用于量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。美國德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的MSP430單片機為低電壓、低功耗產(chǎn)品，功能較強。主要應用于智能小區(qū)及四表系統(tǒng)。臺灣義隆公司(EMC)生產(chǎn)的EM78單片機為低功耗，低價格產(chǎn)品，優(yōu)越的數(shù)據(jù)處理功能。Atmel公司生產(chǎn)的AVR為高速、低功耗產(chǎn)品，支持ISP、IAP，I/O口驅(qū)動能力較強。

通過學習了解了具有代表性的MCS-51系列單片機的內(nèi)部結構、工作原理、指令系統(tǒng)、程序設計、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器。并行接口、串行接口、A/D與D/A轉(zhuǎn)換、其他接口與系統(tǒng)擴展等，熟悉了一個實際單片機的應用項目。

第三篇：單片機原理復習資料

單片機原理復習資料

5.MCS-51 單片機內(nèi)部RAM 可分為幾個區(qū)？各區(qū)的主要作用是什么？ 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器分為高、低128B 兩大部分。

低128B 為RAM 區(qū)，地址空間為00H～7FH，可分為：寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、堆棧及數(shù)據(jù)存儲區(qū)。存放程序運算的中間結果、狀態(tài)標志位等。高128B 為特殊功能寄存器（SFR）區(qū)，地址空間為80H～FFH，其中僅有21 個字節(jié)單元是有定義的。

6.MCS-51 單片機的P0～P3 四個I/O 端口在結構上有何異同？使用時應注意哪些事項

P0 口是一個8 位漏極開路型雙向I/O 端口。

P1 口是一個內(nèi)部帶上拉電阻的8 位準雙向I/O 端口。P2 口也是一個內(nèi)部帶上拉電阻的8 位準雙向I/O 端口 P3 口是一個內(nèi)部帶上拉電阻的8 位多功能雙向I/O 端口。

9.指出8051 可進行位尋址的存儲空間。

00~7FH(即20H.0~2FH.7)及SFR 地址能被8 整除的寄存器中的各位。

10.位地址90H 和字節(jié)地址90H 及P1.0 有何異同？如何區(qū)別？ 位地址90H 表示P1.0 位

字節(jié)地址90H 表示P1 口

11.在訪問外部ROM 或RAM 時，P0 和P2 口各用來傳送什么信號？P0 口為什么要采用

片外地址鎖存器？

P0 口傳送地址低八位后可復用數(shù)據(jù)線，所以，P0 口要采用片外地址

鎖存器。P2 口傳送

地址高八位。

12.什么是時鐘周期？什么是機器周期？什么是指令周期？當振蕩頻率為12MHz 時，一

個機器周期為多少微秒？

時鐘周期：也稱振蕩周期，即振蕩器的振蕩頻率fosc 的倒數(shù)，是時序中最小的時間單位。

機器周期：執(zhí)行一條指令的過程可分為若干個階段，每一階段完成一規(guī)定的操作，完成一個規(guī)定操作所需要的時間稱為一個機器周期，一個機器周期包含12 個時鐘周期。

當振蕩頻率為12MHz 時，一個機器周期為12/（12×1000000）秒=1 微秒

指令周期：定義為執(zhí)行一條指令所用的時間。

13.MCS-51 單片機有幾種復位方法？復位后，CPU 從程序存儲器的哪一個單元開始執(zhí)行

程序？

MCS-51 的復位電路包括上電復位電路和按鍵（外部）復位電路 0000H

1．MCS-51 有哪幾種尋址方式？舉例說明它們是怎樣尋址的？ MCS-51 指令系統(tǒng)的尋址方式有以下7 種：

立即尋址方式：操作數(shù)直接出現(xiàn)在指令中。

直接尋址方式中：操作數(shù)的單元地址直接出現(xiàn)在指令中。

寄存器尋址方式中：寄存器中的內(nèi)容就是操作數(shù)。

寄存器間接尋址方式中，指定寄存器中的內(nèi)容是操作數(shù)的地址，該地址對應存儲單元的內(nèi)容才是操作數(shù)。

變址尋址方式是以程序指針PC 或數(shù)據(jù)指針DPTR 為基址寄存器，以累加器A 作為變址

寄存器，兩者內(nèi)容相加（即基地址+偏移量）形成16 位的操作數(shù)地址，相對尋址是以程序計數(shù)器PC 的當前值作為基地址，與指令中的第二字節(jié)給出的相對偏

移量rel 進行相加，所得和為程序的轉(zhuǎn)移地址。

位地址：內(nèi)部RAM 地址空間的可進行位尋址的128 位和SFR 地址空間的可位尋址的11

個8 位寄存器的88 位。位尋址給出的是直接地址。

1．MCS-51 系列單o片機能提供幾個中斷源、幾個中斷優(yōu)先級？各個中斷源的優(yōu)先級怎樣確

定？在同一優(yōu)先級中，各個中斷源的優(yōu)先順序怎樣確定？

答：MCS-51 系列單片機能提供5 個中斷源，2 個中斷優(yōu)先級。各個中斷源的優(yōu)先級是由

特殊功能寄存器IP 來確定，IP 中和各個中斷源對應位為1 時，此中斷源為高優(yōu)先級，否則為

低優(yōu)先級。在同一優(yōu)先級中，各個中斷源的優(yōu)先順序是由自然優(yōu)先級來確定的。

2．簡述MCS-51 系列單片機的中斷響應過程。

答：MCS-51 系列單片機的中斷響應過程是按照以下順序執(zhí)行的：開中斷-----中斷請求-----

-中斷判斷-------中斷響應-------中斷返回。

1．8051 定時器/計數(shù)器有哪幾種工作模式？各有什么特點？

答：8051 定時器/計數(shù)器有0，1，2，3 四種工作模式。模式0 為13 位1 定時器/計數(shù)器，模式1 為16 位1 定時器/計數(shù)器，模式2 為自動賦初值的8 位定時器/計數(shù)器，模式3 可以增

加一個8 位定時器（T1 沒有模式3）。

1．異步通信和同步通信的主要區(qū)別是什么？MCS-51 串行口有沒有同步通信功能？

答案：

異步通信因為每幀數(shù)據(jù)都有起始位和停止位，所以傳送數(shù)據(jù)的速率受到限制。但異步通

信不需要傳送同步脈沖，字符幀的長度不受限制，對硬件要求較低，因而在數(shù)據(jù)傳送量不很

大。同步通信一次可以連續(xù)傳送幾個數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)不需起始位和停止位，數(shù)據(jù)之間不留間隙，因而數(shù)據(jù)傳輸速率高于異步通信。但同步通信要求用準確的時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端與接收端之間的嚴格同步。

MCS-51 串行口有同步通信功能。

2．解釋下列概念：

(1)并行通信、串行通信。

(2)波特率。

(3)單工、半雙工、全雙工。

(4)奇偶校驗。

答案：

（1）并行通信：數(shù)據(jù)的各位同時進行傳送。其特點是傳送速度快、效率高，數(shù)據(jù)有多少位，就需要有多少根傳輸線。當數(shù)據(jù)位數(shù)較多和傳送距離較遠時，就會導致通信線路成本提高, 因

此它適合于短距離傳輸。

串行通信：數(shù)據(jù)一位一位地按順序進行傳送。其特點是只需一對傳輸線就可實現(xiàn)通信，當傳輸?shù)臄?shù)據(jù)較多、距離較遠時，它可以顯著減少傳輸線，降低通信成本，但是串行傳送的速度慢。

（2）波特率：每秒鐘傳送的二進制數(shù)碼的位數(shù)稱為波特率（也稱比特數(shù)），單位是bps（bit per

second），即位/秒。

（3）單工：只允許數(shù)據(jù)向一個方向傳送，即一方只能發(fā)送，另一方只能接收。

半雙工：允許數(shù)據(jù)雙向傳送，但由于只有一根傳輸線，在同一時刻只能一方發(fā)送，另

一方接收。

全雙工：允許數(shù)據(jù)同時雙向傳送，由于有兩根傳輸線，在A 站將數(shù)據(jù)發(fā)送到B 站的同

時，也允許B 站將數(shù)據(jù)發(fā)送到A 站。

（4）奇偶校驗：為保證通信質(zhì)量，需要對傳送的數(shù)據(jù)進行校驗。對于異步通信，常用的校驗方法是奇偶校驗法。

采用奇偶校驗法，發(fā)送時在每個字符（或字節(jié)）之后附加一位校驗位，這個校驗位可以是

“0”或“1”，以便使校驗位和所發(fā)送的字符（或字節(jié)）中“1”的個數(shù)為奇數(shù)——稱為奇校驗，或為偶數(shù)——稱為偶校驗。接收時，檢查所接收的字符（或字節(jié)）連同奇偶校驗位中“1”的個

數(shù)是否符合規(guī)定。若不符合，就證明傳送數(shù)據(jù)受到干擾發(fā)生了變化，CPU 可進行相應處理。

第四篇：并行IO口電路擴展幾個問題（本站推薦）

并行I/O口電路擴展幾個問題，你會嗎？

7-1 為什么當系統(tǒng)接有外部程序存貯器時，P2口不能再作I/O口使用了？

7-2 8255有幾種工作方式？試說明其每種工作方式的意義？

7-3 8155擴展器有幾部分組成？試說明其作用？

7-4 試設計一個8031單片機系統(tǒng)，系統(tǒng)至少有120條外部I/O口線和4KEPROM，并寫出其地址。

7-5 在單片機中控制I/O操作有幾種方法？試說明各種方法的特點。

7-6 三態(tài)緩沖器為什么能實現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離？

7-7 MCS－５１單片機采用哪一種I/O編址方式？有哪些特點可以證明？

7-8 “在MCS－５１中，由于I/O與RAM是統(tǒng)一編址的，因此要把外部RAM的６４K地址空間撥出一部分給擴展I/O口使用”。這種說法對嗎？

7-9 如何在一個４＊４的鍵盤中使用掃描進行被按鍵的識別？

7-10 寫出８２５５A方式０可能出現(xiàn)的１６種控制字及相對應的各口輸入／輸出狀態(tài)。7-11 使用定時器中斷方法設計一個秒閃電路，讓LED顯示器每秒有４００ms點亮。假定晶

振頻率為６MHz，畫電路連接圖并編寫程序。

7-12 單片機用內(nèi)部定時方法產(chǎn)生頻率為100kHz等寬矩形波，假定單片機的晶振頻率為

12MHz，請編程實現(xiàn)。

7-13有晶振頻率為6MHz的MCS-51單片機，使用定時器0以定時方法在P1.0輸出周期為

400us，占空比為10：1的矩形脈沖，以定時工作方式2編程實現(xiàn)。

7-14以定時器/計數(shù)器1進行外部事件計數(shù)。每計數(shù)1000個脈沖后，定時器/計數(shù)器1轉(zhuǎn)為定時工作方式，定時10ms后，又轉(zhuǎn)為計數(shù)方式，如此循環(huán)不止。假定單片機晶振頻率為6MHz，請使用工作方式1編程實現(xiàn)。

7-15以中斷方法設計單片機秒，分脈沖發(fā)生器。假定P1.0每秒鐘產(chǎn)生一個機器周期的正脈沖，P1.1每分鐘產(chǎn)生一個周期的正脈沖。

7-16一個定時器的定時時間有限，如何實現(xiàn)兩個定時器的串行定時，以滿足較長定時時間的要求？

7-17使用一個定時器，如何通過軟硬件結合的方法，實現(xiàn)較長時間的定時？

7-18假定單片機晶振頻率為6MHz,要求每隔100ms，從外部RAM以data開始的數(shù)據(jù)區(qū)傳送

一個數(shù)據(jù)到P1口輸出，共傳送100個數(shù)據(jù)。要求以兩個定時器串行定時方法實現(xiàn)。7-19每隔1秒鐘讀一次P1.0,如果所讀的狀態(tài)為“1”，內(nèi)部RAM10H單元加1，如果所讀的狀態(tài)為“0”，則內(nèi)部RAM 11H單元加1，假定單片機晶振頻率為12MHz,請以軟硬件結合方法定時實現(xiàn)之。

第五篇：2012 單片機原理課程設計要求

通信0901/02單片機原理課程設計要求

（2011-2012學年第2學期）

1.綜合運用已學習過單片機原理、模擬電路和數(shù)字電路等知識，閱讀相關單片機電路芯片資料和相關文獻，了解單片機電路設計的有關知識，方法和特點，掌握基本的單片機電路設計和芯片使用方法。

2.完成51單片機最小系統(tǒng)設計與制作，并利用最小系統(tǒng)完成一個單片機的簡單應用實例，一人一題，所設計的電路必須制作成功，并且全部或者部分通過計算機仿真。傳感器部分必須寫清楚工作原理以及應用電路設計，其輸出信號可以采用電壓或者電流參數(shù)代替。

3.課程設計報告應包括有電路工作原理分析、電路元器件參數(shù)設計計算、電路調(diào)試說明、電路圖（自己畫）、元器件裝配圖（自己畫）、元器件清單等內(nèi)容，字數(shù)要求2000字以上，需要寫自己的收獲和體會。

4.所有的文檔和表格必須采用Word形式。

5.同類型的設計題可以組成一個設計組，組員之間可以開展研究與討論。雷同者均計0分。

6.獨立完成芯片英文參考資料的翻譯工作，理解資料內(nèi)容。

7.英文資料中的圖可以直接采用（pdf文檔中的圖可放大300倍后裁剪到Word文檔中），圖中的英文可以采用英文（中文）方式翻譯在圖下。

8.英文資料中的一些詞，如果翻譯拿不準，可以采用英文（中文）方式標注。

9.設計資料中的有關的公式可以直接采用。

10.設計資料中有關的曲線圖直接采用，成文時根據(jù)需要選用（pdf文檔中的圖可放大300倍后裁剪到Word文檔中）。

11.交制作的作品、文字稿和電子稿，采用Word文檔形式。

12.參考文獻

（1）黃智偉.凌陽單片機課程設計指導．北京：北京航空航天大學出版社，2007

（2）周航慈.單片機程序設計基礎．北京：北京航空航天大學出版社，1997

（3）求實科技.單片機典型模塊設計實例導航．北京：人民郵電出版社，2004

（4）余永權.89系列（MCS-51）Flash單片機原理及應用.北京：電子工業(yè)出

版社，2003

（5）王幸之.單片機應用系統(tǒng)電磁干擾與抗干擾技術．北京：北京航空航天大

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（6）黃智偉．全國大學生電子設計競賽技能訓練．北京：北京航空航天大學出

版社，2007

（7）黃智偉．全國大學生電子設計競賽制作實訓．北京：北京航空航天大學出

版社，2007

（8）黃智偉．全國大學生電子設計競賽系統(tǒng)設計．北京：北京航空航天大學出

版社，2006

（9）黃智偉．全國大學生電子設計競賽電路設計．北京：北京航空航天大學出

版社，2006

（10）黃智偉.印制電路板（PCB）設計技術與實踐.北京：電子工業(yè)出版社，2009