思考题及习题1
一、填空
1.微型计算机由CPU、存储器、I/O 口三个必要的功能部件组成,各个功能部件 之间数据总线、地址总线、控制总线等三类总线连接成为整体。
2.单片机是将CPU、ROM、RAM、I/O 口和中断系统、定时/计数器等功能模 块集成到一块硅片上的芯片级微型计算机系统。
3.当今国际上大都采用MCU或者EMCU来代替“单片机” 一词。
二、简答：
1.单片机的编程语言总体上有哪三大类？它们各有什么特点？
答：单片机的编程语言总体上可以分为三大种类：机器语言、汇编语言和高级语言。
(1)机器语言是一种直接面向机器、唯一能被计算机直接识别和执行的计算机语言。它 是一串
由和“1”组成的二进制代码。目标程序的执行速度快，占用内存少，运行效率高， 但它不易理解和记忆，编写、阅读、修改和调试都很麻烦。
(2)汇编语言是用助记符表示指令的语言，目的是使指令便于书写、识别和记忆。汇编 语言实质上是机器语言的符号表示，即汇编指令和机器指令一一对应，故这种计算机语言也 是面向机器的语言，用汇编语言编写的程序要比与其等效的高级语言程序，具有更高的目标 代码转换效率，占用内存资源少，运行速度快；虽然引入了简单的指令助记符，但是汇编语 言在使用上仍然比高级语言困难得多；汇编语言还缺乏良好的通用性和可移植性。
(3)C语言是当代应用最为广泛、影响最为深远的主流高级编程语言之一。用C语言编 写的C源程序(*.c)可读性强，易学易理解，编程效率高，尤其具备汇编源程序所不具备的良 好通用性和可移植性；同时它还支持结构化程序设计及其自动化集成开发工具/环境，这使 得程序员能够集中时间和精力去从事对于他们来说更为重要的创造性劳动，从而显著提高了 程序的质量和工作的效率。
2.单片机的主要特点是什么？
答：(1)集成度高，易于扩展；(2)面向应用，突出控制；(3)可靠性高，适应性强；(4) 性价比高，易于嵌入。
3.51内核的主流单片机产品有哪几种？它们各有什么特点？
答：(DMCS-51系列单片机分为基本型和增强型两大子系列：51子系列和52子系列， 以芯片型号的最末位数字作为标志。
51子系列主要有8031、8051、8751三种机型。它们的指令系统与芯片引脚完全兼容， 仅片内程序存储器有所不同：8031片内没有程序存储器；8051的片内程序存储器是4KB的 掩膜ROM； 8751内部含有4KB的EPROMo 51子系列单片机的主要特性如下：8位CPU, 编程语言下载含布尔处理器；片内自带振荡器，最高时钟频率为12MHz； 4KB的程序存储器；128字节 的数据存储器；128个用户位寻址空间；21个字节特殊功能寄存器；4个8位并行I/O接口； 2个16位定时/计数器；具有2个优先级的5个中断源；1个全双工串行口； 111条指令，含 乘/除法指令；采用单一+5V电源供电。52子系列主要有8032、8052、8752三种机型。
52子系列与51子系列的不同之处在于：片内数据存储器增至256字节，特殊功能寄存 器增
至26个；片内程序存储器增至8KB (不包括8032)； 3个16位定时器/计数器，6个中 断源；其它性能均与51子系列相同。
22) AT89系列单片机也分为51和52两个子系列，每个子系列都有4种型号。AT89LS 和AT89LV机型可以在更低的电压(2.7V)和更宽的电压范围(2.7V〜6.0V)下工作。随着Atmel 公司宣布停产AT89C51/52芯片，近年来AT89C51/2已逐渐被AT89S51/2所取代。AT89s51/2 相对于AT89c51/2在性能上有了较大提升，而价格基本不变，甚至比AT89c51/2更低。
AT89s51/2单片机与MCS-51系列单片机的指令和引脚完全兼容，其新增或增强的主要 功能和特性如下：片内带振荡器，最高时钟频率可达33MHz； 4/8KB的Flash程序存储器， 可擦写次数达1000次以上；128/256字节的数据存储器，26/32个字节特殊功能寄存器；新 增在系统/在线编程（ISP）功能，无需专用编程器/仿真器，直接通过串行口即可改写Flash程 序存储器内的用户代码；集成双数据指针DPTRO、DPTR1,数据操作更加快捷方便；14位 的看门狗定时器；低功耗电源管理模式。
33） STC89系列单片机是宏晶科技生产的8位微控制器，保存了传统51单片机的所有特 性，
其指令集完全兼容传统51单片机。内置64K字节的FLASH用户应用程序空间；支持 ISP （在系统编程）和IAP （在应用编程），ISP允许用户在无需从开发系统中移除单片机的情况 下下载新的代码，IAP指的是在应用程序运行时向FLASH存储器写入非易失性数据；片上 集成512/1280字节的数据空间以满足多个领域的应用需求；12时钟/机器周期（12T）模式或6 时钟/机器周期（6T）模式可以按需自由配置。此外，该系列产品还包含附加的I/O 口 P4 口、4 个外部中断源、定时器T2以及看门狗定时器、低功耗管理模式等等。
4.简述STC89系列单片机的资源配置。
答：STC89系列单片机的主要配置如下：
•增强型51内核CPU,可运行于1217单倍速模式或617双倍速模式，指令代码完全 兼容传统51单片机；
•工作电压范围：5.5-3.3V （STC89C 子系列）/ 3.6-2.0V （STC89LE 子系列）；
•工作频率范围：0〜40MHz，在617双倍速模式下相当于传统51单片机的。〜80MHz, 理论上最高工作频率可达48MHz；
•片上集成4K/8K/13K/16K/32K/64K字节的FLASH用户应用程序空间；
•ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可 通过串行口直接下载用户应用程序；
•片上集成512/1280字节的RAM存储空间；
•4个8位的双向I/O 口 P0〜P3,并附带1个P4 口，通用I/O 口最多可达35/39个;
•8个中断源，分为4个中断响应优先级；
•4路外部中断源，支持下降沿或低电平触发方式；
•3个16位的定时/计数器，其中定时器T2是带有可编程时钟输出的加/减计数器；
•增强型通用异步串行口（UART）,具有硬件地址识别、框架错误检测功能，并自带 波特率发生器；
•1个15位的看门狗定时器，带有8位的时钟预定标器；
•2种低功耗电源管理模式：空闲模式、掉电模式，掉电模式可由外部中断源唤醒；
•工作温度范围：-40〜85℃（工业级）、0〜75℃（商业级）；
•封装类型：PDIP-40、PQFP-44、LQFP-44、PLCC-44。
5.简述单片机的开展趋势。
答：（1） CPU的开展：单片机的早期产品只能处理8位数据，如今带有16位CPU的单 片机已经非常普遍，某些产品如STM32系列单片机的数据处理能力已经到达了 32位。CPU 的运行速度越来越快：① 时钟频率提高；②引入多级流水线技术；③ 减少振荡周期数/ 机器周期也可以提高指令的执行速度。
（2）存储器的开展：片内集成存取速度更快的Flash ROM已成为当今单片机产品市场的 主流开展趋势，Flash存储器的内置容量逐渐被扩充。
（3）1/0 口数量和功能：对于通用单片机，并行I/O 口的数量增多，可以提供假设干种串行 I/O □,增强了并行驱动能力。
(4)片上资源的增加I：除了包含传统51单片机的中断系统、定时/计数器、UART串行 口之外，还可能有A/D转换器、PWM模块以及SCI、SPL CAN串行总线接口等等。
(5)开发方式的进步：目前主流单片机产品均有各自配套的C编译器，尤其是C51语言 已经成为了 51单片机的通用编程语言。用户可以利用C51语言和Keil C51软件开发工具/ 环境，实现高效快捷的51单片机应用程序开发，如编辑、编译、调试以及烧写等。在程序 下载/烧写方面，越来越多的产品支持在系统编程(ISP)和在应用中编程(IAP)技术。
(6)低电压低功耗：目前很多单片机产品均可采用较宽范围的电压供电，通常其CPU 内核工作于1.5〜2.5V,外围I/O □工作于3〜5V；同时它们还支持低功耗运行模式，可以 按需控制CPU进入、退出空闲或者掉电状态。

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