单片微型计算机原理及应用课后答案_华中科技大学

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1、习题1 1习题25习题37习题410习题514习题617习题1 1.1什么是单片微型计算机? 29答：单片微型计算机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，是计算机微型化的典型代表之一，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。 1.2单片机的发展经历了哪几个阶段？在哪一阶段确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 答：单片机初级阶段（1974—1976年），芯片化探索阶段（1976—1978年），8位单片机成熟阶段（1978—1982年），从SCM向MCU过渡阶段（1983—1990年），MC

2、U百花齐放阶段（1990年—至今）。 其中，芯片化探索阶段（1976—1978年）确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 1.3 单片机可分为几个系列？简述每个系列的主要特性。 答：单片机按系列可分为80C51系列、PIC系列和AVR系列等。 PIC系列单片机是Micro Chip公司的产品，与51系列单片机不兼容。 1) PIC系列单片机最大的特点是从实际出发，重视产品的性能与价格比，发展多种型号来满足不同层次的应用要求。 2) 精简指令使其执行效率大为提高。 3) 产品上市零等待（Zero time to market）。 4) PIC有优越开发环境。 5) 其引脚具有防瞬

3、态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。 6) 彻底的保密性。 7) 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。 8) 睡眠和低功耗模式。 AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。AVR单片机的主要特性 1) AVR单片机以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此)，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执

4、行指令。  2) AVR单片机硬件结构采取8位机与16位机的折中策略，即采用局部寄存器堆(32个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(即输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑)。提高了指令执行速度(1MIPS/MHz)，克服了瓶颈现象；同时又减少了对外设管理的开销，相对简化了硬件结构，降低了成本。  3) AVR单片机内嵌高质量的Flash程序存储器，擦写方便，支持ISP和IAP，便于产品的调试、开发、生产、更新。  4) AVR单片机的I/O线全部带可设置的上拉电阻、可单独设定为输入/输出、可设定（初始）高阻输入、驱动能力强（可省去功率驱动器件）等特性，使得I

5、/O口资源灵活、功能强大、可充分利用。 5) AVR单片机片内具备多种独立的时钟分频器，分别供URAT、I2C、SPI使用。 6) 增强性的高速同/异步串口，具有硬件产生校验码、硬件检测和校验帧错、两级接收缓冲、波特率自动调整定位（接收时）、屏蔽数据帧等功能，提高了通信的可靠性，方便程序编写，更便于组成分布式网络和实现多机通信系统的复杂应用，串口功能大大超过MCS-51/96单片机的串口，加之AVR单片机高速，中断服务时间短，故可实现高波特率通讯。 7) 面向字节的高速硬件串行接口TWI、SPI。TWI与I2C接口兼容，具备ACK信号硬件发送与识别、地址识别、总线仲裁等功能

6、，能实现主/从机的收/发全部4种组合的多机通信。SPI支持主/从机等4种组合的多机通信。 8) AVR单片机有自动上电复位电路、独立的看门狗电路、低电压检测电路BOD，多个复位源(自动上电复位、外部复位、看门狗复位、BOD复位)，可设置的启动后延时运行程序，增强了嵌入式系统的可靠性。 9) AVR单片机具有多种省电休眠模式，且可宽电压运行（5~2.7V），抗干扰能力强，可降低一般8位机中的软件抗干扰设计工作量和硬件的使用量。 2910) AVR单片机技术体现了单片机集多种器件(包括FLASH程序存储器、看门狗、EEPROM、同/异步串行口、 TWI、SPI、A/D模数转换器

7、、定时器/计数器等)和多种功能(增强可靠性的复位系统、降低功耗抗干扰的休眠模式、品种多门类全的中断系统、具有输入捕获和比较匹配输出等多样化功能的定时器/计数器、具有替换功能的I/O端口等)于一身，充分体现了单片机技术的从“片自为战”向“片上系统SOC”过渡的发展方向 1.4 简述单片机技术发展的趋势。 答：（1）单片机的大容量化 单片机内存储器容量进一步扩大。以往片内ROM为1KB～8KB，RAM为64字节～256字节。现在片内ROM可达40KB，片内RAM可达4KB，I/O也不需再外加扩展芯片。OTPROM、Fl