2015单片机应用基础与科技创新公选课复习题.doc

公选课《单片机应用基础与科技创新》复习辅导 第一章：单片机的概念，分类、特点。 概念：单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，简称单片机——单片机实质上就是一个芯片。 分类：4位机、8位机、16位机，目前8位单片机仍是单片机的主流机型。 生产厂商： 美国微芯片公司:PIC16C××系列、PIC17C××系列、PIC1400系列， 美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列， 美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列， 美国齐洛格公司的Z8系列， 日本电气公司的μPD78××系列， 美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8（3870）系列等。 特点：体积小，重量轻；电源单一，功耗低；功能强，价格低；运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。 第二章： 单片机内部功能部件有哪些及作用：（以MCS-51系列为例） 中央处理器CPU：8位，运算和控制功能 内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。 定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。 并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。输入、输出 串行口：一个全双工串行口，通讯用。 中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个） 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ。为CPU提供时钟的。驱动单片机进行工作。 其他：AD,DA显示等 时钟振荡电路构成：反相放大器，晶振，涤纶电容。 复位电路类型和作用：（1）上电时保证系统元件从初始状态开始，处于一个固定的状态；（2）人工能够参与复位；（3）系统受到干扰后，运行异常，自动复位。 中断概念：中断是指由于某种随机事件的发生，计算机暂停现行程序的运行，转去执行另一程序，以处理发生的事件，处理完毕后又自动返回原来的程序继续运行。将能引起中断的事件称为中断源。CPU现行运行的程序称为主程序。处理随机事件的程序称为中断服务子程序。 应用系统的基本组成：硬件系统和软件系统组成。 应用系统设计内容（硬软件设计功能）：1）单片机主系统设计-硬件；2) 接口电路及外设设计(包括抗干扰设计）-硬件；3)应用软件设计(包括抗干扰设计。 设计主要步骤：总体设计阶段、硬件设计、软件设计及系统调试和维护。 硬件设计原则：1）尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。2）应充分满足应用系统的功能要求，并留有余地。3）硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。考虑的原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实现，以简化硬件结构。但应注意，系统运行速度,实时性。4）系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。5）必须进行可靠性及抗干扰设计.包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。6）单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。 软件设计内容：建立数学模型；编程序。应对被控对象的物理过程和计算任务进行全面分析，并从中提炼出数学表达式，即建立数学模型。非线性补偿常用方法有：查表法、插值法、曲线拟合等。 标度变换及其程序设计：无论何种量纲信号，计算机通过A/D得到的数字信号是一样的，不是实际数值。为了使显示、记录、打印等结果能反映被测量的实际数值，就必须对A/D转换后的数字信号进行变换。这种测量结果的数字变换就是标度变换。 数字滤波：47-49页（1）算术平均滤波程序；（2）中值滤波程序；（3）低通数字滤波器模型。 PID算法：51-52页 第三章： 备赛“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛”的应注意的问题: （一）选题： （1）要根据科研、生产、教学、生活等各方面社会需要 （2）要结合本校的具体条件和特点 （3）要考虑《挑战杯》的特点：先进性、科学性、现实意义 （4）要掌握较多的信息 （5）课题一般不宜过大，但必须有创新。但也不要过小。 （6）若选国家项目的子项，则应把研究范围划清 （7）同一个学校申报作品不要集中在某一个学科领域，避免自相竞争 （8）涉及几个学科领域时，按学术方向或发明点来填写 （二）填写作品申报书注意事项： （1）仔细阅读《挑战杯》竞赛章程、评审规则和《作品申报书》说明 （2）个人作品：1）申报者需承担申报项目60％以上的研究工作；2）合作者不超过二人，且均为学生；3）合作者学历不高于申报者；4）鉴定书、专利证书、发表作品署名均需第一作者 （3）集体作品：1）合作者超过二人；2）合作者虽不超过二人，但无法区分第一作者 （4）正确填报作品类别及学科领域：1）科技发明制作A、B类区别