单片机面试试题解析：系统设计、PCI总线与中断处理

"单片机相关知识" 单片机是一个集成了一整套处理和控制功能的微型计算机系统，主要用于嵌入式系统设计。一个典型的单片机系统主要由以下几个模块组成： 1. CPU（中央处理器）：执行指令，进行运算和逻辑控制。 2. 存储器：包括ROM（只读存储器）用于存储固件，RAM（随机存取存储器）用于临时存储数据。 3. 输入/输出（I/O）接口：如P1、P2、P3等端口，用于与外部设备通信。 4. 定时/计数器：用于定时、计数或生成脉冲信号。 5. 中断系统：处理来自外部或内部的中断请求。 数据流通常从外部设备通过I/O端口进入单片机，经过CPU处理后，可能存储在内存中，也可能再次通过I/O端口传回外部设备。控制流主要由CPU发出，根据程序指令控制整个系统的运行。 8031与2716（2K*8ROM）的连接通常涉及地址线、数据线和控制线。采用三-八译码器，如74LS138，可以将P2.5、P2.4和P2.3作为地址线的一部分参与译码，形成基本地址范围3000H-3FFFH。如果P2.5、P2.4和P2.3不全为1，则不会有重叠地址。若有重叠，如P2.5固定为1，其他两线变化，则每片2716的重叠地址范围为2000H-2FFFH、6000H-6FFFH和E000H-EFFFH。 设计8051单片机驱动8*16键盘和8个共阳数码管的原理图，需要考虑以下几点： - 键盘连接：每个按键对应一个或多个I/O口，通过扫描方式识别按下的键。 - 数码管驱动：使用74HC595之类的移位寄存器和门电路来实现动态显示，逐段控制数码管的亮灭。 PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是一种高性能局部总线，主要特点是： 1. 高速：早期版本速度可达32位数据宽度下的33MHz，后来的PCI-X和PCIe更快。 2. 全双工：同时支持数据的发送和接收。 3. 热插拔：允许设备在系统运行时插入或移除。 4. 多功能：可连接各种设备，如显卡、网卡、声卡等。 中断是单片机对外部事件的响应机制，中断过程包括： 1. 中断请求：外部或内部事件触发中断请求。 2. 中断响应：CPU检测并接受中断请求。 3. 保护现场：保存当前状态，如程序计数器PC和寄存器内容。 4. 转入中断服务程序：执行相应的处理代码。 5. 恢复现场：中断服务完成后，恢复先前保存的状态。 6. 中断返回：继续执行被中断的程序。 单片机中断类型有外部中断、定时器/计数器中断、串行口中断等，编写中断程序时需注意： 1. 开中断：启用中断系统。 2. 中断入口地址：设置正确的中断服务程序地址。 3. 中断优先级：配置中断优先级，避免处理冲突。 4. 中断屏蔽：根据需要关闭不必要的中断。 5. 关中断：在关键操作期间防止新中断发生。 单片机上电后未运行，首先检查电源是否正常，复位电路是否有效，晶振是否工作，以及程序是否正确烧录到ROM中。 PC芯片组是主板的核心，由北桥和南桥组成。北桥负责连接CPU、内存和高速扩展总线（如PCI/PCIe），处理高速数据交换。南桥则管理低速设备，如USB、串口、键盘控制器等。随着技术发展，部分功能已集成到CPU，形成单芯片解决方案。