單片機(jī)整理剖析

1、單片機(jī)1一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備，輸出設(shè)備五大部分組 成。2隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，CPU,Memory與I/O接口等主板上的主要部件集成到一個(gè)芯片上，就構(gòu)成了芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一一單片機(jī)。3.單片機(jī)還有一個(gè)常用的名字一一微控制器單元。4單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)控制，儀表測(cè)控，機(jī)電一體化產(chǎn)品，計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，智 能化家電。5. 十進(jìn)制使用D,二進(jìn)制使用B,八進(jìn)制使用O或Q,十六進(jìn)制使用H作為不同數(shù)制區(qū)分 后綴。6. 用4位二進(jìn)制碼的組合來(lái)表示1位十進(jìn)制數(shù)，這種二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)稱為 BCD 碼。7. 單片機(jī)最小系統(tǒng)（要會(huì)畫(huà)）包括電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。下圖

2、左邊是內(nèi)部 時(shí)鐘電路，右邊是外部時(shí)鐘電路。XTAL1T嚴(yán)8051外部時(shí)鐘8051XTAL2XTAUV5S至內(nèi)部時(shí)鐘電路土8051采用40引腳DIP封裝形式（雙列直插式封裝）。Vcc（ 40腳）：電源端，接+5V直流電源。Vss（ 20腳）：接地端。XTAL1（19腳）/XTAL2（18腳）：內(nèi)部振蕩器的輸入端，接外部晶振；如果采用外部時(shí)鐘， XTAL2引腳連外部時(shí)鐘，XTAL1引腳要懸空。ALE/PROG4E（ 30腳）：地址鎖存允許信號(hào)。PSEN4E（ 29腳）:外部程序存儲(chǔ)允許輸出端，低電平有效。EA非/Vpp（31腳）：外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端。當(dāng)EA非為高電平時(shí)，CPU執(zhí)行片內(nèi)存儲(chǔ)

3、器指令，EA非為低電平時(shí)，CPU只執(zhí)行片外存儲(chǔ)器指令。RST/VD（ 9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端。晶振工作時(shí)，在此引腳上保持兩個(gè)機(jī)器周期的高 電平將使單片機(jī)復(fù)位。正常運(yùn)行時(shí)為低電平。8. 8051主要硬件資源：8位中央處理單元 CPU;程序存儲(chǔ)器ROM;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM;21個(gè)特殊功能寄存器 SFR;4個(gè)8位并行I/O 口 P0P3;2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1;5個(gè)中斷源，具體包括2個(gè)外部中斷源INT0和INT1,3個(gè)內(nèi)部中斷源;1個(gè)全雙工的異步串行接口。9中央處理器CPU是單片機(jī)的核心組成部分，從功能上可以分為控制器和運(yùn)算器兩 個(gè)部分。10. 程序計(jì)數(shù)器PC是一個(gè)16位的專用寄存器，

4、可尋址范圍是OOOOHFFFFH共64K,它的作用是存放CPU下一條要執(zhí)行的指令代碼所在存儲(chǔ)單元的16位地址。在順序執(zhí)行過(guò)程中，CPU每取出一條指令放到地址總線，PC的內(nèi)容會(huì)自動(dòng)加1、2或3（取決于指令的長(zhǎng)度）。單片機(jī)復(fù)位后，PC自動(dòng)清0,即PC=0000H,CPU從ROM單元取第一條指令執(zhí)行。11. 數(shù)據(jù)指針DPTR是一個(gè)16位的專用地址指針寄存器，由兩個(gè)8位寄存器DP（高 8位）和DPL （低8位）組成。當(dāng)8051外接存儲(chǔ)器或I/O 口時(shí)，用DPTR作為地址指針，存 放外部存儲(chǔ)器或外設(shè)端口的地址。12. 堆棧指針SP指針長(zhǎng)8位，用于指示堆棧棧頂?shù)刂?。在CPU響應(yīng)中斷或調(diào)用子程序時(shí)，會(huì)自動(dòng)將

5、斷點(diǎn)處16位返回地址壓入堆棧；在中斷程序或子程序結(jié)束時(shí)，返回地址由堆棧彈出。堆棧操作按照“先進(jìn)后出”的原則存取信息。單片機(jī)復(fù)位后，SP的初始值為07H。區(qū)域在片內(nèi) RAM.13. 累加器A又記作ACC是一個(gè)8位寄存器。14. 通用寄存器B是一個(gè)8位寄存器。15. MCS-51單片機(jī)的4組并行端口，即 P0、P1、P2、P3并行端口 P0 口被作為普通的I/O 口使用，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，作為地址/數(shù)據(jù)總線使用。P1端口僅作為數(shù)據(jù)輸入/輸出端口作用。16. 并行端口 P2端口可以作為通用I/O接口使用，也可以在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，P2端口輸出地址總線的高八位（AD8AD15）,與P0 口的低地址一

6、起構(gòu)成 16位地址總線。17. P3 口作為通用I/O 口時(shí)，第二功能輸出信號(hào)為1 （高電平）。P3 口第二功能如書(shū)44頁(yè)表2-5所示。表 2-5:口線第二功能名稱功能描述RXD串行口輸入端TXD串行口輸出端P3.2INTO外部中斷0輸入端F3.3INTI外部中斷1輸入端P3 4TO定時(shí)計(jì)數(shù)器0外部輸入端P3.5T1定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入端P3.6WR片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7RD片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通18. 時(shí)鐘周期又稱為振蕩周期，定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù),19. 單片機(jī)的時(shí)鐘范圍：6MHz,12MHz,24MHz20個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)時(shí)鐘周期組成21. 執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期，一

7、般由14個(gè)機(jī)器周期組成：?jiǎn)沃芷?，雙周期，四周期。22. 實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位需要在單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST（9腳）上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上 的高電平。例如：若單片機(jī)的時(shí)鐘頻率為 12MHz，則機(jī)器周期為1us,那么復(fù)位信號(hào)需要保 證持續(xù)2us以上的時(shí)間。常見(jiàn)的復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種。下圖左邊為上電自動(dòng)復(fù)位， 右邊為按鍵復(fù)位，要會(huì)畫(huà)。VCCVcc丄RST%VccJRST vss23.復(fù)位后寄存器的狀態(tài)：SP的值為07H, P0P3為FFH,其他為00H或0000H.SFR名初始態(tài)值SFR名初始態(tài)值PCOOOOHTMODOOHACCOOHTCONOOHBOOHTLOOOH注：天表示不定PSW

8、OOHTHOOOH狀態(tài)，是個(gè)隨SP07HTL1OOH機(jī)值，DPTROOOOHTH1OOHP0-P3FFHSCONOOHIPXXXOOOOOBSBUPXXXXXXXXBIEOXXOOOOOBPCONOXXXOOOOOB24. 由于單片機(jī)的硬件只能識(shí)別二進(jìn)制數(shù)，因此最初的指令采用二進(jìn)制表示，后來(lái) 用八進(jìn)制和十六進(jìn)制表示，這些都稱為機(jī)器語(yǔ)言。為了便于閱讀和書(shū)寫(xiě)，一些廠商根據(jù)指令功能和操作對(duì)象的不同，給出不同指令的英 文縮寫(xiě)符號(hào)，稱為助記符。用助記符表示的指令稱為匯編語(yǔ)言指令。25. 指令格式標(biāo)號(hào)：操作碼操作數(shù)1,操作數(shù)2,操作數(shù)3;注釋操作碼符號(hào)含義符號(hào)含義A累加器盤(pán)(X)X的內(nèi)容B寄存器EGX)?

9、以咒的內(nèi)容為地址的內(nèi)容Ri寄存器間接尋址的寄存器（i=0或1）/抑在位地址之前，表示對(duì)該位取反Rii當(dāng)前工柞寄存器R0-R-的一個(gè)S立即數(shù)前綴bit具有隹尋址功能的位地址間址寄存器前綴rel用補(bǔ)碼形式表示的偏移量”范圍為-128-+127S程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值指令中的位賣(mài)即數(shù)即00ILFFHdl箭頭右面的數(shù)搦伶送到箭頭左面扌旨咚中的1石位亞即數(shù)，即OOOOHFFFFHA邏輯與運(yùn)算addrll丄1位的目的地址只限于AC.ALL和AJMP中憤用V邏輯或運(yùn)算addrl616位的目的地址只限于LCALL和LJMP中使用邏巒異或運(yùn)算direct水位片內(nèi)KAAI的OOH地址范圍 和SFRDPTTL16位

10、片外數(shù)據(jù)扌旨針*范圍為 UOOOH -FFFFH26.掌握尋址方式尋址方式相應(yīng)尋址空間立即尋址程序存儲(chǔ)器ROM直接尋址片內(nèi)KAAI寄存器尋址R0EC、A. B. DPTR.等寄存器間接尋址片內(nèi)RAM中OOHFH區(qū)間及片外RAM變址尋址程序存儲(chǔ)器ROM相對(duì)尋址以當(dāng)前PC值為基址，偏移范圍-128-+127宇節(jié)的ROM位尋址片內(nèi)RAM位尋址區(qū)20 2FH及部分SFR27. 內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令共 16條，助記符均為“ MOV28. 外部數(shù)據(jù)傳送指令共 4條，助記符均為“ MOVX （常用c,d見(jiàn)書(shū)64頁(yè)）29. 訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器指令助記符均為“ MOVC30. 書(shū)68頁(yè)例3-17類似題31書(shū)100頁(yè)第3

11、題32. MCS-51系列單片機(jī)中有 5個(gè)中斷源，其中2個(gè)外部中斷源，3個(gè)內(nèi)部中斷源： INTO非：外部中斷，由引腳 P3.2引入中斷請(qǐng)求。INT1非：外部中斷，由引腳 P3.3引入中斷請(qǐng)求。定時(shí)計(jì)數(shù)器T0：內(nèi)部中斷，定時(shí)計(jì)數(shù)器 0溢出時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求。定時(shí)計(jì)數(shù)器T1 :內(nèi)部中斷，定時(shí)計(jì)數(shù)器1溢出時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求。串行口中斷：內(nèi)部中斷，包括串行接收中斷RI和串行發(fā)送中斷TI。33. TCON中的中斷標(biāo)志位：其中，IT0（D0位）：外部中斷INT0非的觸發(fā)方式控制位IT0=1時(shí)，為邊沿觸發(fā)方式IT0=0時(shí)，為電平觸發(fā)方式。中斷允許控制寄存器IE: CPU復(fù)位時(shí)，IE各位清0,禁止所有中斷。中斷優(yōu)先級(jí)

12、控制寄存器 IP: CPU復(fù)位時(shí)，IP各位清0,各中斷源處于低優(yōu)先級(jí)中斷。 中斷二級(jí)嵌套的響應(yīng)原則：（1）同一中斷優(yōu)先級(jí)中，有多個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，按自然優(yōu)先級(jí)進(jìn)行響應(yīng)（即查詢順序）；（2）當(dāng)前進(jìn)行的中斷只能被高優(yōu)先級(jí)的中斷打斷（同級(jí)別或 低優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求不予響應(yīng)）34. MCS-51系列單片機(jī)中，五個(gè)中斷源都有它們各自的中斷入口地址：INTO非：0003HTO： OOOBHINT1 非：0013H T1： 001BH 串口中斷：0023H35. 機(jī)器周期脈沖是時(shí)鐘脈沖經(jīng)過(guò)12分頻得到的，因此，一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期。如果時(shí)鐘頻率是12MHz（6MHz），那么機(jī)器周期為 1us（2us）。

13、工作在定時(shí)器模式時(shí)，是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，定時(shí)時(shí)間為機(jī)器周期脈沖的時(shí)間乘以機(jī)器周期數(shù)。工作在計(jì)數(shù)器模式時(shí)，是對(duì)引腳TO（ P3.4 ）或T1（ P3.5 ）上輸入的外部脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到引腳上的信號(hào)由高電平跳變到低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。無(wú)論處在定時(shí)模式或者計(jì)數(shù)模式，其本質(zhì)只是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，每輸出一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1。當(dāng)計(jì)數(shù)器全部為1后，若還有脈沖輸入，此時(shí)計(jì)數(shù)器將產(chǎn)生溢出（計(jì)數(shù)器中的值為 0），向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（內(nèi)部中斷）。定時(shí)計(jì)數(shù)器四種工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3 （書(shū)113頁(yè)表5-2）M川。方式說(shuō)明00013位走時(shí)/計(jì)數(shù)器（TH的高8位和TT.的 低丘位、01116

14、位定時(shí)/計(jì)數(shù)器102呂位自動(dòng)重裝入初值的定時(shí)/計(jì)數(shù)器113T0：分成兩個(gè)獨(dú)立的8位左時(shí)/計(jì)數(shù)器T1：停止計(jì)數(shù)36. 預(yù)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算：在計(jì)數(shù)方式下，應(yīng)裝入的計(jì)數(shù)初值為：X=2的n次方-N 在定時(shí)方式下，應(yīng)裝入的計(jì)數(shù)初值為：X=2的n次方-T/Tc（n為所選的計(jì)數(shù)器位數(shù)，N為要求的計(jì)數(shù)值，T為要求的定時(shí)時(shí)間，Tc為單片機(jī)的機(jī)器周期）書(shū)117頁(yè)例5-137什么是通信？簡(jiǎn)單的說(shuō)，不同的系統(tǒng)經(jīng)由線路相互交換數(shù)據(jù)，就是通信。數(shù)據(jù)通信可以分為并行通信和串行通信兩種方式。38. 根據(jù)同步方式的不同，串行通信方式可分為同步通信和異步通信。39. 一個(gè)字符幀由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位組成。4

15、0. 在串行通信中，每位數(shù)據(jù)的傳送時(shí)間（即位寬）是固定的，一般用Td表示。Td的倒數(shù)稱為波特率，表示每秒傳送的二進(jìn)制代碼的位數(shù)，它是衡量傳輸通道頻寬的指標(biāo)。（1 波特=1 位 / 秒（1bit/s ）41. 單片機(jī)三總線結(jié)構(gòu)，即地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。 42下圖的連線要會(huì)硬件原理圖VCC43.靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，顯示穩(wěn)定，編程簡(jiǎn)單，而且LED的亮度控制容易（只需在驅(qū)動(dòng)端增加相應(yīng)的電流調(diào)節(jié)電阻即可方便地調(diào)節(jié)LED的亮度）。其不足之處是占用硬件資源較多，每個(gè)LED數(shù)碼管需要獨(dú)占8條輸出線，隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的I/O 口線也將增加。動(dòng)態(tài)顯示方式是指多個(gè)數(shù)碼管共用一組段選，每個(gè)數(shù)碼管的位選被輪流選中（一 般稱為“掃描”），段選數(shù)據(jù)僅對(duì)位選選中的數(shù)碼管有效。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化電路，降低成本。缺點(diǎn)是亮度、穩(wěn)定度較差。44.按鍵抖動(dòng)問(wèn)題產(chǎn)生的原因：按鍵的抖動(dòng)問(wèn)題是指按鍵的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)瞬間由于接觸情況不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致電壓信號(hào)的