單片機(jī)課程知識點總結(jié)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程總結(jié)大作業(yè)1.單片機(jī)C51語言單片機(jī)C51語言與C語言的差別不大，應(yīng)用的基本語法一致，算法可以套用，但C51語言多了一些C語言中沒有的關(guān)鍵字如圖1-1，其中大多數(shù)都與存儲器相關(guān)，這也是在編程中特別需要注意的。bit但承渣聲胭聲明一個位究?以及位類型的函數(shù)sbit位變量卅明聲明一個可林1址的空吊sfr特珠功能寄存55聲明聲明一個B位的特嫌功挺寄存36shrl6特姝功能寄存雅聲明聲明一?個16位的特殊動幡寄存富data喬品器類物說明直接尋址的單片機(jī)片內(nèi)就據(jù)存的地bdaia將精孤美型說明可他尋址的單用機(jī)H'內(nèi)威擲存楮器存出lift樊里晚期間接手址的觸片機(jī)片內(nèi)熱機(jī)存秋游pdala.存儲求弟里說明分血&址的甲M機(jī)N內(nèi)數(shù)軸疔砧器xdala悔靜身英史說明平片見片外數(shù)據(jù)存儲器codo存儲曲類型說明單片HL程中存指器iniempt中斷闡處說即定義一個中斷眠石帝數(shù)recnlraiit海人函敷設(shè)叫定義一個再入函致u^ng寄存器到定義 |定義單片機(jī)的工體將存器圖1-1C51擴(kuò)展關(guān)鍵字匚51由‘厘共蹤字2.51單片機(jī)的內(nèi)部硬件知識51單片機(jī)在一塊芯片上集成了CPU，RAM，ROM、定時器/計數(shù)器和多種1O功能部件，具有一臺微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，主要包括下列部件：一個8位的CPU、一個布爾處理機(jī)、一個片內(nèi)振蕩器、128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、4KB的片內(nèi)程序存儲器（8031無）、外部數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的尋址范圍為64KB，21字節(jié)的專用寄存器、4個8位并行10接口、一個全雙工的串行口、2個16位的定時器/計數(shù)器、5個中斷源、2個中斷優(yōu)先級111條指令、片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)。圖2-1為51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

圖2-151單片機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖t星"剖什定時期2II- :程藤行M器4KRROM*t星"剖什定時期2II- :程藤行M器4KRROM*1LPHtlMXIMIXIAl2里處F!!即pon可回正|再嘲■蔽:gJFfthvo1部件|IIIL L———?J-!W?外部中斷「1即數(shù)相療砧器I2SBR.AMINNHAAl.F.RKSFT掉制部fl定刑港I諾仃齦tSFK)在編程的時候不僅要根據(jù)單片機(jī)內(nèi)部硬件資源配置，還要注意每一種硬件外設(shè)對應(yīng)的引腳，這樣在大項目中便于充分利用所有的引腳，節(jié)約資源；另外合理的分配引腳會盡可能多的拓展單片機(jī)的資源，在51單片機(jī)中大多采用40引腳的雙列直插式的封裝（DIP），引腳圖如圖2-2所示，有圖可以知道，P0?P3中，除標(biāo)準(zhǔn)輸出輸入引腳P1外，其他引腳都有第二功能，只需將相應(yīng)外設(shè)配置好，就可以利用第二功能。—hiJ——&VPT——alitFRM FTnQMfS-5131S時事片機(jī)pji'ffm_i3p-3 —hiJ——&VPT——alitFRM FTnQMfS-5131S時事片機(jī)pji'ffm_i3p-3 ——IJPJJiTl—XTAI-Z——|口中PJLURSDfjir『xnriJi,TKT7icr?-DOH位藥劇總觀p｝外蒯師部ri｝汁時照計用fKH'==>AI5-A?品3何地加，附加出1也認(rèn)>A7AO低H也:池址R2I9MCS-5I平升機(jī)POMAtrpiftF37PSEN3a3OPlIP3.2P33PIEPl5圖2-251單片機(jī)外部引腳圖和總線結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)有最小工作系統(tǒng)，包括電源電路，復(fù)位電路，時鐘電路等，只有這些單元與單片機(jī)按照要求結(jié)合在一起，單片機(jī)才能正常工作。51單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)如圖2-3所示：

C1二C31nF一! RSXC1二C31nF一! RSX-*1R110k1939，XTAL1P0.0/AD039—38—373618P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5—35—34—33329P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8—21—2229—30—31PSENALEP2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12—23—24—2526EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15—27—28土P1.0P3.0/RXD-^0-^4P1.1P3.1/TXDP1.2P1.3P1.4P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDU1AT89C51圖2-351單片機(jī)最小系統(tǒng)51單片機(jī)內(nèi)部的存儲器有程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,其中關(guān)鍵是數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)存儲器有128個片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲空間，128個寄存器空間，其中各有自己的地址編碼。.P0?P3□輸入/輸出在51單片機(jī)內(nèi)部包含有4個并行的10接口，分別稱為PO口、P1口、P2口和P3口，每一個口都是8位的，每個口的位都有一個輸出鎖存器和一個輸入緩沖器。輸出鎖存器用于存放需要輸出的數(shù)據(jù)，每個端口的8位輸出鎖存器構(gòu)成一個特殊功能寄存器，且冠名與端口相同輸入緩沖器用于對端口引腳上輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，因此各引腳上輸入的數(shù)據(jù)必須一直保持到CPU把它讀走為止。輸出方式：單片機(jī)的端口可以輸出高低電平，由圖3-1可以知道，實際輸出的高低電平可以通過向鎖存器寫值即可，也即給單片機(jī)相應(yīng)的位賦值，另外在賦值時既可以按位賦值也可以按字節(jié)賦值。但是由于單片機(jī)直接驅(qū)動負(fù)載的能力較弱，且不同端口的硬件結(jié)構(gòu)有所不同，故在驅(qū)動負(fù)載時要考慮是否需要上拉電阻，是否需要額外的電流放大電路，也即驅(qū)動電路。另外，在編程時，要注意運用51單片機(jī)直接操作寄存器的特點，總結(jié)一個端口在

連接有規(guī)律的負(fù)載時代碼表，這樣可以大大降低程序的復(fù)雜度。運用內(nèi)部函數(shù)庫實現(xiàn)循環(huán)左移循環(huán)右移。圖3-1P0~P3端口硬件結(jié)構(gòu)圖遂偵療虜便。卿點情存:熙內(nèi)部怠躅客情和端內(nèi)解總線「巧博存皤一內(nèi)部總線一圖3-1P0~P3端口硬件結(jié)構(gòu)圖遂偵療虜便。卿點情存:熙內(nèi)部怠躅客情和端內(nèi)解總線「巧博存皤一內(nèi)部總線一?4寫領(lǐng)存，器一喇腳第：叼儺輸入pin輸入方式：在51單片機(jī)由于其特殊的硬件結(jié)構(gòu)原因，會出現(xiàn)兩種讀取方式：讀取外部引腳狀態(tài)和讀取鎖存器，這兩種方式有CPU自行處理，取決于程序的運用方式，而沒有具體區(qū)別的讀取方法不同，如：51單片機(jī)里對某一個I/O口進(jìn)行讀一改一寫操作時，讀取的是與之對應(yīng)的鎖存器的輸出，而不是實際物理引腳的電平；（所謂讀改寫指的是在讀取引腳的值后，又對引腳進(jìn)行運算后，將其又賦給這個引腳），其他非讀一改一寫指令讀取的是引腳電平。（即單純的讀取該引腳狀態(tài)）另外需要特別注意的點是：在讀取引腳狀態(tài)時，要先將引腳電平置1，這樣做的本質(zhì)原因是51單片機(jī)IO口硬件結(jié)構(gòu)的缺陷，也是本身邏輯上容易忽略的地方。這是編程中必須養(yǎng)成的習(xí)慣，當(dāng)然實際中遇到讀取單個電平的情況比較少。在編程輸入時，要區(qū)分各種不同類型的輸入信號，其輸入信號是由外部電路決定的，可以分為兩大類：電平信號、脈沖信號。這兩類信號可以通過閘刀開關(guān)、按鈕開關(guān)兩類開關(guān)來模擬。同時，對按鈕開關(guān)要有更加深入的認(rèn)識，實際電路中出現(xiàn)的抖動現(xiàn)象，要用延時去處理，以減少硬件成本。

.中斷系統(tǒng)51單片機(jī)有5個中斷源、2個中斷優(yōu)先級，通過4個專用中斷控制寄存器（IE,IP,TCON,SCON）進(jìn)行中斷管理。在用C51語言編程時，有專門的C51中斷函數(shù)結(jié)構(gòu)形式。所以重點在于理解中斷，優(yōu)先級，各個特殊功能寄存器中每一位的含義。圖4-151單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由圖4-1可以清楚的看到各個中斷允許寄存器IE圖4-151單片機(jī)中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖由圖4-1可以清楚的看到各個中斷允許寄存器IE及中斷優(yōu)先級寄存器IP的作用，總允許中斷優(yōu)先級寄存瑞ip,IXfftM：中斷允許寄存器IE低優(yōu)先級.中斷請求＞向;［；入口優(yōu)先繳件詢電路-~匚品優(yōu)先縱: ■中斷請求寄存器IE中EA位控制整個中斷的屏蔽與否，EX0,ET0,EX1,ET1,ES位分別用于開啟五個中斷：外部中斷0，定時器/計數(shù)器溢出中斷0，外部中斷1，定時器/計數(shù)器溢出中斷1，串行接收發(fā)送中斷，當(dāng)位為1時，開啟各自中斷。寄存器IP中用于配置外部中斷的優(yōu)先級，優(yōu)先級的配置能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，高優(yōu)先級可以打破低優(yōu)先級的中斷服務(wù)程序，但要注意由于51單片機(jī)只有兩個優(yōu)先級，故在實際中要考慮系統(tǒng)默認(rèn)的中斷優(yōu)先級即向量表的掃描方式，如圖4-2所示。圖4-2系統(tǒng)默認(rèn)優(yōu)先級排列定時器『計數(shù)解陶i優(yōu)先級即向量表的掃描方式，如圖4-2所示。圖4-2系統(tǒng)默認(rèn)優(yōu)先級排列定時器『計數(shù)解陶i出中斷外部中斷1中斷宓時器『什敬器i做出中斷中斷源同級內(nèi)的中斷優(yōu)先級外部中斷。中斷串行u中斷另外由于中斷需要標(biāo)志位，便于程序的校準(zhǔn)，故還有TCON和SCON兩個寄存器,在TCON中，有外部中斷觸發(fā)方式選擇位IT0和IT1,當(dāng)位為1時，為脈沖觸發(fā)；當(dāng)位為0時，為電平觸發(fā)，還有IE0、IE1、TF0和TF1，這些為中斷請求標(biāo)志位，發(fā)生中斷時，該為由硬件置1。在SCON中有TI和RI，分別為發(fā)送一幀數(shù)據(jù)結(jié)束，接收一幀數(shù)據(jù)完成時，由硬件置1.在編程時，要特別注意外部信號的撤除，錯誤的外部信號撤除方式會導(dǎo)致程序無法按照預(yù)定的邏輯運行。定時器/計數(shù)器溢出中斷，外部中斷為響應(yīng)中斷服務(wù)函數(shù)后硬件清零，串口中斷為軟件清零，這便于數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的準(zhǔn)確性，另外，要特別注意的式，當(dāng)外部中斷為電平觸發(fā)時，外部信號輸入時間的確定，不能因外部信號輸入時間太長，導(dǎo)致程序的錯誤。51單片機(jī)為了中斷服務(wù)函數(shù)工作區(qū)的確定，中斷向量入口的方便，引入了關(guān)鍵字：interrupt,這為程序的編寫提供了大大的便利。.定時器/計數(shù)器51單片機(jī)內(nèi)部有兩個可編程的16位定時器/計數(shù)器，通過其結(jié)構(gòu)圖的學(xué)習(xí)，這對編程時的思路更加清晰，如圖5-1所示：圖5-1定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖P351門）TMONP351門）TMONTCONTHO-TLO由結(jié)構(gòu)圖可以看出，定時器由三類特殊功能寄存器控制。THX與TLX用于存放計數(shù)初值，THX為高8位，TLX為低八位，該寄存器根據(jù)具體計數(shù)和定時值進(jìn)行配置，該寄存器由硬件實現(xiàn)當(dāng)所檢測的脈沖來時的加一，直到寄存器值溢出，溢出后清零。TCON用于控制定時器/計數(shù)器的開啟，其中的TRX為1時，定時器開啟，為0時，定時器關(guān)閉，TFX是溢出的標(biāo)志位，通過查詢該為也能實現(xiàn)計數(shù)和定時的作用。TMON寄存器用于定時器的模式控制，GATE位，用于決定定時器的開啟方式，為0，則只需通過TRX位即可實現(xiàn)控制，為1，則需在INTX引腳產(chǎn)生高電平才能實現(xiàn)定時器的開啟；C/T位，用于決定

計數(shù)器是工作在計數(shù)模式還是定時器模式，計數(shù)模式是計數(shù)外部脈沖，定時器模式則是計數(shù)的內(nèi)部時鐘分頻后的脈沖，根絕不同的時鐘信號源，有不同的計數(shù)周期，但總的原則是時鐘信號源的12分頻后得到的周期；M0和M1位決定計數(shù)器的工作模式，實際中常用模式1和模式2,即配置成01或10，但要注意不同模式下計數(shù)值和定時值配置的差別。圖5-3工作模式2圖5-2工作模式圖5-3工作模式2TLOICONTLOICON振蕩潞「MODTHO傅位）Into -如圖5-2為工作模式1，在工作模式1下，兩個初值寄存器都會用到，計數(shù)定時值較大，如圖5-3為工作模式2,在這種情況下，只有一個寄存器用于計數(shù)時的加，另一個寄存器保存初值稱為預(yù)裝載寄存器，通過這個寄存器，可以避免定時時間超過寄存器值時，重新給寄存器賦初值所需的時間，從而提高定時時間準(zhǔn)確性，減少程序的復(fù)雜性。在應(yīng)用時，要熟悉定時器的配置步驟：TMOD寄存器設(shè)定、計數(shù)器的計數(shù)初值X、中斷系統(tǒng)管理、定時器/計數(shù)器啟動。

6.串行口51單片機(jī)內(nèi)部有一個全雙工的串行接口，這個接口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，也可以實現(xiàn)串行異步通信，還可以作為同步移位寄存器使用。其幀格式有8位、10位和n位，并能設(shè)置各種波特率，使用十分靈活。與前面所學(xué)51單片機(jī)內(nèi)部資源一樣，首先是熟悉外設(shè)結(jié)構(gòu)圖，如圖6-1所示：圖6-1串行接口結(jié)構(gòu)圖SCf)NPTONTxn-pjITI*-，:發(fā)送第東標(biāo)志iSCf)NPTONTxn-pjITI*-，:發(fā)送第東標(biāo)志i?接收結(jié)果標(biāo)志】發(fā)送/沖群士國尸輸入移叵寄有器博收強(qiáng)沖器RB［于由結(jié)構(gòu)圖可以看出，只需注意配置PCON、SCON和SBUF寄存器即可，其中，PCON寄存器中只有最高位有效，用于設(shè)置波特率是否倍增，SCON寄存器中8位數(shù)據(jù)均有效，SM0和SM1用于串行口工作方式選擇位，SM2位為多機(jī)通信控制位，該位的出現(xiàn)主要是減少多機(jī)通信中出錯率，REN位為允許接收位，該位的設(shè)置是為了發(fā)送與接收編程邏輯上的便利性，TB8和RB8跟SM2起一樣的作用，最后就是TI和RI，中斷標(biāo)志位，在串口中，中斷標(biāo)志位的設(shè)計，可以一定程度上減少數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的錯誤。通過以上分析可以看到51單片機(jī)關(guān)于串行口相關(guān)寄存器的配置很簡單，但是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是比較麻煩的，另外，由于有多種模式的選擇，不同模式下，有不同的設(shè)置方式，這就大大增加了串口的難度。串口有四種工作模式，四種工作模