單片機原理復習(共22頁)

1、單片機原理(yunl)復習一、理論知識碼制（二進制（B），八進制（O），十六進（H），十進制（D）注：后面的B，H，O，D只是表示(biosh)進制方式，不表示數值。舉例(j l)：1101 0101B=0 xD5H=325O=213D四者之間的轉換技巧：二進制轉十進制比較簡單。二進制轉十六進制，從低位開始四位一次轉化，即1101 0101B就是0 xD5H，二進制轉八進制，則從低位開始三位一次轉化，即0 11 01 0 101B不夠的加0補上。其他之間的轉化可以按照：先轉化為二進制再轉化成其他進制數的順序轉化。對于反碼，補碼比較簡單看一遍書就可以理解。邏輯運算（與&，或|，非！，取反，按位異

2、或）常用的幾個 比較簡單，例：（0010 0100） & （1001 0010）= 0000 0000 （0010 0100） | （1001 0010）= 1011 0110 （0010 0100）=1101 1011（0010 0100）（1001 0010）=1011 0110 對應位相同則是0，不 同則按或運算來C語言基礎知識（二級考過了的應該都沒問題，心疼獅城632的人） 指針和結構體不考。4.80C51單片機的組成ROM4KB RAM128B 并行I/O32個（P0，P1，P2，P3 4x8） 串行口UART 中斷源5個 定時器2個 最大晶振24M 引腳數40個注：1）8bit（位

3、）=1byte（字節(jié)，簡稱B） 1024B=1KB 1024KB=1M ROM和RAM計算，“8051”中的“1”一般代表ROM=”1”x4KB RAM 記住就行 組成：CPU（運算器，程序計數器PC，指令寄存器），存儲器（ROM程序 存儲器，RAM數據存儲器），I/O口5.8051的特殊功能寄存器（SFR）21個不連續(xù)的分布在80HFFH的128B地址空間中，地址是?0H和?8H是可位尋址的寄存器。具體寄存器表可以看下面的附件表，有些重要的下面會提到。6.8051堆棧及作用在這個涉及到比較(bjio)底層一點寄存器地址分布，如果要了解的話可以看書上P19的講解。這里說起來比較復雜，總之通俗來

4、說，就是給單片機的儲存空間進行整理排序是用戶或者單片機內部可以合理調用和儲存。時鐘電路(dinl)及CPU工作時序時鐘電路即晶振電路，兩等值電容一端同接地(jid)（GND），另一端分別接晶振的兩端，再接入XTAL1和XTAL2構成。振蕩周期：1/fosc fosc為晶振頻率；狀態(tài)周期：2倍的振蕩周期；機器周期：12倍的振蕩周期，6倍的狀態(tài)周期；指令周期：14倍的機器周期，即12，24，36，48倍的振蕩周期；8.80C51的儲存結構和地址空間1）地址空間：兩種結構形式，即普林斯頓結構和哈佛結構普林斯頓結構特點是，微型計算機只有一個地址空間，ROM和RAM安排在這一地址空間的不同區(qū)域，一個地址

5、對應唯一的一個存儲器單元（一個存儲器單元存放一個8位二進制數），CPU訪問ROM和訪問RAM用同一訪問指令。相當于“串行”。哈 佛結構結構特點是，微型計算機的ROM和RAM分別安排在不同的地址空間，ROM和RAM可以有相同的地址，CPU訪問ROM和訪問RAM存儲器用不同的指令訪問。相當于“并行”。2）4個物理地址：片內ROM（程序存儲器），片外ROM，片內RAM（數據存儲器），片外RAM。3）3個邏輯地址：片內RAM，片外RAM，片內，外統(tǒng)一編址的ROM單片機正常工作時引腳EA=1內部4KB ROM；當用于調試時EA=0（接地） 64KB ROM全為片外；片外RAM，最高可以拓展64KB RA

6、M；片內RAM是使用最多的地址空間， 所有操作指令的操作數只能在此地址空間或SFR中。6）8051片內RAM 地址空間在前128B（00H7FH）儲存用戶變量，后128B地 址空間（80HFFH）用來儲存SFR，所以片內RAM地址空間和SFR是連續(xù) 的。 單片機復位方式8051單片機復位引腳RST出現(xiàn)5ms以上高電平時，就會完成復位。持續(xù)高電平則會循環(huán)復位無法執(zhí)行程序。復位形式有：上電復位（自動），開關復位（一般由按鍵操作）10.單片機工作方式復位方式、程序執(zhí)行方式、低功耗方式、以及EPROM編程和校驗方式11.單片機低功耗方式 單片機有兩種低功耗操作(cozu)方式：節(jié)電操作(cozu)方式

7、和掉電操作(cozu)方式。在節(jié)電方式時，CPU停止工作，RAM、定時器、串行口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在掉電方式時，僅給片內RAM供電，片內所有其他的電路均不工作。單片機用軟件來選擇操作方式，由電源控制寄存器PCON中的有關位控制，這些有關的位是：IDL(PCON.0)節(jié)電方式位，IDL=1時，激活節(jié)電方式PD(PCON.1)掉電方式位，PD=1時，激活掉電方式單片機程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式所執(zhí)行的程序可以在內部ROM、外部ROM、或者同時放在內外ROM中。數據指針DPTR作用16位寄存器，可分為DPL（低8位）和DPH（高8位）兩個8位寄存器。DPTR用來存放16位地址值，以便間接尋址或變址尋

8、址的方式對片外數據RAM或ROM進行64KB范圍內的數據操作。14.8051單片機總線 地址總線，數據總線，控制總線。15.8051指令系統(tǒng)（了解）尋址方式一、寄存器尋址：指令中地址碼給出的是某一通用寄存器的編號，寄存器的內容為操作數。MOV A,R0 ；8051可用寄存器尋址的空間是：R0R7,ACC,CY(位)，DPTR,AB 6二、直接尋址：指令中地址碼部分直接給出了操作數的有效地址MOV A,4FH；可用于直接尋址的空間是，內部RAM低于128字節(jié)（包括其中的可位尋址區(qū)）、SFR 三、寄存器間接尋址：指令中給出的寄存器的內容為操作數的地址，不是操作數本身，即寄存器為地址指針MOV A,

9、R1 四、立即尋址：指令中地址碼部分給出的就是操作數MOV A,#6FH 五、變址尋址：指定的變址寄存器的內容與指令中給出的偏移量相加，結果為操作數地址MOVC A,A+DPTR 六、相對尋址：由PC提供的基地址與指令中提供的偏移量el相加，得到的操作數的地址，這時指出的地址是操作數與現(xiàn)行指令的相對位置SJMP rel 七、位尋址：操作數是二進制的某一位，其位地址出現(xiàn)在指令中SETB bit 8051可用于位尋址的空間是，內部RAM的可位尋址區(qū)和SFR區(qū)中的字節(jié)地址可以被8整除（即地址以“0”或“8”結尾）的寄存器所占空間。并行I/O口說明P0口：可以作為輸入/輸出口，但在實際應用中常作為地址

10、/數據總線口，即低8位地址與數據分時使用P0口。低8位地址由ALE信號的下跳沿鎖存到外部地址鎖存器中，高8位則由P2口輸出。P1口：只作為(zuwi)普通輸入/輸出端口。P2口：可以作為輸入/輸出口，可與P0口一起組成(z chn)16位地址總線使用。對于內部無ROM的單片機，P2口一般不作為I/O口與外設直接相連。P3口：雙功能口，第一功能使用時與P1相同，第二功能如下（應該要記住(j zh)，可能會考簡答題）：第二功能P3.0 RXD 串行輸入口P3.1 TXD 串行輸出口P3.2 INT0 外部中斷0輸入P3.3 INT1 外部中斷1輸入P3.4 T0 計數器0計數輸入P3.5 T1 計

11、數器1計數輸入P3.6 WR 外部數據RAM寫選通信號P3.7 RD 外部數據RAM讀選通信號定時器/計數器工作原理8051系列單片機至少有兩個16位內部定時器/計數器，8052有三個定時器/計數器，兩個基本定時器/計數器是定時器/計數器0(T/C0)和定時器/計數器1(T/C1)。它們既可以編程為定時器使用，也可以編程為計數器使用，若是計數內部晶振驅動時鐘，它是定時器；若是計數8051的輸入管腳（看上面P3.4和P3.5）的脈沖信號，它是計數器。1）當T/C工作在定時器時，每個機器周期計數值加1，例如當晶振為6MHz時，每2us計數值加1。2）當T/C工作在計數器時，計數脈沖來自外部脈沖輸入

12、管腳T0(P3.4)或T1(P3.5)，當T0或T1腳上負跳變時計數值加1。識別管腳上的負跳變需兩個機器周期，即24個振蕩周期。所以T0或T1腳輸入的可計數外部脈沖的最高頻率為1/24fosc，當晶振為12MHz時，最高計數率為500KHz，高于此頻率將出錯。18.看門狗概念即看門狗一個定時器，實質上為一個監(jiān)視定時器，他的定時時間是不可變的，到達時間則會產生中斷或者脈沖溢出，是系統(tǒng)復位。一般程序正常運行的時候會在看門狗定時器到達規(guī)定時間前對其進行刷新使其重新計時（重置定時器，“喂狗”）。若程序出現(xiàn)跑飛，則不會對其刷新，看門狗定時器到達規(guī)定時間則會產生中斷或溢出脈沖對程序進行復位。串口工作原理及

13、多機通信方式，四種工作方式波特率和比特率：單位時間內傳輸二進制代碼的有效位（bit）數為比特率，單位為bit/s（bps）單位時間內傳輸碼元符號的個數單位為Baud。說明一下，對于串口通信，一般碼元為8或10或11位的二進制代碼組成，那么比特率分別等于8倍，10倍，11倍的波特率。工作(gngzu)原理：設兩個單片機之間通信甲機發(fā)送，乙機接受。甲機CPU向SBUF（發(fā)送緩存區(qū)）寫入數據，就啟動了發(fā)送過程，在發(fā)送控制器的控制指令下，按設定好的波特率，每來一個移位(y wi)時鐘，數據移出一位，由低位到高位一位一位發(fā)送到電纜線上，移出的數據位通過線直達乙機，按照波特率，每來一個移位時鐘，由低位到高

14、位一位一位移入SBUF（接收緩存區(qū)）；這樣，一個移出一個移入便實現(xiàn)數據傳輸。注意：雙方(shungfng)波特率必須相等，否則移位時鐘不同則會丟失數據。多機通信方式：單片機之間的通信（二者RXD，TXD交叉相接，共地，即接同一個GND。）單片機與PC通信（單片機需要利用MAX232芯片轉換電平，RS232連接線）四種工作方式及波特率計算：方式0（移位寄存器方式）數據通過RXD輸入/輸出，TXD輸出頻率為fosc/12的時鐘脈沖。數據格式為8位，低在前高位在后：Baud=(fosc為晶振頻率） 發(fā)送過程以寫SBUF開始，當8位數據傳送完，TI（發(fā)送中斷標志位）被置1。方可發(fā)送下一幀數據。接受時必

15、須REN=1（允許接受）和RI=0（接受中斷標志位），當8位接受完后RI置1，此時，可通過讀SBUF指令，將串口數據讀入。方式1（波特率可變10位異步通信方式）TXD為發(fā)送端，RXD位接受端，每幀10位：1個起始位0，8個數據位，一個停止位1。其中，起始位和停止位會自動插入。由T1定時器提供移位時鐘，即設置波特率： X為定時器初值舉個例子：當SMOD=0（后面會介紹各寄存器）時，晶振頻率為12MHz，需要設置波特率為9600。那么根據公式可以算出X=253?？赡軙霈F(xiàn)小數，那就取整即可，但是實際得到的波特率會和9600不相等。補充一點，如果問你晶振設置為11.0592MHz的原因，就可以回答，

16、方便設置波特率，這個晶振下設置的波特率算出來的多為整數比較準確。方式2（波特率固定11位異步通信方式）TXD為發(fā)送端，RXD位接受端，每幀11位：一個起始位0，9個是數據位，1個停止位1。發(fā)送時，第九位數據由SCON中的TB8為提供，接收到的第九位放在SCON的RB8中。他可用為校驗位或者多機通信中地址還是數據的特征位：方式3（波特率可變11位異步通信方式）引腳使用和數據格式同方式(fngsh)2，波特率計算同方式1。中斷(zhngdun)系統(tǒng)8051單片機有5個中斷源，有一個中斷優(yōu)先級，每個中斷源的優(yōu)先級可以(ky)編程控制，中斷允許受到CPU開中斷和中斷源開中斷的兩級控制。中斷源：外部中斷

17、請求0由INT0(P3.2)輸入；外部中斷請求1由INT1(P3.3)輸入；定時器/計數器0溢出中斷請求；定時器/計數器1溢出中斷請求；串行口發(fā)送/接收中斷請求。中斷優(yōu)先級：由寄存器IP控制，只能實現(xiàn)二級中斷服務嵌套。簡單點說，進入一個中斷后，再只能進一個中斷，不能再再第二個中斷里進入第三個中斷。如下圖說明：Main函數 中斷3 中斷2 中斷1 第三個中斷無法實現(xiàn)的！這就 是二級嵌套的含義。 END中斷處理過程：中斷請求，即中斷標志位置1，請求中斷。CPU在每個指令周期的最后一個機器周期都會檢查是否有中斷請求，檢查到后如果相應中斷允許位置1的話則會進入中斷響應。否則繼續(xù)執(zhí)行下條指令。中斷響應階

18、段，如有多個中斷源，則CPU判斷優(yōu)先級，優(yōu)先級高的先執(zhí)行。并阻斷低級中斷。中斷服務(fw)是完成中斷要處理的事務，就是執(zhí)行中斷函數中的內容。中斷返回是通過執(zhí)行一條RETI中斷返回指令完成的，該指令是堆棧(duzhn)中被壓入的斷點地址彈到PC，從而(cng r)返回主程序斷點繼續(xù)執(zhí)行主程序。（說這么多實際就是打波浪線這句話）程序解析主要內容有定時器，中斷函數，數碼管，流水燈，按鍵等。注：程序題需要根據具體電路編寫！兩個數碼管顯示兩位數，一個顯示十位，一個顯示各位，按鍵按下一次對應數碼管顯示數字將加1，加到50后清零。24Mhz晶振頻率1）參考電路圖：參考(cnko)程序：#include re

19、g51.hsbit Key=P32;/key位申明(shnmng)unsigned char count=0; /按鍵(n jin)次數紀錄變量unsigned char shi=0; /十位數字unsigned char ge=0;/個位數字bit buf=1; /用于儲存key的之前狀態(tài)unsigned char Buffer10=0 x03,0 x9f,0 x25,0 x0d,0 x99,0 x49,0 x41,0 x1f,0 x01,0 x09;/數碼管09編碼共陽極void delay();/延時函數void main()Key=1; /初始化P0=0 xFF;P2=0 xFF;wh

20、ile(1)buf=Key; /將key當前狀態(tài)賦給buf if(Key!=buf) /如果key當前的狀態(tài)值不等于之前狀態(tài)，則有可能按下按鍵delay(); /延時消抖if(Key!=buf) /確認(qurn)按鍵按下count+;if(count=50)/到50便請零count=0;shi=count/10;/十位(sh wi)賦值ge =count%10;/個位賦值P0=Buffershi;/數碼管1賦值P2=Bufferge;/數碼管2賦值void delay()unsigned int i;for(i=0;i500;i+);定時流水燈，8個LED依次(yc)發(fā)光間隔1s，晶振頻率1

21、2MHz參考電路圖參考(cnko)程序：#include reg51.hunsigned char count=0; /計數變量用來(yn li)計定時次數unsigned int tmp=0; /用于記錄(jl)定時器初值bit flag=0;unsigned char buf=0 x01;void main()EA=1; /開總中斷TMOD=0 x01; /選擇定時器0方式1，如果用T1的話則是 TMOD=0 x10；tmp=(12000000/12)*50/1000; /每次定時50ms，計算定時器初值 注：不要寫成（50/100），原因是這個結果為0，使得tmp會等于0；tmp=655

22、36-tmp;TH0=tmp/256; /初值高8位賦值TL0=tmp%256; /初值低8位賦值ET0=1; /開定時器0中斷TR0=1; /開啟定時器0while(1)if(flag=1)/判斷1s是否(sh fu)到達flag=0; /清除(qngch)標志位P1=buf; /此時(c sh)P1=1111 1110B 即對應第一個燈亮buf=buf=20) /中斷20次即，20 x50ms=1s；count=0;/計數變量清空flag=1; /1s時間達到標志位三、程序技巧(寫給對單片機完全無法(wf)不理解，C語言也不是很好的朋友）1.寫程序的時候(sh hou)構架不會寫算法函數，

23、那也的寫一個完成的程序。下面(xi mian)是一個空程序，實在不會就先把這個擺上去：#include void main()這個程序是沒有語法錯誤的，是可以運行的，但是沒有算法。2.寫定時器的時候程序的時候實在不會寫就把下面的幾句話寫上去：TMOD=0 x01；（或者TMOD=0 x10）TH0=(fosc/12)*ms/1000/256; TL0=(fosc/12)*ms/1000%256;TR0=1;ET0=1;注：其中fosc是題目給的晶振頻率，如果是12MHz，就應該寫 12000000，ms是一次定時時間，如果50ms，就寫50，注意單位。有涉及到延時的程序就可以這樣寫：#incl

24、ude void delay();void main()delay();void delay()unsigned int i;for(i=0;i200;i+);一個設置定時器0工作方式1的函數(hnsh)：(默認的晶振是12MHz）#include unsigned char T0RH=0 x00;unsigned char T0RL=0 x00;void ConfigTimer0(unsigned int ms);void main() void ConfigTimer0(unsigned int ms) unsigned long tmp; tmp=(12000000/12)*ms/100

25、0; tmp=65536-tmp; T0RH=tmp/256; T0RL=tmp%256; TMOD=0 x01; TH0=T0RH; TL0=T0RL; ET0=1; TR0=1;對于有中斷(zhngdun)的程序：(加粗的都是關鍵字，要記得單詞）#include unsigned char T0RH=0 x00;unsigned char T0RL=0 x00;void ConfigTimer0(unsigned int ms);void main() EA=1; ConfigTimer0(50); /例如(lr)定時50msvoid ConfigTimer0(unsigned int m

26、s) unsigned long tmp; tmp=(12000000/12)*ms/1000; tmp=65536-tmp; T0RH=tmp/256; T0RL=tmp%256; TMOD=0 x01; TH0=T0RH; TL0=T0RL; ET0=1; TR0=1;void Timer0() interrupt 1TH0=T0RH;TL0=T0RL;總之，不會(b hu)寫就記一些成段有聯(lián)系的程序往上寫就行了。趕時間寫的，肯定會有遺漏的地方，多多(du du)包涵！附：重要寄存器（查找方便(fngbin)一點，省得翻書）1.SFR(打星號為可位尋址，這個是52單片機的SFR多了一些(y

27、xi)東西）IP中斷(zhngdun)優(yōu)先級寄存器PS串行口中斷(zhngdun)優(yōu)先級控制位。PS=1，串行口中斷(zhngdun)定義為高 HYPERLINK /subview/1035789/1035789.htm t /item/IP/_blank 優(yōu)先級中斷。PS=0，串行口中斷定義為低優(yōu)先級中斷。PT1 HYPERLINK /subview/281961/281961.htm t /item/IP/_blank 定時器/計數器1中斷優(yōu)先級控制位。PT1=1，定時器/計數器1中斷定義為高優(yōu)先級中斷。PT1=0，定時器/計數器1中斷定義為低優(yōu)先級中斷。PX1 HYPERLINK /su

28、bview/494468/494468.htm t /item/IP/_blank 外部中斷1 HYPERLINK /subview/1206615/1206615.htm t /item/IP/_blank 中斷優(yōu)先級控制位。PX1=1，外部中斷1定義為高優(yōu)先級中斷。PX1=0，外部中斷1定義為低優(yōu)先級中斷。PT0定時器/計數器0中斷優(yōu)先級控制位。PT0=1， HYPERLINK /subview/281961/281961.htm t /item/IP/_blank 定時器/計數器0中斷定義為高優(yōu)先級中斷。PT0=0，定時器/計數器0中斷定義為低優(yōu)先級中斷。PX0外部中斷0中斷優(yōu)先級控制位

29、。PX0=1，外部中斷0定義為高優(yōu)先級中斷。PX0=0，外部中斷0定義為低優(yōu)先級中斷。IE中斷(zhngdun)允許寄存器SCON串行口控制(kngzh)寄存器SM0、SM1串行口工作方式(fngsh)控制位SM2多機通信(tng xn)控制位多機通信是工作(gngzu)于方式2和方式3，SM2位主要用于方式2和方式3。接收狀態(tài)，當 HYPERLINK /view/1060187.htm t /_blank 串行口工作(gngzu)于方式2或3，以及SM2=1時，只有當接收到第9位數據（RB8）為1時，才把接收到的前8位數據送入 HYPERLINK /view/3357584.htm t /_

30、blank SBUF，且置位RI發(fā)出中斷申請，否則會將接收到的數據放棄。當SM2=0時，就不管第9位數據是0還是1，都會將數據送入 HYPERLINK /view/3357584.htm t /_blank SBUF，并發(fā)出中斷申請。工作于方式0時，SM2必須為0。REN允許接收位REN用于控制數據接收的允許和禁止，REN=1時，允許接收，REN=0時，禁止接收。TB8發(fā)送接收數據位8在方式2和方式3中，TB8是要發(fā)送的即第9位 HYPERLINK /view/190231.htm t /_blank 數據位。在多機通信中同樣亦要傳輸這一位，并且它代表傳輸的地址還是數據，TB8=0為數據，TB

31、8=1時為地址。RB8接收數據位8在方式2和方式3中，RB8存放接收到的第9位數據，用以識別接收到的數據特征。TI發(fā)送中斷標志位可尋址標志位。方式0時，發(fā)送完第8位數據后，由硬件置位，其它方式下，在發(fā)送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1表示幀發(fā)送結束，TI可由軟件清“0”。RI接收中斷標志位可尋址標志位。接收完第8位數據后，該位由硬件置位，在其他工作方式下，該位由硬件置位，RI=1表示幀接收完成。在串口 HYPERLINK /view/4499229.htm t /_blank 中斷處理時，TI，RI都需要軟件清0，硬件置位后不可能自動清0，此外，在進行緩沖區(qū)操作時，需要ES=0，以防止中

32、斷出現(xiàn)。TMOD定時器工作方式寄存器，GATE門控制(kngzh)。GATE=1時，“與門”的輸出信號K由INTx輸入電平和TRx位的狀態(tài)一起決定(judng)(即此時K=TRxINTx)，當且僅當TRx=1,INTx=1(高電平)時，計數(j sh)啟動；否則，計數停止。當INT0引腳為高電平時且TR0置位，TR0=1；啟動定時器T0；當INT1引腳為高電平時且TR1置位，TR1=1；啟動定時器T1。GATE=0時，“或門”輸出恒為1，“與門”的輸出信號K由TRx決定(即此時K=TRx)，定時器不受INTx輸入電平的影響，由TRx直接控制定時器的啟動和停止。當TR0=1,啟動定時器T0。當T

33、R1=1,啟動定時器T1。，C/T功能選擇位C/T=0時為定時功能: 加1計數器對脈沖f進行計數，每來一個脈沖，計數器加1，直到計時器TFx滿溢出；C/T=1時為計數功能: 加1計數器對來自輸入引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信號脈沖進行計數，每來一個脈沖，計數器加1，直到計時器TFx滿溢出；，M0、M1方式選擇功能MCS-51的定時器T0有4種工作方式：方式0，方式1，方式2，方式3。MCS-51的定時器T1有3種工作方式：方式0，方式1，方式2。M1M0工作方式功能說明00方式013位定時器/計數器01方式116位定時器/計數器10方式2自動重載8位定時器/計數器11方式3T0分為2個8位獨立計數器，T1無方式3TCON定時器控制(kngzh)寄存器TF1：定時器1溢出(y ch)標志位。當定時器1計滿溢出時，由硬件使TF1置“1”，并且申