单片机大数据存储空间分配.docx
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单片机大数据存储空间分配.docx
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单片机大数据存储空间分配
单片机数据存储空间分配 日期:
2007-03-2010:
39
1、 data区空间小,所以只有频繁用到或对运算速度要求很高的变量才放到data区,比如for循环中的计数值。
2、 data区最好放局部变量。
因为局部变量的空间是可以覆盖的(某个函数的局部变量空间在退出该函数是就释放,由别的函数的局部变量覆盖),可以提高存利用率。
当然静态局部变量除外,其存使用方式与全局变量相同;
3、 确保你的程序中没有未调用的函数。
在KeilC里遇到未调用函数,编译器就将其认为可能是中断函数。
函数里用的局部变量的空间是不释放,也就是同全局变量一样处理。
这一点KeilC做得很愚蠢,但也没办法。
4、 程序中遇到的逻辑标志变量可以定义到bdata中,可以大大降低存占用空间。
在51系列芯片中有16个字节位寻址区bdata,其中可以定义8*16=128个逻辑变量。
定义方法是:
bdatabitLedState;但位类型不能用在数组和结构体中。
5、 其他不频繁用到和对运算速度要求不高的变量都放到xdata区。
6、 如果想节省data空间就必须用large模式,将未定义存位置的变量全放到xdata区。
当然最好对所有变量都要指定存类型。
7、 当使用到指针时,要指定指针指向的存类型。
在C51中未定义指向存类型的通用指针占用3个字节;而指定指向data区的指针只占1个字节;指定指向xdata区的指针占2个字节。
如指针p是指向data区,则应定义为:
chardata*p;。
还可指定指针本身的存放存类型,如:
chardata*xdatap;。
其含义是指针p指向data区变量,而其本身存放在xdata区。
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单片机原理 日期:
2007-03-2010:
37
单片机原理
随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算的CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机,因此单片机早期的含义称为单片微型计算机,直译为单片机。
一、单片机的特点:
1、具有优异的性能价格比
2、集成度高、体积小、可靠性高
3、控制功能强
4、低电压、低功耗
二、单片机的应用:
1、在智能仪器仪表中的应用:
在各类仪器仪表中引入单片机,使仪器仪表智能化,提高测试的自动化程度和精度,简化仪器仪表的硬件结构,提高其性能价格比。
2、在机电一体化中的应用:
机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本,具有智能化特征的电子产品。
3、在实时过程控制中的应用:
用单片机实时进行数据处理和控制,使系统保持最佳工作状态,提高系统的工作效率和产品的质量。
4、在人类生活中的应用:
目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。
5、在其它方面的应用:
单片机除以上各方面的应用,它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。
三、单片机的基本组成:
它由CPU、存储器(包括RAM和ROM)、I/O接口、定时/计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上,片各功能通过部总线相互连接起来。
1.输入/输出引脚P0、P1、P2、P3的功能:
P0.0~P0。
7:
P0口是一个8位漏极开路型双向I/O端口。
在访问片外存储器时,它分时作低8位地址和8位双向数据总线用。
在EPROM编程时,由P0输入指令字节,而在验证程序时,则输出指令字节。
验证程序时,要求外接上拉电阻。
P0能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。
P1.0~P1.7(1~8脚):
P1是一上带部上拉电阻的8位双向I/O口。
在EPROM编程和验证程序时,由它输入低8位地址。
P1能驱动4个LSTTL负载。
在8032/8052中,P1.0还相当于专用功能端T2,即定时器的计数触发输入端;P1.1还相当于专用功能端T2EX,即定时器T2的外部控制端。
P2.0~P2.7(21~28脚):
P2也是一上带部上拉电阻的8位双向I/O口。
在访问外部存储器时,由它输出高8位地址。
在对EPROM编程和程序验证时,由它输入高8位地址。
P2可以驱动4个LSTTL负载。
P3.0~P3.7(10~17脚):
P3也是一上带部上拉电阻的双向I/O口。
在MCS-51中,这8个引脚还用于专门的第二功能。
P3能驱动4个LSTTL负载。
P3.0 RXD(串行口输入)
P3.1 TXD(串行口输出)
P3.2 INT0(外部中断0输入)
P3.3 INT1(外部中断1输入)
P3.4 T0(定时器0的外部输入)
P3.5 T1(定时器1的外部输入)
P3.6 WR(片外数据存储器写选通)
P3.7 RD(片外数据存储器读选通)
四.MCS-51的寻址方式:
1、立即寻址 如:
MOV A,#40H
2、直接寻址 如:
MOVA,3AH
3、寄存器寻址 如:
MOV A,Rn
4、寄存器间接寻址 如:
MOV A,Rn
5、基址加变址寻址 如:
MOVC A,A+DPTR
6、相对寻址 如:
SJMP 08H
7、位寻址 MOV20H,C
五.指令:
MOV:
片RAM传送
MOVX :
片外RAM传送
MOVC:
ROM传送
XCH:
交换(和A交换)
SWAP:
A半字节交换
ADD:
不带进位加
ADDC:
带进位加
SUBB :
带进位减
INC:
加1
DEC:
减1
MUL:
乘法
DIV:
除法
DAA:
调整
六.计数初值的计算
定时或计数方式下计数初值如何确定,定时器选择不同的工作方式,不同的操作模式其计数值均不相同。
若设最大计数值为M,各操作模式下的M值为:
模式0:
M=213=8192
模式1:
M=216=65536
模式2:
M=28=256
模式3:
M=256,定时器T0分成2个独立的8位计数器,所以TH0、TL0的M均为256。
因为MCS-51的两个定时器均为加1计数器,当初到最大值(00H或0000H)时产生溢出,将TF位置1,可发出溢出中断,因此计数器初值X的计算式为:
X=M-计数值式中的M由操作模式确定,不同的操作模式计数器的长不相同,故M值也不相同。
而式中的计数值与定时器的工作方式有关。
1、计数工作方式时
计数工作方式时,计数脉冲由外部引入,是对外部冲进行计数,因此计数值根据要求确定。
其计数初值:
X=M-计数值
例如:
某工序要求对外部脉冲信号计100次,X=M-100
2、定时工作方式时
定时工作方式时,因为计数脉冲由部供给,是对机器周期进行计数,故计数脉冲频率为fcont=fosc×
1/12、计数周期T=1/fcont=12/fosc定时工作方式的计数初值X等于:
X=M-计数值=M-t/T=M-(fosc×t)/12 式中:
fosc为振荡器的振荡频率,t为要求定时的时间。
定时器有两种工作方式:
即定时和计数工作方式。
由TMOD的D6位和D2位选择,其中D6位选择
T1的工作方式,D2位选择T0的工作方式。
=0工作在定时方式,=1工作在计数方式。
并有四种操作模式:
1、模式0:
13位计数器,TLi只用低5位。
2、模式1:
16位计数器。
3、模式2:
8位自动重装计数器,THi的值在计数中不变,TLi溢出时,THi中的值自动装入
TLi中。
4、模式3:
T0分成2个独立的8位计数器,T1停止计数。
七.MCS-51有5个中断源,可分为2个中断优先级,即高优先级和低优先级,
中断自然优先级:
外部中断0
定时器0中断
外部中断1
定时器1中断
串行口中断
定时器2中断
(1)同级或高优先级的中断正在进行中;
(2)现在的机器周期还不是执行指令的最后一上机器周期,即正在执行的指令还没完成前不响应任何中断;
(3)正在执行的是中断返回指令RET1或是访问专用寄存器IE或IP的指令,换而言之,在RETI
或者读写IE或IP之后,不会马上响应中断请求,至少要在执行其它一要指令之扣才会响应。
(一)CPU响应中断的条件有:
(1)有中断源发出中断请求;
(2)中断总允许位EA=1,即CPU开中断;
(3)申请中断的中断源的中断允许位为1,即没有被屏蔽。
(二)串行口工作方式及帧格式:
MCS-51单片机串行口可以通过软件设置四种工作方式:
方式0:
这种工作方式比较特殊,与常见的微型计算机的串行口不同,它又叫同步移位寄存器输出方式。
在这种方式下,数据从RXD端串行输出或输入,同步信号从TXD端输出,波特率固定不变,为振荡率的1/12。
该方式是以8位数据为一帧,没有起始位和停止位,先发送或接收最低位。
方式2:
采用这种方式可接收或发送11位数据,以11位为一帧,比方式1增加了一个数据位,其余相同。
第9个数据即D8位具有特别的用途,可以通过软件搂控制它,再加特殊功能寄存器SCON中的SM2位的配合,可使MCS-51单片机串行口适用于多机通信。
方式2的波特率固定,只有两种选择,为振荡率的1/64或1/32,可由PCON的最高位选择。
方式3:
方式3与方式2完全类似,唯一的区别是方式3的小组特率是可变的。
而帧格式与方式2-为11位一帧。
所以方式3也适合于多机通信
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串行接口SPI接口应用设计 日期:
2006-09-3000:
00
使用的同步串行三线SPI接口,可以方便的连接采用SPI通信协议的外围或另一片AVR单片机,实现在短距离的高速同步通信。
ATmega128的SPI采用硬件方式实现面向字节的全双工3线同步通信,支持主机、从机和2种不同极性的SPI时序,通信速率有7种选择,主机方式的最高速率为1/2系统时钟,从机方式最高速率为1/4系统时钟。
ATmega128单片机部的SPI接口也被用于程序存储器和数据E2PROM的编程下载和上传。
但特别需要注意的是,此时SPI的MOSI和MISO接口不再对应PB2、PB3引脚,而是转换到PE0、PE1引脚上(PDI、PDO),其详见第二章中关于程序存储器的串行编程和校验部分的容。
ATmega128的SPI为硬件接口和传输完成中断申请,所以使用SPI传输数据的有效方法是采用中断方式+数据缓存器的设计方法。
在对SPI初始化时,应注意以下几点:
.正确选择和设置主机或从机,以及工作模式(极性),数据传输率;
.注意传送字节的顺序,是低位优先(LSBFirst)还是高位优先(MSBFrist);
.正确设置MOSI和MISO接口的输入输出方向,输入引脚使用上拉电阻,可以节省总线上的吊高电阻。
下面一段是SPI主机方式连续发送(接收)字节的例程:
#defineSIZE100
unsignedcharSPI_rx_buff[SIZE];
unsignedcharSPI_tx_buff[SIZE];
unsignedcharrx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter,rx_buffer_overflow;
unsignedchartx_wr_index,tx_rd_index,tx_counter;
#pragmainterrupt_handlerspi_stc_isr:
18
voidspi_stc_isr(void)
{
SPI_rx_buff[rx_wr_index]=SPDR; //从ISP口读出收到的字节
if(++rx_wr_index==SIZE)rx_wr_index=0; //放入接收缓冲区,并调整队列指针
if(++rx_counter==SIZE)
{
rx_counter=0;
rx_buffer_overflow=1;
}
if(tx_counter) //如果发送缓冲区中有待发的数据
{
--tx_counter;
SPDR=SPI_tx_buff[tx_rd_index];//发送一个字节数据,并调整指针
if(++tx_rd_index==SIZE)tx_rd_index=0;
}
}
unsignedchargetSPIchar(void)
{
unsignedchardata;
while(rx_counter==0); //无接收数据,等待
data=SPI_rx_buff[rx_rd_index]; //从接收缓冲区取出一个SPI收到的数据
if(++rx_rd_index==SIZE)rx_rd_index=0; //调整指针
CLI();
--rx_counter;
SEI();
returndata;
}
voidputSPIchar(charc)
{
while(tx_counter==SIZE);//发送缓冲区满,等待
CLI();
if(tx_counter||((SPSR&0x80)==0))//发送缓冲区已中有待发数据
{ //或SPI正在发送数据时
SPI_tx_buffer[tx_wr_index]=c; //将数据放入发送缓冲区排队
if(++tx_wr_index==SIZE)tx_wr_index=0; //调整指针
++tx_counter;
}
else
SPDR=c; //发送缓冲区中空且SPI口空闲,直接放入SPDR由SIP口发送
SEI();
}
voidspi_init(void)
{
unsignedchattemp;
DDRB|=0x080; //MISO=inputandMOSI,SCK,SS=output
PORTB|=0x80; //MISO上拉电阻有效
SPCR=0xD5; //SPI允许,主机模式,MSB,允许SPI中断,极性方式01,1/16系统时钟速率
SPSR=0x00;
temp=SPSR;
temp=SPDR; //清空SPI,和中断标志,使SPI空闲
}
voidmain(void)
{
unsignedcharI;
CLI(); //关中断
spi_init(); //初始化SPI接口
SEI(); //开中断
while()
{
putSPIchat(i); //发送一个字节
i++;
getSPIchar(); //接收一个字节(第一个字节为空字节)
………
}
}
这个典型的SPI例程比较简单,主程序中首先对ATmega128的硬件SPI进行初始化。
在初始化过程中,将PORTB的MOSI、SCLK和SS引脚作为输出,同时将MISO作为输入引脚,并打开上拉电阻。
接着对SPI的寄存器进行初始化设置,并空读一次SPSR、SPDR寄存器(读SPSR后再对SPDR操作将自动清零SPI中断标志自动清零),使ISP空闲等待发送数据。
AVR的SPI由一个16位的循环移位寄存器构成,当数据从主机方移出时,从机的数据同时也被移入,因此SPI的发送和接收在一个中断服务中完成。
在SPI中断服务程序中,先从SPDR中读一个接收的字节存入接收数据缓冲器中,再从发送数据缓冲器取出一个字节写入SPDR中,由ISP发送到从机。
数据一旦写入SPDR,ISP硬件开始发送数据。
下一次ISP中断时,表示发送完成,并同时收到一个数据。
类似本章介绍的USART接口的使用,程序中putSPIchar()和getSPIchar()为应用程序的底层接口函数(SPI驱动程序是SPI中断服务程序),同时也使用了两个数据缓冲器,分别构成循环队列。
这种程序设计的思路,不但程序的结构性完整,同时也适当的解决了高速MCU和低速串口之间的矛盾,实现程序中任务的并行运行,提高了MCU的运行效率。
本例程是通过SPI批量输出、输入数据的示例,用户可以使用一片ATmega128,将其MOSI和MISO两个引脚连接起来,构成一个ISP接口自发自收的系统,对程序进行演示验证。
需要注意,实际接收到的字节为上一次中断时发出的数据,即第一个收到的字节是空字节。
读懂和了解程序的处理思想,读者可以根据需要对程序进行改动,适合实际系统的使用。
如在实际应用中外接的从机是一片SPI接口的温度芯片,协议规程为:
主机先要连续发送3个字节的命令,然后从机才返回一个字节的数据。
那么用户程序可以先循环调用putSPIchar()函数4次,将3个字节的命令和一个字节的空数据发送到从机,然后等待一段时间,或处理一些其它的操作后,再循环调用getSPIchar()函数4次,从接收数据缓冲器中连续读取4个字节,放弃前3个空字节,第4个字节即为从机的返回数据了。
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AT24c256读写 日期:
2006-06-1000:
00
/*以下为AT24C01~AT24C256的读写程序,各人可根据自己的需要应用。
在buf1中填入需要写入的容,buf2的大小可根据需要定义。
addr可根据使
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