单片机复习单片机的基本概念.docx
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单片机复习单片机的基本概念
单片机复习-单片机的基本概念
一、单片机的基本概念
1.51单片机的组成:
P3
CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出接口电路(并行I/O口)、定时器/计数器,全双工串行口,中断系统,时钟电路。
2.51单片机是几位机它识别的是几进制数据P34
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码。
3.51单片机的引脚及定义。
P42-43
主电源引脚2根:
VCC(Pin40):
电源输入,接直流5V电源;
GND(Pin40):
电源地。
外接晶振引脚2根:
XTAL1:
片内振荡电路输入端;
XTAL2:
片内振荡电路输出端。
控制引脚4根:
RST:
复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位;
:
外部存储器读选通信号。
ALE/
:
地址锁存允许信号。
/VPP:
程序存储器的内外部选通脚。
可编程输入/输出引脚32根:
P0口:
P0口为双向8位三态I/O口,名称为~,每个口可独立控制,无上拉电阻,为高阻状态,不能正常输出高/低电平,使用时务必外加上拉电阻,一般接入10KΩ
P1口:
准双向8位I/O口,内部带上拉电阻,这种就扣输出没高阻态,输入不能锁存
P2口:
准双向8位I/O口,内部带上拉电阻
P3口:
准双向8位I/O口,内部带上拉电阻。
第一功能使用时当作普通I/O口与P1口相似,第二功能时,各引脚定义如下:
①RXD串行输入口
②TXD串行输出口
③
外部中断0输入
④
外部中断1输入
⑤T0定时器0外部输入
⑥T1定时器1外部输入
⑦
外部数据存储器写选同
⑧
外部数据存储器读选同
4.51单片机内部RAM和ROM的作用。
P35
数据存储器RAM:
MCS-51单片机内部共有256个8位数据存储单元,高128个单元被专用寄存器占用,低128个单元供用户使用,用于存放可读/写的数据、运算的中间结果或用户定义的字形表等,通常所说的内部数据存储器就是指低128个单元。
程序存储器RAM:
MCS-51单片机内部共有4KB(52有8KB)8位ROM,用于存放用户程序、原始数据或表格。
存储器是单片机的主要组成部分,MCS-51单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存放程序、常数及表格等不变的数据,数据存储器用于存放缓冲数据)程序执行后产生的数据),RAM和ROM分别编址,寻址范围为64KB。
ROM通常存着单片机的工作程序,断电是不会丢失数据;
RAMMCS-51系列单片机片内RAM共有128字节,地址范围为00H~7FH。
在这128字节中,全部都可以按照字节地址进行操作(读、写或运算),直接或间接寻址方式皆可。
在这128字节中,按照使用特点,可以分成三类:
工作寄存器区、位寻址区和通用数据区。
特殊功能寄存器SFR:
51单片机内部共有21个SFR,每个SFR占1个字节,多数字节单元中的每一位又有专用的“位名称”。
这21个SFR又按是否可以位寻址分为两大部分,ACC、IE、P1等11个可以位寻址,SP、TMOD等不可以位寻址。
能位寻址是指能够对它的每一位都可以进行位操作
这15寄存器中,根据前面讲的51单片机内部四大功能模块又可分为四大部分:
I/O口相关:
P1P2P3P4
中断相关:
IPIE
定时器相关:
TMODTCONTL0、TH0、TL1、TH1
串口通信相关:
PCONSBUF
1、IE中断允许寄存器
EA:
EA=0时,所有中断禁止(即不产生中断);EA=1时,各中断的产生由个别的允许位决定
ET2:
定时2溢出中断允许(8052用1允许, 0禁止)
ES:
串行口中断允许(1允许, 0禁止)
ET1):
定时1中断允许(1允许, 0禁止)
EX1:
外中断INT1中断允许(1允许, 0禁止)
ET0:
定时器0中断允许(1允许, 0禁止)
EX0:
外部中断INT0的中断允许(1允许, 0禁止)
2、TCON定时器控制寄存器
TF1:
定时器T1溢出标志,可由程序查询和清零,TF1也是中断请求源,当CPU响应T1中断时由硬件清零。
TF0:
定时器T0溢出标志,可由程序查询和清零,TF0也是中断请求源,当CPU响应T0中断时由硬件清零。
TR1:
T1充许计数控制位,为1时充许T1计数(定时)。
TR0:
T0充许计数控制位,为1时充许T0计数(定时)。
IE1:
外部中断1请示源(INT1,)标志。
IE1=1,外部中断1正在向CPU请求中断,当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE1(边沿触发方式)。
IT1:
外部中断源1触发方式控制位。
IT1=0,外部中断1程控为电平触发方式,当INT1()输入低电平时,置位IE1。
此位为1设置为电平触发,为0设置为下降沿触发。
IE0:
外部中断0请示源(INT0,)标志。
IE0=1,外部中断1正在向CPU请求中断,当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE0(边沿触发方式)。
IT0:
外部中断源0触发方式控制位。
IT0=0,外部中断1程控为电平触发方式,当INT0()输入低电平时,置位IE0。
此位为1设置为电平触发,为0设置为下降沿触发。
3、TMOD定时器工作模式及方式寄存器
此寄存器高四位用于T1,低四位用于T0。
GATE :
定时操作开关控制位,当GATE=1时,INT0或INT1引脚为高电平,同时TCON中的TR0或TR1控制位为1时,计时/计数器0或1才开始工作。
若GATE=0,则只要将TR0或TR1控制位设为1,计时/计数器0或1就开始工作。
C/T :
定时器或计数器功能的选择位。
C/T=1为计数器,通过外部引脚T0或T1输入计数脉冲。
C/T=0时为定时器,由内部系统时钟提供计时工作脉冲。
M1M0:
T0、T1工作模式选择位
M1M0:
00方式0,13位计数/计时器
M1M0:
01方式1,16位计数/计时器
M1M0:
10方式2,8位自动加载计数/计时器
M1M0:
11方式3,仅适用于T0,定时器0分为两个独立的8位定时器/计数器TH0及TL0,T1在方式3时停止工作
4、SCON串行通信控制寄存器
SM0SM1:
串行口工作方式控制位
SM0SM1:
00 方式0-波特率由振荡器频率所定:
振荡器频率/12
SM0SM1:
01 方式1-波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定:
2SMOD×(T1溢出率)/32
SM0SM1:
10 方式2-波特率由振荡器频率和SMOD所定:
2SMOD×振荡器频率/64
SM0SM1:
11 方式3-波特率由定时器T1或T2的溢出率和SMOD所定:
2SMOD×(T1溢出率)/32
SM2:
多机通信控制位。
多机通信是工作于方式2和方式3,SM2位主要用于方式2和方式3。
接收状态,当串行口工作于方式2或3,以及SM2=1时,只有当接收到第9位数据(RB8)为1时,才把接收到的前8位数据送入SBUF,且置位RI发出中断申请,否则会将接受到的数据放弃。
当SM2=0时,就不管第位数据是0还是1,都难得数据送入SBUF,并发出中断申请。
工作于方式0时,SM2必须为0。
REN:
允许接收位。
REN用于控制数据接收的允许和禁止,REN=1时,允许接收,REN=0时,禁止接收。
TB8:
发送接收数据位8。
在方式2和方式3中,TB8是要发送的——即第9位数据位。
在多机通信中同样亦要传输这一位,并且它代表传输的地址还是数据,TB8=0为数据,TB8=1时为地址。
RB8:
接收数据位8。
在方式2和方式3中,RB8存放接收到的第9位数据,用以识别接收到的数据特征。
TI:
发送中断标志位。
可寻址标志位。
方式0时,发送完第8位数据后,由硬件置位,其它方式下,在发送或停止位之前由硬件置位,因此,TI=1表示帧发送结束,TI可由软件清“0”。
RI:
接收中断标志位。
可寻址标志位。
接收完第8位数据后,该位由硬件置位,在其他工作方式下,该位由硬件置位,RI=1表示帧接收完成。
5.特殊功能寄存器和RAM的区别
两者的材质有何区别?
--都是RAM类型。
在芯片中两者相对与总线的位置如何?
--“特殊功能寄存器”、高128B字节的片内RAM,地址重合。
51系列中,“特殊功能寄存器”和“内存”都能通过地址进行访问,那么两者存在什么区别呢?
--因为地址重合的原因:
--“特殊功能寄存器”只能用《直接寻址》来访问。
--高128B字节的片内RAM,只能用《间接寻址》来访问。
--因为地址不重合:
--所以,低128B字节的片内RAM,寻址,没有限制。
访问速度因哪些因素而不同--无差别。
6.51单片机时钟电路,晶体和起震电容范围。
P45/7
时钟电路为单片机产生时序脉冲,电容量一般在10~30pF,典型值为22和30pF;
复位电路,单片机想要正常工作必须经过一个复位过程。
晶振可以在0~24MHz之间,外接石英晶体时,C1和C2一般取30pF±10pF;外接陶瓷谐振器时,C1和C2一般取40pF±10pF。
7.震荡周期又称节拍(用P表示),指为单片机提供定时信号的振荡源的周期。
状态周期用S表示,震荡脉冲经过二分频后的时钟信号的周期,一个状态包含两个节拍,前一个叫P1,后一个叫P2。
MCS-51单片机中一个人状态周期为震荡周期的2倍。
机器周期:
CPU完成一个基本操作所需要的时间。
一个机器周期有6个状态,每个状态由2个脉冲组成,可依次表示为S1P1、S1P2…S6P1、S6P2。
一个机器周期=六个状态周期=十二个节拍。
若单片机采用12MHz的晶振,则一个机器周期为1us,若采用6MHz的晶振,则一个机器周期为2us。
指令周期:
执行一条指令所需要的时间。
不同的指令执行时间各不相同。
8.51单片机的复位电路,复位电平和复位时间以及复位后各寄存器的值。
P44/P39
复位是使单片机进入初始化的操作。
在复位引脚(9脚)持续出现24个振荡器脉冲周期(即2个机器周期)的高电平信号将使单片机复位。
通常为了保证应用系统可靠复位,复位电路应使引脚RST保持0ms以上的高电平。
常见复位电路有上电自动复位和按键手动复位。
9.51单片机有那几个并行I/O口,它们的作用和功能分别是什么各有什么特点。
P51-54
MCS51单片机有4个8位的并行I/O口:
P0-3.它们是特殊功能寄存器的4个。
这4个口既可以作为输入也可以作为输出,既可按8位处理也可按位方式使用。
输出时具有锁存能力,输入时具有缓冲功能。
MCS-51单片机共有四个8位双向并行的I/O端口,每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和一个输入缓冲器。
但这四个端口的功能不全相同,P0口既可作一般I/O端口使用,又可作地址/数据总线使用;P1口是一个准双向并行口,作通用并行I/O口使用;P2口除了可作为通用I/O使用外,还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用;P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能外,还具有第二功能。
10.51单片机工作的三个基本条件。
P49
保证单片机正常运行的三个基本条件:
电源正常,时钟电路正常,复位电路正常。
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