单片机复习资料

前言及第一章

1．单片机：

将中央处理器,随机存储器,只读存储器,中断系统,定时器/计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上.

单片机又可称为微控制器MCU

2．单片机特点：集成度高、体积小、可靠性高。有优异的性能价格比。控制功能强。系统配置较典型、规范。低功耗

3．8051内部结构包括：CPU、ROM、RAM、定时器/计数器、并行I/O口 P0~P3、串行口、中断系统以及定时控制逻辑电路等，这些部件通过内部总线连接起来。

4．8051的存储器在物理结构上分程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），有四个物理上相互独立的存储空间，即片内ROM和片外ROM，片内RAM和片外RAM。

5．21个特殊功能寄存器，又称为专用寄存器（SFR），它们离散地分布在80H~0FFH RAM空间中。

6．布尔位处理器：实际上这是一个完整的一位微计算机，它具有自己的CPU、寄存器、I/O、存储器和指令集。一位机在开关决策、逻辑电路仿真和实时控制方面非常有效。

（1）位累加器：借用进位标志位CY。在布尔运算中CY是数据源之一，又是运算结果的存放处，位数据传送的中心。

（2）位寻址的RAM：内部RAM位寻址区中的0~127位（20H~2FH）；

（3）位寻址的I/O口：并行I/O口中的可以位寻址的位（如P1.0）。

（4）位寻址的寄存器：特殊功能寄存器（SFR）中的可以位寻址的位。

（5）位操作指令系统：位操作指令可实现对位的置位、清0、取反、位状态判跳、传送、位逻辑运算、位输入/输出等操作

7．8051有四个8位并行接口P0~P3，共有32根I/O线。

P0口特点：

（1）用作I/O口，相当于一个真正的双向口：输出锁存、输入高阻抗缓冲（输入时需先将口置1），每根口线可以独立定义为输入或输出。

（2）用作地址/数据复用总线，为一个准双向口。作数据输入时，有上拉电阻，口也不是悬浮状态。作数据总线用时，输入/输出8位数据D0~D7；作地址总线用时，输出低8位地址A0~A7。

（3）当P0口用作地址/数据线后，就再也不能作为I/O使用。

（4）用作I/O口时与其它口的区别：输出时为漏极开路输出，与NMOS电路接口必须用电阻上拉，才能有高电平输出；输入时为悬浮状态，为一个高阻抗的输入口。

P1口特点：

（1）输出锁存，输出时没有条件。

（2）输入缓冲，输入时有条件，即需要先将该口设为输入状态，先输出1。

（3）工作过程中无高阻悬浮状态，也就是该口不是输入态就是输出态。具有这种特性的口不属于“真正”的双向口，而被称为“准”双向口。

P2口特点：

（1）作I/0口使用：P2口为准双向口。

（2）作地址输出：P2口可以输出程序存储器或片外数据存储器的高8位地址，与P0输出的低地址一起构成16位地址线，从而可分别寻址64KB的程序存储器或片外数据存储器。地址线是8位一起自动输出的。

P3口特点： （1）P3口是一个多功能口。

（2）可作I/O口使用，为准双向口。既可以字节操作，也可以位操作。既可以读引脚，也可以读锁存器，实现“读—修改—输出”操作。

（3）可以使用第二功能进行输入、输出。

8．8051引脚的功能：VCC(40脚)：电源端 ，VSS(20脚)：接地端 。控制引脚(4根)

RST/VPD(9脚)：复位信号/备用电源输入引脚。

ALE/PROG (30脚)：地址锁存允许信号输出/编程脉冲输入引脚。

EA/VPP(31脚)：外部程序存储器地址允许输入端/编程电压输入端。

PSEN(29脚)：片外ROM读选通信号端。

（1）时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

（2）MCS-51单片机复位方式：上电自动复位方式，按键电平复位方式，按键脉冲复位方式

（3）SP是堆栈指针，80C51有8位，复位后状态007

第四章 中断

► 中断系统包括：中断源、中断允许寄存器IE、中断优先级寄存器IP、中断矢量等。

► 2级中断优先级：

高级中断请求、低级中断请求。

► 5个中断请求源：

INT0外部中断源0、INT1外部中断源1、定时器T0溢出中断源、定时器T1溢出中断源、串行口的发送/接收中断源。

► 4个用于中断控制的寄存器：

IE、IP、TOCN（用6位）和SCON（用2位）

1．外部中断：

► 外部中断：由外部信号引起,共有二个外部中断,它们的中断请求信号分别从引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)上引入。

► 外部中断请求有二种信号触发方式，即电平有效方式和跳变有效方式，可通过设置有关控制位进行定义。

► 当设定为电平有效方式时，若INTO或INT1引脚上采样到有效的低电平，则向CPU提出中断请求。

► 设定为跳变有效方式时，若INTO或INT1引脚上采样到有效负跳变，则向CPU提出中断请求。

2．定时中断和串行中断

► 定时中断：为满足定时或计数的需要而设置。当计数器发生溢出时，表明设定的定时时间到或计数值已满，这时可以向CPU申请中断。由于定时器/计数器在单片机内部，所以定时中断属于内部中断。

► 2个定时中断源：

（1）TE0——T0（P3.4）溢出中断

（2）TE1——T1（P3.5）溢出中断

► 串行中断：为串行数据传送的需要而设置。

► 每个串行口发送或接收一组串行数据时，就产生一个中断请求。 RX——串行接收中断。

TX——串行发送中断。

3．中断系统结构（P108）

(1) EA(IE.7)：CPU中断总允许位。EA=1，CPU开放中断。每个中断源是被允许还是被禁止，分别由各中断源的中断允许位确定；EA=0，CPU屏蔽所有的中断要求，称为关中断。

4．MCS－51中断处理过程：

► 三个阶段：中断响应、中断处理、中断返回

► CPU响应中断的条件：

（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

► 响应过程：

（1）置位响应的优先级触发器

（2）执行一个硬件子程序调用，保护断点

（3）将对应的中断入口地址装入程序计数器PC

（4）使程序转向中断入口地址，执行中断服务程序

第五章 定时计数

1．实现定时或计数，通常采用以下三种方法：

（1）硬件法

硬件定时功能完全由硬件电路完成，不占用CPU时间。但当要求改变定时时间时，只能通过改变电路中的元件参数来实现，很不灵活。

（2）软件法

软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时，优点是无额外的硬件开销，时间比较精确。但牺牲了CPU的时间

（3）可编程定时器/计数器

2．MCS－51系列单片机内部提供2个可编程的定时器/计数器T0和T1，它们可以用于定时或者对外部脉冲计数，还可以作为串行口的波特率发生器。定时器达到预定定时时间或者计数器计满数时，给出溢出标志，还可以发出内部中断。

► 组成：6个SFR寄存器，包括TMOD、TCON、TH0和TL0、TH1和TL1。

► 定时器/计数器的核心：一个加1计数器，其基本功能是加1计数。

► 计数功能：若是对单片机的T0、T1引脚输入信号进行计数，即是计数功能。当外部输入信号由1至0跳变时，计数器加1。

► 定时功能：若是对单片机内部的机器周期进行计数，从而得到定时，这就是定时功能。每个机器周期（等于12个晶体振荡周期）计数器加1。

3．定时器/计数器的工作方式及应用

► 每一种工作方式对应最大计数值：

方式0 13位计数器 213=8192

方式1 16位计数器 216=65536

方式2 8位计数器 28=256

方式3 8位计数器 28=256

（1）定时初值：

► 对机器周期进行计数。T：定时时间，X：初值，N：计数器位数，fosc：系统时钟频率，则: (2N-X) ×12/fosc=T

X=2N-fosc/12×T

（2）计数初值：

对外部脉冲进行计数，计数值根据要求确定。N：计数器位数，X：初值，则：

X=2N-计数值

4．定时器/计数器工作方式0

► 定时时间T:

T=(213-X) × 12/fosc=(213-X) ×机器周期

► 计数初值:X=213-计数值。

5．定时器/计数器工作方式（与方式0的区别是计数器的长度，比方式0常用）

► 定时时间T：T=（216-X） × 12/fosc

X=216-T ×fosc/12

► 计数初值X：X=216-计数值

6．定时器/计数器工作方式2

► 方式2是能自动重装计数初值的8位计数器。低8位作计数器用，高8位保存计数初值。

► 定时方式计数初值：X=28-T ×fosc/12

► 计数方式计数初值：X=28-计数值

7．定时器/计数器工作方式3（略）