单片机复习文件.docx

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单片机复习文件

单片机复习资料

1、单片机的硬件结构及工作原理

1、什么叫单片机？

什么是单片机最小系统？

单片机就是单片微型计算机的简称。

它是将计算机的微处理器，存储器，定时计数器，中断，串行口和I/O接口等电路集成在一块电路芯片上，形成了芯片级的计算机。

单片机的最小系统就是让单片机能正常工作并发挥其功能时所必须的最少的组成部分，最小系统一般应该包括：

 单片机、时钟电路（晶振电路）、复位电路、输入/ 输出设备等。

2、单片机的主流产品

Intel的MCS-51系列：

8051

ATMEL的系列:

AT89C51，AT89S51

8051与AT89S51的主要区别：

AT89S51的程序存储器采用4KBFlashROM，支持在线编程。

8051的程序存储器采用4KBEPROM，不支持在线编程。

3、引脚的功能

电源引脚

Vcc（40脚）：

电源端，为5V

Vss（20脚）：

接地端，GND

时钟电路引脚（外接晶振引脚）

XTAL1：

外接晶振的一个引脚，采用外部时钟信号，此脚接地

XTAL2：

外接晶振的一个引脚，采用外部时钟信号，此脚接入

控制信号引脚

ALE（30脚）：

地址锁存信号端，用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存起来，实现低位地址和数据的输送

PSEN（29脚）：

外部程序存储器的读选通信号端，实现外部ROM单元的读操作，每个机器周期两次有效

EA（31脚）：

访问程序存储器控制信号，EA=1，访问内部程序存储器，当PC值超过范围，访问外部程序存储器，EA=0，访问外部程序存储器。

RST（9脚）：

复位信号输入端，高电平有效，完成单片机复位

输入输出端口

P0：

双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载

P1：

8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载

P2：

8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载

P3：

8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载

片外总线结构

4、时钟电路

内部振荡电路的组成：

两个电容（30PF）和一个晶振（1.2MHz～12MHz）。

时钟周期、机器周期的计算。

5、复位电路

复位原理：

电容在上接高电平，电阻在下接地，中间为RST，通电时，电容两端相当于是短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程度，即为低电平，单片机处于初始状态，开始正常工作。

复位方式：

自动复位，手动复位

6存储器结构：

程序存储器（ROM只读存储器），数据存储器（RAM随机存储器）

数据存储器RAM的分区

数据存储器（256字节）：

00H—7FH，RAM的区；80H—FFH，特殊寄存器

工作寄存器区：

00H—1FH,分为4个组，每个组由R7-R0组成，共占32个单元 

位寻址区：

20H—2FH ，每个单元8位，共128位

用户区：

30H—7FH 

7、特殊功能寄存器（21个，26个）

Acc：

累加器

PSW：

程序状态字

SP：

堆栈指针

DPTR：

数据指针

2、单片机键盘及显示器接口技术

1、键盘

（1）功能：

输入设备

（2）分类：

编码键盘和非编码键盘。

编码键盘是由硬件完成键盘按键的识别。

非编码键盘是由软件完成键盘按键的识别。

（3）非编码键盘的两种基本结构：

独立式和矩阵式

（4）键盘的去抖动方法：

硬件抖动，软件抖动

（5）按键的识别方式：

中断方式、查询方式

2、显示器：

LED数码管显示器

（1）两种类型：

共阳极和共阴极

（2）段选码

共阳极数组0~9：

display[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x91,0xA2,0x82,0xF8,0x80,0x90} 共阳极数组A~F：

display[]={0x88,0x83,0xA6,0xC1,0x86,0x8E} 

共阴极数组0~9：

display[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x6E,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F}, 共阴极数组A~F：

display[]={0x77,0x7C,0x59,0x3E,0x79,0x71} 

（3）两种显示方式（静态显示和动态显示）及特点

1.静态显示LED接口

（1）连接方法各数码管的公共极固定接有效电平，各数码管的字形控制端分别由各自的控制信号控制。

（2）优点LED显示亮度温度，容易调节，编程容易，工作时占用CPU时间短。

（3）缺点若直接用单片机输出各位数码管的字形信号时，占用单片机的I/O口线较多。

一般仅适用于显示位数较少的应用场合。

2.动态显示LED接口

（1）连接方法各位数码管的字形控制端对应地并在一起，由一组I/O端口进行控制，各位的公共极相互独立，分别由不同的I/O控制信号控制。

（2）优点节省I/O端口线

（3）缺点显示亮度不够稳定，影响因素较多；编程较复杂，占用CPU时间较多。

三、单片机中断技术与定时计数器

1、中断技术

图中各符号的含义

注:

各中断允许控制位=0,开关断开；=1,开关接通

中断系统的初始化编程

中断服务程序（入口地址、中断号）

2、定时计数器

（1）定时计数器的组成

（2）两种模式：

定时和计数

（3）4种工作方式：

（4）定时、计数的编程（查询方式、中断方式）

（5）定时计数器初始化编程

例：

单片机应用系统中，系统频率为12MHz，拟用T0方式1来实现5ms的定时，T1方式2来实现50次的计数，编写定时计数器的初始化程序。

机器周期为：

1us

TMOD=01100001B=0x61

TH0=（65536-5000）/256TL0=（65536-5000）%256

TH1=256-50TL1=256-50

【例6-9】系统时钟为12MHz，编程实现从P1.0引脚上输出一个周期为2ms的方波。

基本思想：

要在P1.0上产生周期为2ms的方波，定时器应产生1ms的周期性的定时，定时对P1.0求反。

选择定时器T0，方式1定时，采用中断方式，GATE不起作用。

计算T0的初值计算：

TH0=（65536 −1000） /256=0xfc，TL0=（65536 −1000）%256=0x18。

中断方式：

查询方式：