单片机知识点概述简化版.docx

1、单片机知识点概述简化版概述1、单片机的定义与内部组成单片机是一种集成电路芯片，一片单片机芯片就具有组成计算机的全部功能。它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，构成一个即小巧又很完善的计算机硬件系统。2、单片机的特点与发展前景。从硬件角度看：单片机具有小型化的特点，它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，一片单片机芯片就具有组成计算机的全部功能。从软件角度看：单

2、片机指令系统有精单指令的特点，容易学习。利用单片机指令编写的源程序短小精悍，使单片机应用产品即体积小又具有智能化。发展前景：纵观单片机的发展过程，可以预见单片机的发展有着广泛的前景。尤其在工业控制、智能仪器仪表、计算机网络和通信领域、家用电器、医用设备等领域中将有着广泛的发展前景。3、单片机的各种主要用途。（1）在智能仪器仪表上的应用（2）在工业控制中的应用（3）在家用电器中的应用（4）在计算机网络和通信领域中的应用（5）单片机在医用设备领域中的应用此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。第1章 单片机结构及原理1、80C51单片机的内部组成及外观(1)中

3、央处理器：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 (2)数据存储器(RAM)：特殊功能寄存器初始态特殊功能寄存器初始态ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HDPL00HTL000HIPxxx00000BTH100HIE0xx00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCONxxxxxxxxBSBUF00HP0-P31111111BPCON0xxxxxxxB 8051内部有128字节数据存储器（RAM）和21个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器有专门的用途，通常用于存放控制指令数据，不能用作用户数据的存放，用户能使用的R

4、AM只有128个字节，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。89S52供用户使用的数据存储器256个字节。 (3)程序存储器(ROM)：8051共有4K字节闪存，用于存放程序和固定的常数等。89S52/C52配置了8KB闪存。(4)定时/计数器(ROM)：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数，当定时/计数器产生溢出时，可用中断方式控制程序转向。(5) 并行输入输出(I/O)口：8051共有4个8位的并行I/O口(P0、 P1、P2、P3)，用于对外部数据的传输。(6)全双工串行口：8051内置一个全双工异步串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口

5、既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。(7)中断系统：8051具备较完善的中断功能，有五个中断源（两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断），可基本满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。(8)时钟电路：8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的时序脉冲，但需外接晶体振荡器和振荡电容。2、按照写入的方式不同，ROM可分为MaskROM(掩膜ROM)、OTPROM、EPROM、E2PROM和FlashROM。Flash ROM：Flash ROM是一种新型的电可擦除、非易失性存储器，使用方便，价格低廉，可多次擦写，近年来应用广泛。3、51系列单片

6、机的存储器组织结构，采用典型的哈佛结构，即程序存储器、数据存储器完全独立。片内RAM又按功能分为几个区，每个区都有自己独特的功能。4、 51单片机的四个并行I/O口，其中P0口可作I/O口，也可以分时实现地址数据总线功能。P3口除了可作I/O口外，还具有第二功能，P2口除了可作I/O口外，还能作高位地址总线。5、51单片机的复位电路有上电复位、手动复位电路两种。复位后，一些特殊功能寄存器的内容会恢复为初始值。第2章指令系统1、指令寻址方式直接寻址、立即寻址、寄存器寻址、间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址。2、指令系统对指令功能的理解以及常用与不常用指令（1）数据传送指令数据传送指令中大部份指

7、令的功能较为简单容易理解，难点是对查表指令MOVC A，A+DPTR和MOVC A，A+PC的理解。（2）算术运算指令算术运送指令大多是常用指令，功能简明确，大多数指令以累加A为第一操作数，运算结果保存在累加A中，同一种运算的指令，第二操作数的来源于以来自不同的存储空间，也可以是相同的存储空间，但采用不同的寻址方式，例如将累加器A中的内容与片内RAM中50H单元的内容相加。第二操作数采用直接寻址：ADD A，50H第二操作数采用寄存器间接寻址：MOV R0，#50H ADD A，R051单片机指令系统中有带进位的减法指令，应用时要根据实际情况确定是否对进位标志清零。使用乘除法指令时，应注意每次

8、操作（被乘数或被除数）与第二操作数（乘数或除数）的存储位置以及运算结果的存储位置。（3）逻辑运算指令逻辑运算指令大多也是功能简单常用指令，移位指令的作有征收数字电子技术中移位寄存器的作用类似，每次将累加器A中的内容左移（或右移）一位，数值上相当于将原数乘以2（或除以2）。（4）转移指令控制转移指令是系统学习的难点之一，它难在条件转移指令中对转移条件的理解，它即要判断条件是否满足，又要确定程序是否转移。其实掌握这类指令并不难，简言之“满足条件则转移，不满足条件则执行下一条指令”。无条件转移指令容易理解，但要注意转移范围分别是-127B+128B（短转移）或2KB范围（相对转移）或64KB范围（长

9、转移）。子程序调用与返回指令操作与堆拽操作有一定关系，要注意出入拽顺序。（5）位指令位操作指令是51单片机的特色，由于可以按位操作，方便了程序设计。位操作指令中的条件转移指令是短转移指令（-127+128B范围），而且都是以条件位的状态作转移条件的。第3章 汇编语言程序设计1、单片机程序设计中常用伪指令伪指令不是真正的指令，它只向编译程序提供编译信息，而不产生机器代码。常用伪指令有：（1）标号等值伪指令EQU格 式：标号：EQU表达式指令的含义为本语句的标号等值于表达式，亦即将表达式值赋予标号。这里的标号和表达式是必不可少的。（2）数据存储说明伪指令数据存储说明伪指令的作用是将数据存储在程序存

10、储器单元中。 定义字节数据伪指令DB格 式：标号：DB表达式或表达式串 定义字数据伪指令DW格 式：标号：DW表达式或表达式串（3）程序起始地址伪指令ORG格 式：ORG表达式（4）汇编结束伪指令END格 式1：标号：END表达式格 式2：标号：END或者 END2、程序设计（1）顺序程序设计一种最简单、最基本的程序（也称为简单程序）。特点是按程序编写的顺序依次执行，程序流向不便。需要正确地选择指令，以达到提高程序执行效率、减少程序长度、最大限度地优化程序的目的。（2）循环程序任何计算机程序都不可能是无限长的顺序程序，程序总是根据不同的条件不断循环的转移执行的。将循环程序从结构上分成循环初始化

11、，循环体，循环修改和循环结构四个部分，是为了便于理解。实际应用时应视具体问题灵活应用。（3）分支程序条件转移指令是指分支程序产生的原因，条件转移指令执行时，如果转移条件（yes）程序转向一个分支，如果不转移条件（no）程序转向是一个分支。（4）散转程序设计用间接转移指令，也称为散转指令，即“JMP A+DPTR”。把16位数据指针DPTR的内容与累加器A中的8位无符号数相加，形成散转的目的地址，装入程序计数器PC，使程序转入响应的分支程序中去。通常方法是固定DPTR的内容，然后根据A中的内容进行散转。（5）查表程序数学变量与函数之间的关系是一种确定的关系，可以用数学表达式表示，计算机编程时，可

12、根据变量及与函数的关系式计算出函数值。但有的变量与函数之间的关系不能用数学表达式表示，如七段数码显示代码（函数）与显示字符（变量）就是这样。它们之间只能用表格形式建立函数关系，单片机程序设计中的查表程序就是解决这类问题。当然有确定数学关系的数学变量也可以用查表程序求函数值。（3）子程序采用子程序结构的程序设计最大的好处是优化了程序设计，将可局部独立处理的问题编写成子程序，可供主程序反复多次调用，它将复杂的运标或检制问题，细分成许多小的事件进行处理，这种主程序调用子程序的结构形式被称为模块式的结构形式。第4章定时/计数器及中断系统1、定时/计数器内部结构51单片机内部设有两个16位可编程的定时器

13、计数器，简称定时器0、定时器1。2、定时器的工作原理（1）定时功能 定时功能是通过计数的计数来实现的，不过此时的计数脉冲来自单片机的内部，每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器加1，直到计数器溢出。 由于1个机器周期等于12个时钟振荡周期。因此计数频率为振荡周期的1/12。（2）计数功能所谓计数是对外部事件进行计数，计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0、T1。 当外部输入脉冲信号产生由1至0的跳变时，计数器的值加1。 计数方式下，单片机在每个机器周期的S5P2期间对外部计数脉冲进行采样。如果前一个机器周期采样为高电平，后一个机器周期采样为低电平，则在紧跟着的再下一个（第三个）机器周期的S3P1期间

14、计数器加1。 由于确认一次由1至0的跳变要花两个机器周期，即24个振荡周期，故计数脉冲的频率不能高于振荡频率的1/24。3、定时/计数器的控制51单片机对内部定时器计数器的控制主要是通过模式控制寄存器TMOD、控制寄存器-TCON两个特殊功能寄存器实现的。（1）工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD为8位寄存器，各位定义如图所示： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATECTM1M0GATECTM1M0控制定时器T1控制定时器T0GATE：门控位。GATE=0时，定时器由软件控制位TR0或TR1来控制启停。TRi位为1时，定时器启动开始工作；为0时定时器停止工作。GATE=1时，定时器的启停由外部中断引脚和TRi位共同控制。只有当外部中断引脚INT0或INT1为高时，TR0或TR1置1才能启动定时器工作。CT：功能选择位。当CT=0时设置为定时器工作模式；当CT=1时设置为计数器工作模式。M1、M0：工作方式选择位。定时器计数器有4种工作方式，由M0、M1来定义：M0M1操作方式功能说明00方式013位定时器计数器，TLi只用低5位01方式116位定时器计数器10方式2自动重装初值的8位定时器计数器，Thi的值在保持不变，TLi溢出时，THi的值自动装入TLi中。11方式3仅适用于T0，T0分成2个独立的8位计数