单片机原理及应用总结.docx

1、单片机原理及应用总结单片机原理及应用第1章 绪论1.什么叫单片机？其主要特点有哪些？在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。特点：控制性能和可靠性高、体积小、价格低、易于产品化、具有良好的性价比。第二章 80C51的结构和原理1.80C51的基本结构a.CPU系统 8位CPU，含布尔处理器； 时钟电路； 总线控制逻辑。b.存储器系统 4K字节的程序存储器（ROM/EPROM/FLASH，可外扩至64KB）； 128字节的数据存储器（RAM，可外扩至64KB）； 特殊功能寄存器SFR。c.I/O口和其他功能单元 4个并行I/O口； 2个16

2、位定时/计数器； 1个全双工异步串行口； 中断系统（5个中断源，2个优先级）2.80C51的应用模式a.总线型单片机应用模式 总线型应用的“三总线”模式； 非总线型应用的“多I/O”模式3.80C51单片机的封装和引脚a.总线型DIP40引脚封装 RST/VPO：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚； ALE/：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚； /VPP：内外存储器选择引脚/片内EPROM编程电压输入引脚； ：外部程序存储器选通信号输出引脚b.非总线型DIP20封装的引脚 RST：复位信号输入引脚4.80C51的片内存储器增强型单片机片内数据存储器为256字节，地址范围是00HFFH

3、。低128字节的配情况与基本型单片机相同。高128字节一般为RAM，仅能采用寄存器间接寻址方式询问。注意：与该地址范围重叠的特殊功能寄存器SFR空间采用直接寻址方式询问。5.80C51的时钟信号晶振周期为最小的时序单位。一个时钟周期包含2个晶振周期。晶振信号12分频后形成机器周期。即一个机器周期包含12个晶振周期或6个时钟周期。6.80C51单片机的复位定义：复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态。a.复位电路两种形式：一种是上电复位；另一种是上电与按键均有效的复位。b.单片机复位后的状态单片机的复位操作使单片机进入初始化状态。初始化后，程序计数器PC=0000H，所以程序从0

4、000H地址单元开始执行。特殊功能寄存器复位后的状态是确定的。P0P3为FFH，SP为07H，SBUF不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余的特殊功能寄存器的状态为00H.相应的意义为： P0P3=FFH，相当于各口锁存器已写入1，此时不但可用于输出，也可以用于输入； SP=07H，堆栈指针指向片内RAM的07单元； IP、IE和PCON的有效位为0，各中断源处于低优先级且均被关断、串行通讯的波特率不加倍； PSW=00H，当前工作寄存器为0组。7.80C51的存储器组织功能：存储信息（程序和数据）a.程序存储器低端的一些地址被固定地用作特定的入口地址： 0000H：单片机复位后的入口地

5、址； 0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址； 000BH：定时/计数器0溢出中断服务程序入口地址； 0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址； 001BH：定时/计数器1溢出中断服务程序入口地址； 0023H：串行口的中断服务程序入口地址。8.80C51单片机的数据存储器配置80C51单片机数据存储器分为片外RAM和片内RAM两大部分。80C51片内RAM的128B部分分成工作寄存器区、位寻址区、通用RAM三大部分。基本型单片机片内RAM的地址范围是00H7FH。增强型单片机片内除地址范围为00H7FH的128B RAM外，又增加了80HFFH的高128B的RAM。增加的这部分RA

6、M仅能采用间接寻址方式访问。片外RAM地址空间为64KB，地址范围是0000HFFFFH。与程序存储器地址空间不同的是，片外RAM地址空间与片内RAM地址空间在地址的低端0000H007FH是重叠的。访问片外RAM时采用指令MOVX实现，访问片内RAM采用指令MOV，无读写信号产生。a.工作寄存器区80C51单片机片内RAM低端的00H1FH共32B，分成4个工作寄存器组，每组占8个单元。 寄存器0组：地址00H07H； 寄存器1组：地址08H0FH； 寄存器2组：地址10H17H； 寄存器3组：地址18H1FH。程序运行时，只能有一个工作寄存器组作为当前工作寄存器组；当前工作寄存器组的选择由

7、特殊功能寄存器中得程序状态字寄存器PSW的RS1、RS0来决定。b.位寻址区内部RAM的20H2FH共16个字节是位寻址区。其128位的地址范围是00H7FH。c.通用RAM区位寻址区之后的30H7FH共80个字节为通用RAM区。这些单元可以作为数据缓冲器使用。实际应用中，常需在RAM区设置堆栈。80C51的堆栈一般设在30H7FH的范围内，栈顶的位置由堆栈指针SP指示。复位时SP的初值为07H，在系统初始化时可以重新设置。9.80C51单片机的特殊功能寄存器a.程序状态字寄存器PSW，8位。含义如下： CY：进位、借位标志。有进位、借位时CY=1，否则CY=0； AC：辅助进位、借位标志 F

8、0：用户标志位，由用户自己定义 RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位 OV：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则0V=0 P：奇偶标志位。存于ACC中的运算结果有奇数个“1”时P=1，否则P=0。10.P0口、P2口的结构P0口作为分时复用的低8位地址/数据总线，P2口作为高8位地址总线。a.P0口的结构 P0用作通用I/O口输出驱动级工作在需外接上拉电阻的漏极开路方式；P0口在作为通用I/O口，属于准双向口。 P0用作地址/数据总线b.P2口的结构P2口的输出驱动电路与P0口不同，内部设有上拉电阻。 P2用作通用I/O口P2口在作为通用I/O口，属于准双向口。 P2用作地址总线11.P3口结

9、构a.P3用作第一功能的通用I/O口b.P3用作第二功能使用 P3.0：RXD（串行口输入）； P3.1：TXD（串行口输出）； P3.2：（外部中断0输入）； P3.3：（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：（片外数据存储器“写”选通控制输出）； P3.7：（片外数据存储器“读”选通控制输出）。第三章 80C51的指令系统1.80C51的寻址方式表3.1 寻址方式所对应的寄存器和存储空间序号寻址方式寄存器或存储空间1基本方式寄存器寻址寄存器R0R7，A、AB、DPTR和C（布尔累加器）2直接寻址片内RAM低128字节、

10、SFR3寄存器间接寻址片内RAM（R0，R1，SP）片外RAM（R0，R1，DPTR）4立即寻址ROM5扩展方式变址寻址ROM（A+DPTR，A+PC）6相对寻址ROM（PC当前值的-128+127字节）7位寻址可寻址位（内部RAM20H2FH单元的位和部分SFR的位）2.特殊传送指令表3.3特殊传送指令编号指令分类指令机器码字节机器周期数1ROM查表MOVC A，A+DPTR93H22MOVC A，A+PC83H23读片外RAMMOVX A，DPTRE0H24MOVX A，RiE2H(E3H)25写片外RAMMOVXDPTR，AF0H26MOVXRi，AF2H(F3H)27堆栈操作PUSH

11、directC0H2direct8POP directD0H2direct 堆栈操作在80C51单片机中，堆栈的生长方向是向上的。入栈操作时，先将SP+1，然后将指令指定的直接地址单元的内容存入SP指向的单元；出栈操作时，将SP指向的单元内容传送到指令指定的直接地址单元，然后SP-1。系统复位时，SP的内容位07H。SP的值越小，堆栈深度越深。PUSH direct：POP direct：一般在中断、子程序调用时发生堆栈操作 MOV、MOVX、MOVC区别MOV：单片机内部数据传递；MOVX：单片机与片外RAM和I/O口电路的数据传递；MOVC：ROM的查表3.逻辑运算与循环类指令逻辑与：编号

12、指令分类指令1逻辑与ANL direct，A2ANL direct，#data3ANL A，Rn4ANL A，direct5ANL A，Ri6ANL A，#data前两条把源操作数与直接地址指示内容相与；后四条是把源操作数与累加器A的内容相与，送入A逻辑或：编号指令分类指令1逻辑或ORL direct，A2ORL direct，#data3ORL A，Rn4ORL A，direct5ORL A，Ri6ORL A，#data逻辑异或：编号指令分类指令1逻辑异或XRL direct，A2XRL direct，#data3XRL A，Rn4XRL A，direct5XRL A，Ri6XRL A，#d

13、ata累加器清0和取反CLRA清0CPLA取反累加器循环移位RR右移RRCRL左移RLC4.控制转移类指令短跳转：AJMP；长跳转：LJMP；相对跳转：SJMP。由于LJMP指令提供的是16位地址，因此程序可以转向64KB的程序存储器地址空间的任何单元。累加器判0转移：JZ rel:(A)=0,则；JNZ rel:(A)比较不相等转移(目的字节与源字节不相等则转移)：CJNE A，direct，rel减1不为0转移：DJNZRn，relDJNZdirect，rel将操作数的循环控制单元的内容减1，并判断是否为0.若不为0，一直循环。若为0，程序往下执行。调用：ACALL 短调用；LCALL 长

14、调用返回：RET 子程序返回指令；RETI 中断服务子程序返回指令CPL 取反第四章1.查表程序有一变量存放在片内RAM的20H单元，其取值范围为00H05H。要求编制一段程序，根据变量值求平方值，并存入片内RAM的21H单元。程序如下： ORG 1000HSTART：MOV DPTR，#2000H MOV A，20H MOVC A，A+DPTR MOV 21H，A SJMP $ ORG 2000HTABLE：DB 00,01,04,09,16,25 END2.双字节无符号数加法设被加数存放在内部RAM的51H、50H单元，加数存放在内部RAM的61H、60H单元，相加的结果存放在内部RAM的51H、50H单元，进位存放在位寻址区的00H位中，实现此功能的程序段如下：MOV R0，#50H ；被加数的