单片机概述.doc

_大学前两年半我们学习了基础课，本学期主要学习专业课，通过一个礼拜来对单片机原理及接口技术课本的预习，我个人感觉该门课程是应用性、实践性很强的一门课。不仅需要掌握AT89C51单片机的结构、工作原理、接口技术、应用，程序设计、中断、定时器、计时器等。而且要通过实践环节学习，学会单片机的串行扩展技术、程序的编译调试以及整个设计系统的调试。 第一章只要是对单片机的概述，单片机主要有以下特点：（1）片内存储容量越来越大。（2）抗干扰性好，可靠性高。（3）芯片引线齐全，容易扩展。（4）运行速度高，控制功能强。（5）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。单片机应用比较广泛，可以应用在工业、仪器仪表、消费类电子产品、通信、武装设备、各终端及外部设备控制、汽车电子设备、多机分布式系统等。 第二章是AT89C51单片机片内硬件结构，AT89C51单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：CPU(中央处理器):8位、片内RAM:128B、特殊功能寄存器:21个、程序存储器:4KB、并行I/O口:8位，4个、串行接口:全双工，1个、定时器/计数器:16位，2个以及内时钟电路:1个。其中当EA端接高电平时，CPU只访问片内并执行内部程序，存储器。EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。EA端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。AT89C51单片机有4个双向的8位并行I/O端p0、p1、p2、p3,其中p0可用作地址/数据总线，此时仅从外部存储器（或外部I/O）读入信息，对应的控制号为0，MUX接通锁存器的Q端口。也可用作通用I/O，此时有两种读入方式：读锁存和读引脚。P1只能作为通用的I/O口使用，p2口既可作通用I/O，也可作地址总线。P3口可用作第二输入/输出功能，也可用作第一功能，即通用I/O端口。单片机复位方法有:上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲三种方式，复位后机器的初始状态,即各寄存器的状态:PC之外,复位操作还对其他一些特殊功能寄存器有影响，一般开机复位后都是选择第一组通用工作寄存器作为工作寄存器的，一共有4组，分别为连续位于00h到1FH地址，然后在机器中有个程序状态字PSW，它的第四和第三位RS1，RS0是用来选择工作寄存器组的，可能不同机器地址稍有不同。 第三章主要讲AT89C51单片机的指令系统。因为之前学过微机原理，其中讲到的指令系统与单片机指令系统比较相似，所以在预习的时候，个人觉得比较容易接受。但由于学习时间过长，好所知识点都有遗忘，所以还是需要认真地预习以及听课，温故而知新。 第四章讲的是单片机汇编语言程序设计，本章主要是设计的各种分类及大量实例，我觉得是程序设计就是一种思想，当你的思路对了，再加上一定时间联系的保证，程序设计应该不是问题。总之一句话，要多加练习。 第五章AT89C51单片机的的中断系统。当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一件事件请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。主要功能是：使计算机具有实时处理能力，能对外界异步发生的事件作出及时的处理；完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率；实时控制。在单片机中，中断能实三种功能：分时操作，实时处理，故障处理。当然中断也有优先级，是CPU相应中断的先后顺序，其原则是：（1）先响应优先级高的中断请求，再响应优先级低的；（2）如果一个中断请求已经被响应，同级的其它中断请求将被禁止；（3）如果同级的多个请求同时出现，则CPU通过内部硬件查询电路，按查询顺序确定应该响应哪个中断请求。查询顺序：外部中断0定时器0中断外部中断1定时器1中断串行接口中断。AT89C51单片机中断响应的过程如下：CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断，89C51首先置位相应的中断“优先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈，以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断标志。 第六章讲的是定时器T1和计数器T0的结构、功能，有关的特殊功能的寄存器、状态字、控制字的含义、工作模式和工作方式的选择以及定时器/计数器的应用举例。AT89C51有四种工作模式：模式0，模式1，模式2，模式3。模式0：选择定时器的高8位和低5位组成一个13位定时器/计数器。TL低5位溢出时向TH进位，TH溢出时向中断标志位TF进位，并申请中断。定时时间t=(213-初值)振荡周期12；计数长度位213=8192个外部脉冲。模式1：与模式0的唯一差别是寄存器TH和TL以全部16位参与操作。定时时间t=(216-初值)振荡周期12；计数长度位216=65536个外部脉冲。模式2：把TL0和TL1配置成一个自动重装载的8位定时器/计数器。TL用作8位计数器，TH用以保存初值。TL计数溢出时不仅使TF0置1，而且还自动将TH中的内容重新装载到TL中。定时时间t=(28-初值)振荡周期12；计数长度位28=256个外部脉冲。模式3：对T0和T1不大相同若设T0位模式3，TL0和TH0被分为两个相互独立的8位计数器。TL0为8位计数器，功能与模式0和模式1相同，可定时可计数。TH0仅用作简单的内部定时功能，它占用了定时器T1的控制位TR1和中断标志位TF1，启动和关闭仅受TR1控制。其中定时器T1无工作模式3，但T0在工作模式3时T1仍可设置为02。当一个定时器溢出时，设置另一个定时器的初值为0开始定时。设定好定时器的定时时间，采用中断方式用软件设置计数次数，进行溢出次数累计，从而得到较长的时间。定时器时计数脉冲由89C51片内振荡器输出经12分频后的脉冲提供，作计数时计数脉冲由外部信号通过引脚P3.4和P3.5提供。 第七章AT89C51单片机的串行口。在异步串行通信中，数据是一帧一帧（包括一个字符代码或一字节数据）传送的，每一帧的数据格式参考书。通信采用帧格式，无需同步字符。存在空闲位也是异步通信的特征之一。89C51单片机的串行接口由发送缓冲期SBUF，接收缓冲期SBUF、输入移位寄存器、串行接口控制器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。由发送缓冲期SBUF发送数据，接收缓冲期SBUF接收数据。串行接口通信的工作方式选择、接收和发送控制及状态等均由串行接口控制寄存器SCON控制和指示。定时器T1产生串行通信所需的波特率。接受和收发数据的过程：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOV SBUF,A”），即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发读SBUF命令时（执行“MOV A, SBUF”），便由接收缓冲期SBUF取出信息通过89C51内部总线送CPU。AT89C51串行口有4种工作方式：方式0（8位同步移位寄存器），方式1（10位异步收发），方式2（11位异步收发），方式3（11位异步收发）。有2种帧格式：10位，11位。方式0：方式0的波特率fosc/12(波特率固定为振荡频率1/12)。方式2：方式2波特率2SMOD/64fosc。方式1和方式3：方式1和方式3波特率2SMOD/32(T1溢出速率)。八、九章主要是对接口技术的讲解。主要介