上一篇：實驗室單片機知識點（一）

單板機
將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監控程序（固化在ROM中），就構成了一臺單板微型計算機（簡稱單板機）。
單片機
在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構成了單芯片微型計算機，即單片機。
Intel公司推出了MCS-51系列單片機：集成 8位CPU、4K字節ROM、128字節RAM、4個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數器。尋址范圍64K，并有控制功能較強的布爾處理器。

CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能寄存器；

RAM：用以存放可以讀寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據；

ROM ： 用以存放程序、一些原始數據和表格；

I/O口：四個8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；51單片機在一上電時，如果我們沒有認為的控制其I/O口的狀態，它所有未控制的I/O口都將默認為高電平。

T/C：兩個定時/記數器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數模式；

·一個全雙工UART（通用異步接收發送器）的串行I/O口，用于實現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；
· 片內振蕩器和時鐘產生電路，石英晶體和微調電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機型號及性能。

單片機總結：
無論哪種芯片，觀察其表面，大都會有凹進去的小圓坑，或者是用顏色標識的小標記（圓點或小三角或其他小圖形），這個標記所對應的引腳就是這個芯片的第1引腳，然后逆時針方向數下去，即1 到最后一個引腳。
40個引腳暗器功能類別將其分為三類：
·電源和時鐘引腳。如Vcc、GND、XTAL1、XTAL2
·編程控制引腳。
·I/O口引腳。如P0、P1、P2、P3，4組8位I/O口

//Vcc（40腳）、GND（20腳）——單片機電源引腳，常壓為+5V，低壓為+3.3V。
//XTAL1（19腳）、XTAL2（18腳）——外接時鐘引腳。XTAL1為片內振蕩電路的輸入端，XTAL2為輸出端
//RST——單片機的復位引腳，當輸入連續兩個機器周期以上高電平時為有效，復位后程序計數器PC=0000H。
//ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號
//PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號
//EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內部程序存儲器讀指令。

P0口——內部沒有上拉電阻，為高阻狀態，所以不能正常的輸出高/低電平，因此改組I/O口使用時必要外接上拉電阻，一般我們選擇接入10千歐的上拉電阻。

關于電平特性：
數字電路中只有兩種電平：高和低
（本課程中）定義單片機為TTL電平：
高 +5V 低 0V
RS232電平：計算機的串口
高 -12V 低+12V
所以計算機與單片機之間通訊時需要加電平轉換芯片max232
或者轉換器（USB轉TTL串口線）。

最小系統能夠運行起來的必要條件。
1.電源 2.晶振 3.復位電路
對單片機任意IO口的隨意操作
1.輸出控制電平高低 2.輸出檢測電平高低。
定時器：重點掌握幾種常用的方式
中斷：外部中斷、定時器中斷、串口中斷
串口通信：單片機之間、單片機與計算機間

C51數據類型擴充定義：
Sbit——特殊功能位聲明，也就是聲明某一個特殊功能寄存器中的某一位。
由電阻標號認知阻值：
例如：103表示阻值大小為10 * 10^3歐，即10千歐
150表示15 * 10^0歐即15歐
發光二極管：
具有單向導電性，通過5mA左右電流即可發光，電流越大，亮度越強。一般控制在3~20mA之間。當發光二極管發光時，測量其兩端電壓，這個電壓又叫做發光二極管的“導通壓降”。
74HC573鎖存器
OE（低電平有效）通常叫做輸出使能端，在設計電路時必須將OE接低電平，因此將其全部接地。因此當他為低電平的時候， 鎖存器開始工作。
VCC和GND為電源和地端。
LE為鎖存端，當LE為高電平的時候，Q0~ Q7都跟D0~ D7狀態一樣，當LE為低電平的時候，Q0~ Q7都鎖存數據，無論D0~ D7怎么變化，Q0~Q7都保持鎖存之前的那個狀態。

單片機的幾個周期介紹：

時鐘周期。也稱振蕩周期，定義為時鐘頻率的倒數。他是單片機中最基本的，最小的時間單位。時鐘頻率越高，單片機的工作速度就越快。

狀態周期。是時鐘周期的兩倍。

機器周期。單片機的基本操作周期，由12個時鐘周期（6個狀態周期）組成。

指令周期。

PSW寄存器
寄存器是中央處理器內的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯部件，它們可用來暫存指令、數據和地址。在中央處理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序計數器(PC)。在中央處理器的算術及邏輯部件中，寄存器有累加器(ACC)。

全稱為程序狀態字標志寄存器。

循環左移右移函數
_ crol _(a,b);循環左移函數，a是左移的值，b是左移的位數。包含在instrins.h庫函數里面。
_ cror _(a,b);循環右移函數，a是右移的值，b是右移的位數。包含在instrins.h庫函數里面。

數碼管
數碼管內部有8個小的發光二極管，最后還有一個公共端。而他們的公共端又可分為共陽極和共陰極。對共陰極數碼來說，其8個發光二極管的陰極在數碼管內部全部連接在一起，所以稱為“共陰”，而他們的陽極是獨立的。
在數碼管程序中，在每次送完段選數據后，在送入位選數據之前，需要加上一句“P0 = 0xff”，這條語句的專業名詞叫做“消影”。在送完段選數據后，P0口仍然保持著上次的段選數據，加上“消影”后，在開啟位選鎖存器后，P0口數據全為高電平，所以哪個數碼管都不會亮，因此這個“消影”動作是很重要的。

按鍵
鍵盤分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，非編碼鍵盤又分為獨立鍵盤和行列式（矩陣式）鍵盤。
單片機檢測按鍵的原理：單片機的I/O口既可以作為輸入也可以作為輸出使用，當檢測按鍵時用的是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機的某個I/O口相連，開始時先給該I/O口賦一高電平，然后讓單片機不斷的檢測該I/O口是否變為低電平，當按鍵閉合時，即相當于該I/O口通過按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測到I/O口變為低電平則說明按鍵被按下，然后執行相應的指令。

什么是中斷？暫停正在進行的程序去處理內部隨機發生的事件。因規定時間已到，或者計數已滿引起的中斷。

定時器：51定時器的定時原理就是二進制加一計數器，利用計數周期相同的脈沖（時鐘脈沖）實現定時。
計數器：當輸入的外部脈沖信號發生從1到0的負跳變時，計數器的值就自動加1。檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。
脈沖來源：系統的時鐘振蕩器輸出脈沖經12分頻，T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。

中斷
51單片機內部有五個中斷源的中斷控制系統；
52單片機一共有6個中斷源，他們的符號，名稱及產生的條件分別解釋如下：
·INT0——外部中斷0，由P3.2端口線引入，低電平或下降沿引起。
·INT1——外部中斷1，由P3.3端口線引入，低電平或下降沿引起。
·T0——定時器/計數器0中斷，由T0計數器記滿回零引起。
·T1——定時器/計數器1中斷，由T1計數器記滿回零引起。
·T2——定時器/計數器2中斷，由T2計數器記滿回零引起。
·TI/RI——串行口中斷，串行端口完成一幀字符發送/接收后引起。
以上6個中斷源中，T2是52單片機特有的。

單片機在使用中斷功能時，通常需要設置兩個與中斷有關的寄存器：中斷允許寄存器IE和中斷優先級寄存器IP。

中斷允許寄存器用來設定各個中斷源的打開與關閉，IE在特殊功能寄存器中，字節地址為A8H，該寄存器可以進行按位尋址，單片機復位時IE全部被清0。

中斷優先級寄存器在特殊功能寄存器中，字節地址為B8H，IP用來設定各個中斷源屬于兩級中斷中的哪一級，該寄存器可以進行按位尋址，單片機復位時IE全部被清0。

在51單片機系列中，高優先級中斷能夠打斷低優先級中斷以形成中斷嵌套，同優先級中斷之間或低級對高級中斷則不能形成中斷嵌套。若幾個同級中斷同時向CPU請求中斷響應，在沒有設置中斷優先級情況下，按照默認終端級別響應中斷，在設置中斷優先級后，則按設置順序確定響應的先后順序。

單片機的定時器中斷：
51單片機內部共有兩個16位可編程的定時器/計數器，即定時器T0和定時器T1。52單片機多一個T2

定時器/計數器的實質是加1計數器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時器/計數器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0，T1的啟動和停止及設置溢出標志。

定時/計數器實質上是一個加1計數器。它隨著計數器的輸入脈沖進行自加1，也就是每來一個脈沖，計數器就自動加1，當加到計數器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數器回零，且計數器的溢出使相應的中斷標志位置1，向CPU發出中斷請求（定時/計數器中斷允許時）。如果定時/計數器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數模式，則表示計數值已滿。

可見，由溢出時計數器的值減去計數初值才是加1計數器的計數值。
51單片機定時/計數器最大可計 2^16=65536個數。（0——65535）

定時/計數初始值的確定：
定時器/計數器計滿之后溢出，向CPU申請中斷。因此定時器的初值X為計數器計數的最大值（65536）與需要計幾個數N之間的差值。

時鐘周期：晶振振蕩周期 T時鐘=1/f晶振
機器周期：計數器/定時器加一的時長
機器周期=12*時鐘周期（12M晶振單片機T機器=1us）
計數狀態 X=65536-N
定時狀態 X=65536-需要定的時間/機器周期。
所以定50ms，定時器初值應為65536-50000。

設置為定時器模式時，加1計數器是對內部機器周期計數（一個機器周期等于12個振蕩周期，即計數頻率為晶振頻率的1/12）.計數值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t。

單片機在使用定時器或計數器功能時，通常需要設置兩個與定時器有關的寄存器：定時器/計數器工作方式寄存器TMOD與定時器/計數器控制寄存器TCON。

TMOD（不能位尋址）：
TMOD的高四位用于設置定時器1，低4位用于設置定時器0。
·GATE：門控位。用于控制定時器的啟動是否受外部中斷源信號的·影響。
·GATE＝0時，只 要軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數器工作；
·GATE＝1時，TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳INT0/1也為高電平時，才能啟動 定時/計數器工作。
·C/T :定時/計數模式選擇位。C/T ＝0為定時模式;C/T =1為計數模式。
·M1M0：工作方式設置位。定時/計數器有四種工作方式。

TMOD=0X00; //T0工作方式為0，定時模式
TMOD=0X01; //T0工作方式為1，定時模式
TMOD=0X02; //T0工作方式為2，定時模式
TMOD=0X03; //T0工作方式為3，定時模式

方式1：計數初值與計數個數的關系為：N（初始值）=216－X（計數個數）
方式2：計數個數與計數初值的關系為：X=28－N
工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發生器。
方式3只適用于定時/計數器T0，定時器T1處于方式3時相當于TR1=0，停止計數。

TCON
TF1,TR1,TF0,TR0位用于定時器/計數器；IE1,IT1,IE0,IT0位用于外部中斷。

終端服務程序的寫法
中斷函數不能返回任何值，所以最前面用void；后面緊跟函數名，加Interrupt后面跟中斷號，中斷號是指單片機中幾個中斷源的序號，最后面的”using工作組”是指這個中斷函數是用單片機內存中4組工作寄存器中的哪一組。

在寫單片機的定時器程序是，在程序開始處需要對定時器及中斷寄存器做初始化設置，通常定時器初始化過程如下：
*對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。
*計算初值寫入TH0,TL0或TH1,TL1.
*中斷方式時，則對IE賦值，開放中斷。
*使TR0或TR1置位，啟動定時器/計數器定時或計數。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的51单片机最全入门总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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