单片机原理及应用期末考试必考知识点重点总结

单片机概述：

单片机是微单片微型计算机的简称，微型计算机的一种。

它把中央处理器（CPU），随机存储器（RAM ）,只读存储器（ROM ），定时器计数器以及1\0 接口，串并通信等接口电路的功能集成与一块电路芯片的微型计算机。

字长：在计算机中有一组二进制编码表示一个信息，这组编码称为计算机的字，组成字的位

数称为字长”字长标志着精度，MCS-51是8位的微型计算机。

89C51是8位（字长）单片机（51系列为8位）

单片机硬件系统仍然依照体系结构：包括CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储器）、ROM（程序存储器）、输入设备和输出设备、内部总线等。

由于一块尺寸有限的电路芯片实现多种功能，所以制作上要求单片机的高性能，结构简单，

工作可靠稳定。

单片机软件系统包括监控程序，中断、控制、初始化等用户程序。

—般编程语言有汇编语言和C语言，都是通过编译以后得到机器语言（二进制代码）。

1.1单片机的半导体工艺

一种是HMOS工艺，高密度短沟道MOS工艺具有高速度、高密度的特点；

另一种是CHMOS工艺，互补金属氧化物的HMOS工艺，它兼有HMOS工艺的特点还具有

CMOS的低功耗的特点。例如：8051的功耗是630mW,80C51的功耗只有110mW左右。

1.2开发步5骤：

1•设计单片机系统的电路

2•利用软件开发工具（如：Keil c51 ）编辑程序，通过编译得到.hex的机器语言。

3•利用单片机仿真系统（例如：Protus）对单片机最小系统以及设计的外围电路，进行模拟

的硬软件联合调试。

4•借助单片机开发工具软件（如：STC_ISP下载软件）读写设备将仿真中调试好的.hex程序拷到单片机的程序存储器里面。

5•根据设计实物搭建单片机系统。

2.1MCS-51单片机的组成：（有两个定时器）

CPU（进行运算、控制卜RAM（数据存储器）、ROM（程序存储器）、I/O 口（串口、并口）、内部总线和中断系统等。

工作过程框图如下：

运算器

组成：8位算术逻辑运算单元ALU （Arithmetic Logic Un it ）、8位累加器A （Accumulator ）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word ）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2 等。

功能：完成算术运算和逻辑运算

控制器

组成：程序计数器 PC 、指令寄存器IR 、指令译码器ID 、堆栈指针SP 、数据指针 DPTR 、 定时控制逻辑和振荡器 OSC 等电路。

功能：CPU 根据PC 中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在

IR 中，ID 对

IR 中的指令码进行译码，定时控制逻辑在

OSC 配合下对ID 译码后的信号进行分时，以产

生执行本条指令所需的全部信号。

2.2存储器

MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器

，又有片内和片外之分。

（1）程序存储器

一般将只读存储器（ROM ）用做程序存储器。可寻址空间为 64KB ，用于存放用户程序、 数据和表格等信息。 MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无

ROM 型（如8031）和内部

有ROM 型（如8051 ）两种，EA 连接时 引脚有区别。程序存储器结构如图所示：

可分为片内和片外两部分。片外 RAM :最大范围：0000H 〜FFFFH , 64KB ;用指令MOVX 访问。片内 RAM :最大范围：00H 〜FFH , 256B ;用指令 MOV 访问。又分为两部分：低 128B （ 00〜7FH ）为真正的 RAM 区，高128B （ 80〜FFH ）为特殊功能寄存器（SFR ）区。 如图所示。

2.3定时器/计数器（TL0, TH0, TL1 和TH1 ）

MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1 ,它们由4个8位寄存器（TL0, TH0, TL1和TH1 ）组成，2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这 4个寄存器进行 寻址，但不能把 T0和T1当做16位寄存器来使用。

8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器，均为二进制加1计数器，分别命名为 T0 和T1。T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器模式下，

T0和T1的计数脉

冲可以由单片机时钟脉冲经 12分频后提供。在计数器模式下，

T0和T1的计数脉冲可以从

P3.4和P3.5引脚上输入。对T0和T1的控制由定时器方式选择寄存器 TMOD 和定时器控制

寄存器TCON 完成

2.4中断系统

中断：指CPU 暂停原程序执行，转而为外部设备服务（执行中断服务程序） ，并在服务完后

返回到原程序执行的过程。

中断系统：指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路。 中断源：指能产生中断请求信号的源泉。

8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断请求，并可对其进行优先权处理。

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般将随机存储器（ RAM ）用做数据存储器。可寻址空间为 64KB 。 MCS-51数据存储器 （2）数据存储器

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