单片机原理及应用总结

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单片机原理及应用

第一章绪论

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/V PO：复位信号输入引脚/备用

电源输入引脚；

●ALE/PROG：地址锁存允许信号

输出引脚/编程脉冲输入引脚；●EA/V PP：内外存储器选择引脚/片

内EPROM编程电压输入引脚；●PSEN：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00H~FFH。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0000H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。P0~P3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：

●P0~P3=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00H~7FH。

增强型单片机片内除地址范围为

00H~7FH的128B RAM外，又增加了80H~FFH的高128B的RAM。增加的这部分RAM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0000H~FFFFH。

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0000H~007FH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

00H~1FH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00H~07H；

●寄存器1组：地址08H~0FH；

●寄存器2组：地址10H~17H；

●寄存器3组：地址18H~1FH。

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20H~2FH共16个字节是位寻址区。其128位的地址范围是

00H~7FH。

c.通用RAM区

位寻址区之后的30H~7FH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30H~7FH 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

➢F0：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