51单片机学习心得

51单片机的那些事儿（一）

记：笔者在大三下学期开始接触51系列单片机，历时120天的苦苦琢磨，方有小成，回首望去，颇有感慨。现将心得分享一下。希望对广大志同道合之士有所启发和帮助。

一，单片机到底是个什么东东

初学单片机，很容易被吓到，看着密密麻麻的管脚，还有一堆什么诸如MOV，DJNZ,AJMP,ORG,EQU等等让人头疼不已的东东，确实摸不着头脑。

不用怕，单片机就是一个数字集成电路，一个芯片，可以以一定的频率执行你规划好的一个过程，快速守时，节能高效，并且指令相对精简，过程明了，是一个很给力的助手。单片机具有其工控方面的独特优势，但是由于51系列是8位的，不适合处理多媒体，只可以做一些相对简单的流程控制。

说得再简单一些，单片机就是个什么也不知道的孩子，你教他做什么，怎么做，他就一遍遍不厌其烦的重复你教他的东西。

二，单片机的内部应用特点

单片机的应用很有特点。大体分为I/O,串行通信，PWM脉宽调制（属于I/O的一部分），定时/计数，中断这几类。至于I/O嘛，就是输入和输出，方式有并行，串行，I2C，PWM脉宽调制等等。以后会一一讲来。

（一），基础I/O应用

单片机最常见的就是I/O应用，一片51单片机，共40个引脚，有32个引脚是负责I/O的，可见单片机就是一个吞吐数据的黑盒子。

单片机首先要看的就是四个I/O端口，什么叫端口，就是负责I/O管脚与外部沟通的数据寄存器。51单片机有4个I/O端口，分别为P0，P1，P2，P3口。我们可以

直接对这四个寄存器写入数值，控制这32个管脚的电平高低，高就是1，低就是0。

这四个端口一共管辖32个管脚，单片机中的布尔操作(按位操作)是很人性化的，我们可以针对这32个管脚中的某一个管脚进行单独控制。例如，我们让P2.1管脚位高电平，那么我们就用汇编语句“SETB P2.1”或者C51语句，“SBIT P2_1=P2^1 P2_1=1”即可实现。

当然，你会发现，很多集成芯片都是用低电平来控制的，这是为什么呢。C51单片机复位之后，P0，P1,P2，P3四个端口的值均被设置为0FF,也就是说，那32个输入输出的管脚都被设置为高电平。如果那些外部芯片的使能信号是高电平有效，还没等我们操作，刚复位，那些外部芯片就开始该干嘛干嘛去了，整个系统岂不乱了套。所以，单片机无论是控制外部电路还是从外部读取数据，一般都是对低电平很敏感。例如，我们想通过P1.1管脚接一个开关来控制P0.1上面接的LED的亮灭。因为P1.1复位后初始状态时高电平，所以我们得给它一个低电平，它才知道外部发生了情况，所以，单片机在I/O中，低电平是很常用的。

一个端口对应了8个管脚，寄存器就有8位，对应那8个管脚的高低电平，哪位是1，哪位就是高电平。如P0拥有8位，分别是P0.0，P0.1，P0.2，P0.3，P0.4，P0.5,P0.6，P0.7。P0中存入的数据也是转化为8位二进制码，最高位对应P0.7，最低位对应P0.0。例如，MOV P0，#7FH，我们发现，7FH转化成二进制是01111111，所以P0.7为低电平，P0.0为高电平。

我们用MOV指令向P0，P1，P2，P3四个端口寄存器写入数值，那32个管脚就会对应出现高低电位，1就是高，0就是低。还可以对某一个管脚单独控制高低电位，例如：让P0.0呈现高电位，则SETB P0.0，让3.1出现低电位，则CLR P3.1。

通过I/O，我们可以实现彩灯循环，彩灯闪烁等等简单的实验，还可以实现按键

控制，包括比较高级的矩阵键盘，数码管，包括更加复杂的LCD1602液晶显示屏的应用。这些具体的例子，后面我们详谈。

（二）串行，PWM,定时/计数

这几个为什么要混在一起呢，因为这些东东都与定时器有关。在51单片机中，有三个叫定时/计数器的东东十分神奇，为什么呢，因为它们最准时守信用，而且一遍遍不厌其烦的在那里查数。它们是最准确的时间标准。

定时/计数器在单片机的应用十分广泛，这也是在测量领域应用较多的地方。顾名思义，定时/计数器的作用就是可以进行定时，也可以计数。

什么是定时呢，就是你告诉他从几开始查起，他就开始查数，查到他无法容纳的那个最大值的时候，他开始给你个提醒，然后你再不理他，他就保留在最大的值那里，然后在那里罢工，歇歇脚。超出他所能容纳的数值，就叫做溢出。

由于我们不能决定单片机查到多少时候停止，单片机比较傻，只知道查到他能容纳的最大值，不到溢出，他是不会轻易停下来的，所以我们只能依靠改变初始值来得到我们想要的预定时间，单片机每查一个数，消耗的时间是固定的，为一个机器周期，时间是可以算出来的，一般是晶振频率的倒数，再除以12。所以，查了多少个数就消耗了多少个周期，我们就给它个初始值，让其查到最大值，中间查过多少个数，就是多少个周期，总时间就是已知的。

定时/计数器的使用，需要设置模式，就是一个叫TMOD的寄存器，TMOD就像一个盒子，你扔进去一个对应的数字，它就得到一个对应的工作方式。

例如：MOV TMOD,#20H

TMOD寄存器共有8位，可存储8位二进制码。从高到低分别是

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0

这四位负责T1定时器这四位负责T0定时器

其中：GATE=0时，只要将TR0/1置1，就可以启动定时器工作。GATE=1时候，首先要将TR0/1置1，然后INT0/1为高电平，才启动T0/1。

C/T=0，是定时器。C/T=1时是计数器，对外部P3.4/P3.5管脚的信号进行计数。

至于M1，M0，参照如下表格

M1 M0 工作方式功能

0 0 方式0 13位计数器，取TH为高八位

0 1 方式1 16位计数器

1 0 方式

2 自动填装8位计数器，TH将值填给TL

1 1 方式3 定时器0分为2个8位计数器

除此之外，SETB TR0就可以启动T0，SETB TR1就可以启动T1.

CLR TR0就可以停止T0工作。CLR TR1就可以停止T1。

T1定时器发生溢出时候，TF1由0变成1.

T0定时器发生溢出时候，TF0由0变成1.

TH1，TL1为T1定时器初始计数值，TH1为高八位，TL1为低八位。

当13位计数器计数达到1FFFH，16位计数器达到FFFFH时候，发生计数器中断。TF0/1变为1.由TF0/1变化我们知道它计数计满了，我们需要得到的时间间隔达到了，利用TF0/1来提醒时间到，进行相应操作，是计数器应用中很常用的办法。

至于定时器中断，我们在中断一节中再谈。至于计数器，初始状态应该从