单片机开发的一点基础知识点

来源：互联网发布：小学生机器人编程入门编辑：程序博客网时间：2024/06/06 03:39

电平特性：

常用的逻辑电平有TTL,CMOS,LVTTL,ECL,PECL,GTL,RS-232,RS-422,RS-485,LVDS等。

5V TTL和5V CMOS 是通用的逻辑电平。

TTL和CMOS按逻辑电平可分为：5V系列，3.3V系列，2.5V系列，1.8V系列。

TTL电平信号系统，+5V等价于逻辑1,0V等价于逻辑0。

CMOS 电平Vcc可达12V，输出高电平为约0.9Vcc，低电平约为0.1Vcc。CMOS电路中不使用的输入端不能悬空，否则会造成逻辑混乱。

TTL电路和CMOS电路的逻辑电平关系：VOH,VOL,VIH,VIL

同或的运算法则：A同或B，相同为1，不同为0.

异或的运算法则：A异或B，相同为0，不同为1.

C51中的数据类型：

数据类型

关键字

所占位数

表示数的范围

无符号字符型

Unsigned char

0~255

有符号字符型

Char

-128~127

无符号整型

Unsigned int

0~65535

有符号整型

Int

-32768~32767

无符号长整型

Unsigned long

0~2（32）-1

有符号长整型

Long

-2（31）~2（31）-1

单精度实型

Float

3.4e-38~3.4e38

双精度实型

Double

1.7e-308~1.7e308

位类型

Bit

0~1

一个字节=8位。

Sfr----特殊功能寄存器的数据声明，声明一个8位的寄存器。

Sfr16------16位特殊功能寄存器的数据声明。

Sbit------特殊功能位声明，也就是声明某一个特殊功能寄存器中的某一位。

Bit------位变量声明，当定义一个位变量时可以使用此符号。

例如：sfr scon = 0x98；scon是单片机的串行口控制寄存器，这个寄存器在单片机内存中的地址为0x98.

C51常用的头文件：reg51.h,reg52.h,math.h,ctype.h,stdio.h,stdlib.h,absacc.h,intrins.h。

但通常用的却只有:reg51.h,reg52.h,math.h.

C51中的运算符：

算术运算符

含义

加法

减法

乘法

除法

自加

自减

求余运算

关系（逻辑）运算符

含义

大于

大于等于

小于

小于等于

测试相等

测试不等

与

或

非

位运算符

含义

按位与

按位或

异或

取反

右移

左移

C51中的基础语句：

语句

类型

选择语句

While

循环语句

For

循环语句

Switch/case

多分支选择语句

Do-while

循环语句

单片机最小系统能够运行的必要条件：1电源，2晶振，3复位电路

第一个程序：

#include<reg52.h>//52系列单片机头文件

Sbit led1 = P1^0;//声明单片机P1口的第一位

Void main()//主函数

{

Led1 = 0;//点亮第一个放光二极管

}

排阻：就是一排电阻

认识电阻标号：103表示10*10³Ω=10kΩ，150表示15*10⁰Ω=15Ω。1002表示100*10²欧姆，1001表示100*10¹欧姆。

一般的三位数表示5%精度，四位数表示1%精度。

发光二级管的导通电压为1.7V。

单片机是不能停止工作的，只要他有电，有晶振在起振，他就会不停的工作。不过我们可以将其设置为休眠状态或者掉电模式，最大限度的降低他的功耗。

时钟周期：也称振荡周期，定义为时钟频率的倒数。如12MHz的时钟周期是1/12M.即1/12μs。

状态周期：它是时钟周期的两倍。

机器周期：单片机的基本操作周期，在一个操作周期中，单片机完成一个基本操作。它由12个时钟周期（6个状态周期）组成。

指令周期：它是指CPU执行一条指令所需要的时间。一般一个指令周期含有1~4个机器周期。

左移操作：

CY 最高位最低位

移位前 X 0 1 1 0 1 0 1 1

………………

移位后 0 1 1 0 1 0 1 1 0

右移操作：

最高位最低位CY

移位前 0 1 1 0 1 0 1 1 X

……………………

移位后 0 0 1 1 0 1 0 1 1

循环左移：

移位前 0 1 1 0 1 0 1 1

移位后 1 1 0 1 0 1 1 0

循环右移：

移位前 0 1 1 0 1 0 1 1

移位后 1 0 1 1 0 1 0 1

PSW寄存器：（ProgramStatus Word）

全称为程序状态字标志寄存器。是一个8位寄存器，位于单片机内的特殊功能寄存器区，字节地址D0H，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位，借位等。

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

PSW CY AC F0 RS1 RS0 OV - P D0H

CY……进位标志

AC……辅助进位标志

F0……由用户使用的一个状态标志位

RS1，RS2……4组工作寄存器区选择控制位

OV……溢出标志位

P……奇偶标志位

使用万用表检测数码管的引脚

52单片机中断源

INT0……外部中断0，有P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。

INT1……外部中断1，有P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。

T0……定时器/计数器0中断，由T0计数器计满回零引起。

T1……定时器/计数器1中断，由T1计数器计满回零引起。

T2……定时器/计数器2中断，由T2计数器计满回零引起。

TI/RI……串行口中断，串行端口完成一帧字符发送/接收后引起。

中断级别

中断源

默认中断级别

序号（C语言使用）

入口地址（汇编使用）

INT0……外部中断0

最高

0003H

T0……定时器/计数器0中断

第2

000BH

INT1……外部中断1

第3

0013H

T1……定时器/计数器1中断

第4

001BH

TI/RI……串行口中断

第5

0023H

T2……定时器/计数器2中断

最低

002BH

中断允许寄存器IE：

位序号

位符号

ET2

ET1

EX1

ET0

EX0

位地址

AFH

ADH

ACH

ABH

AAH

A9H

A8H

中断优先级寄存器IP：

位序号

位符号

PT1

PX1

PT0

PX0

位地址

BCH

BBH

BAH

B9H

B8H

51单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器。他们既有定时功能，又有计数功能。即定时器T0和定时器T1。52单片机内部多一个T2定时器/计数器。通过设置特殊功能寄存器可以选择启动定时功能或计数功能。

TH0：定时器/计数器T0的高八位初值。

TH1：定时器/计数器T1的高八位初值。

TL0：定时器/计数器T0的低八位初值。

TL1：定时器/计数器T1的低八位初值。

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源，一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；另一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源，每来一个脉冲，计数器加1.

定时器/计数器工作方式寄存器TMOD：

该寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，不能位寻址。单片机复位时TMOD全部被清零。

位序号

位符号

GATE

| 定时器1 | 定时器0 |

由图可知，高四位用来设置定时器1，低四位用来设置定时器0，对应四位的含义如下：

GATE……门控制位。

C/……定时器模式和计数器模式选择位。

C/ = 1：为计数器模式；C/ = 0：为定时器模式。

M1M0……工作方式选择位。

工作方式

方式0，为13位定时器/计数器

方式1，为16位定时器/计数器

方式2，8位初值自动重装的8位定时器/计数器

方式3，仅适用于T0，分成两个计数器，T1停止计数

定时器/计数器控制寄存器TCON：

该寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址分别是88H~8FH，该寄存器可进行位寻址。TCON寄存器用来控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。单片机复位时TCON全部被清0。TF1、TR1、TF0、TR0位用于定时器/计数器；IE1、IT1、IE0、IT0位用于外部中断。

位序号

位符号

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

位地址

8FH

8EH

8DH

8CH

8BH

8AH

89H

88H

当用定时器的方式1时，即16位定时器，设机器周期为T_cy，定时器产生一次中断的时间为t，那么需要技术的个数N = t/T_cy，装入THX和TLX中的数分别为：

THX = （65536 - N）/256，TLX = （65536 - N）%256。

T_cy =12 * （1/频率）

中断服务程序的写法：

Void 函数名（）interrupt中断号 using 工作组

{

中断服务程序内容

}

中断函数不能返回任何值，不带任何参数，中断号指单片机中几个中断源序号。C51编译器在编译程序时会自动分配工作组，故通常省略不写。

例如：

Void T1_time（） interrupt3

{

TH1 = （65536 - 10000）/256；

TL1 = （65536 - 10000）%256；

}

定时器的初始化过程如下：

1、对TMOD赋值，确定T0和T1的工作方式。

2、计算初值，并将初值写入TH0，TL0或TH1，TL1。

3、中断方式时，则对IE赋值，开放中断。

4、使TR0或TR1置位，启动定时器/计数器定时或计数。

一旦开启定时器，定时器便开始计数，当计数溢出时，自动进入中断服务程序执行代码，执行完中断程序后再回到原来出继续执行，也就是继续等待。（Page74）

能在主程序中完成的功能就不再中断函数中写，若非要在中断函数中实现功能，那么一定要高效、简洁。

7段数码管的编码数组：

在用C语言编程时，编码定义方式如下：

Unsigned char code table[] = {

0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,

0x66, 0x6d, 0x7d,0x07,

0x7f, 0x6f, 0x77,0x7c

0x39, 0x5e, 0x79,0x71};

直接定义数字

Unsigned charnum[] = {

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,

0x99,0x92,0x82,0xf8,

0x80,0x90,0x7f}

对应的二进制表达式为：

1100 0000, 1111 1001, 1010 0100, 1011 0000,

1001 1001, 1001 0010, 1000 0010, 1111 1000,

1000 1000, 1001 0000, 0111 1111

分别对应于：

0,1,2,3,

4,5,6,7,

8,9,.

即多了一个code关键字，code表示编码的意思。单片机C语言中定义数组时是占用内存空间的，而定义编码时是直接分配到程序空间中，编译后编码占用的是程序存储空间，而非内存空间。

Unsigned char codetable [] = {

0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,

0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,

0x7f,0x6f, 0x77, 0x7c,

0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};

在编写中断程序中，常用到的几个寄存器为：

TMOD：设置定时器工作方式，

TH0，TL0，TH1，TL1：设置定时器的初始值，

EA：开总中断，

ET0，ET1：开定时器中断，

TR0，TR1：启动定时器；

sbit led0 =P1^0;//要控制的LED灯

sbit led1 =P1^1;//要控制的LED灯

sbit P20 = P2^0;//关闭数码管

sbit P21 = P2^1;//关闭数码管

主函数中：

P1 = 0xff;

P20 = 0;

P21 = 0;

STC12C5A60S2单片机中，P1寄存器表示对应的LED灯，P0寄存器表示对应的数码管。

使能控制信号：当电平为1时，表示无效，禁用。

sbit P20=P2^0;//表示点状数码管的控制端

sbit P21=P2^1;//表示7段数码管的控制端

P20 = 0;//表示启用点状数码管

P21 = 1;//表示禁用7段数码管

输入输出端口P0,P1,P2,P3

P1：对端口写1时，通过内部的上拉电阻吧端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。

P2：对端口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作为输入口。P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。在访问外部数据存储器（如执行MOVX @DPTR指令时）P2送出高八位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @R1指令时）P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。

P0：当P0作为输入口使用时，应先向口锁存器地址（80H）写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。做输入口使用时要先写1，这就是准双向的含义。在CPU访问片外存储器（89C51片外EPROM或RAM）时，P0口分时提供低八位地址和八位数据的复用总线。在此期间，P0口内部上拉电阻有效。

P3：对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可作为输入口。P3作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，哪些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。P3 端口还用于一些复用功能。例如：

端口引脚

复用功能

P3.0

RXD（串行输入口）

P3.1

TXD（串行输出口）

P3.2

（外部中断0）

P3.3

（外部中断1）

P3.4

T0（定时器0的外部输入）

P3.5

T1（定时器1的外部输入）

P3.6

（外部数据存储器写选通）

P3.7

（外部数据存储器读选通）

有一个问题，为什么延时在主函数中，时间较长，在子函数中，就变的很短。

例如主函数中有一下语句：for( i =0;i<60000;i++);，当把其抽取为函数后即：

void delayms(uintxms)

{

uint i;

for( i = 0;i<xms;i++);

}，时间明显的变短。

AT89C52单片机电路图：

流水灯的实现，完全可以依靠移位操作实现。

实际波形在按下与释放的时候有抖动现象。但我们通常用软件延时的方法来解决这个问题。

一般在检测按下时加入去抖动延时，检测松手时就不用了。

ISIS模拟软件中，常用的部件名称：电阻 res；按键（开关） button；普通电容 cap；极性电容 cap-elec；排阻 respack-7（8）；数码管 7seg；发光二极管 led-（颜色，如red 、green等）；晶振 crystal；扬声器 sounder；电感 inductor；

单片机的S2,S3,S4,S5为独立键盘，分别于单片机的P3.4~P3.7相连。

中断初始化与中断处理函数：

TMOD = 0x01;//设置定时器0的工作方式为1

TH0 = (65536-45872)/256;设置初值

TL0 = (65536-45872)%256;

TR0=1; //启动定时器

ET0=1; //打开定时器0中断

EA=1; //打开总中断

Void timer0() interrupt 1

{

TH0 = (65536-45872)/256;重设初值

TL0= (65536-45872)%256;

Num++;

If(num == 20)//约1S的时间到了

{

Num= 0;

Flag = 1；//设置标志位，用以处理操作。

}

Sfr：特殊功能寄存器声明

Sfr16：sfr的16位数据声明

Sbit：特殊功能位声明

Bit：位变量声明

Reg51.h,reg51.h,math.h

二极管的接通电流为3mA~10mA，压降是1.7V。

位操作

Sbit led1 = P1^0;

Led1 = 0;

总线操作：

P1 = 0xfd；

单片机的编程的时候，时刻注意时序的概念，有时序的思想。状态的保持，震动的检测等。

关闭数码管的方法：

Sbit P20 = P2^0;

Sbit P21 = P2^1;

P1 = 0xff；

P20 = 0；P21 = 0；//当为1的时候为打开状态。

P1 控制着二极管。

P07接了蜂鸣器(参照PCB原理图)

Sbit beep = P0^7;

Beep = 1;

//P26是段选锁存端，P27是位选锁存端。

Sbit dula = P2^0;

Sbit wela = P2^1;

使用数码管的时候，可以将点阵数码管摘下。

位选时：

P1 = 0x00;//消除位选混乱残影

Wela = 1；

P1 = 0x01;//位选信号，讲那个置1.高电平表示启用。

Wela = 0;

P1 = 0xff；//消除段选混乱残影

Dula = 1；

P1 = 0xf9；//段选信号，低电平表示亮。

Dula = 0；

定时器假设频率为12MHz，12个时钟周期为一个机器周期，一个机器周期大概为1微秒。计满TH0和TL0，需要计数为2¹⁶-1个，大概为65535μs，即65.5ms，如要定时50ms，则需要在TH0和TL0中分别装入初值，然后再计数50000个，即为50ms。

那么：TH0 = （65536 –50000）/256；

TL0 = （65536 – 50000）%256；