导图社区 单片机思维导图
这是一个关于单片机思维导图，包含STC单片机架构、定时器/计数器、串行等。感兴趣的小伙伴欢迎关注收藏哦！
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建筑学建筑材料思维导图
第二章土的物理性质及工程分类
人工智能的运用与历史发展
电池拆解
单片机原理及应用
单片机和嵌入式系统基础知识
嵌入式
基本概念
嵌入式系统是以具体应用为导向，以计算机技术为核心，根据具体应用对硬件和 软件系统量身定做的便于携带的微型计算机系统
主要特点
体积小，重量轻
功耗低
成本较低
丰富的应用支持
嵌入式技术的构成
嵌入式系统的硬件
嵌入式处理器
是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元。
供电系统
为嵌入式系统提供电源
外部存储器系统
通过嵌入式处理器提供的外部存储器接口，扩展大容量的存储器
外部设备
通过嵌入式处理器芯片提供的外设接口，与外部设备进行连接
嵌入式系统的软件
板级支持包
嵌入式实时操作系统
应用程序
8051微控制器的内部架构
中央处理器
与不同地址空间的不同类型的存储交换信息
执行逻辑和算数指令
程序存储器
用于保存将要执行的程序代码
随机访问存储器
用于暂存程序中临时需要保存的数据
中断系统
用于CPU对紧急事件的处理进程
定时器/计数器
对不同的事件进行同步
外部设备接口模块
提供通用的输入/输出
总线
一组相关逻辑信号的集合
STC单片机硬件知识
STC单片机IAP和ISP
ISP，即In-System Programming，具有ISP功能的单片机芯片，可以通过简单的下载线直接在电路板上给芯片写入或者擦除程序，并且支持在线调试。
IAP（In-Application Programming） 指MCU可以在系统中获取新代码并对自己重新编程，即可用程序来改变程序。
命名规则： ①、XXX ②、15 ③、X ④X ⑤XX ⑥X- ⑦XX ⑧X ⑨-XXX ⑩X
1、表示STC、IAP或者IRC
2、表示是STC公司15系列单片机
3、表示单片机工作电压，用F、L、W表示：
F表示Flash，工作电压为3.8~5.5V
L表示低电压，工作电压为2.4~3.6V
W表示宽电压，工作电压为2.5~5.5V
4、用于表示单片机内SRAM存储空间的容量
5、表示单片机内程序存储器的大小
6、表示单片机的一些特殊功能
W：表示有掉电唤醒专用定时器。
S：表示有串口
AS/PWM/AD：表示有1组高速异步串行通信接口；SPI功能;内部EEPROM功能；A/D转换功能(PWM还能当作D/A转换器用)；CCP/PWM/PCA功能。
S4：表示有4组高速异步串行通信接口；SPI功能；内部EEPROM功能；A/D转换功能(PWM还能当作D/A转换器用);CCP/PWM/PCA功能。
7、表示单片机工作频率
8、表示单片机工作的温度范围
C表示商业级，其工作温度为0~70℃。
Ⅰ表示工业级，其工作温度为-40~85℃。
9、表示单片机封装类型
双列直插式封装，DIP
薄型四方扁平式分装，LQFP
小外形封装，SOP
薄的缩小型小外形封装，TSSOP
方形扁平无引脚分装，QFN
10、表示单片机引脚个数
引脚定义
通用I/O口 ，控制/驱动
输入：开关 输出：电机
数据/地址总线AD
外控POM、RAM
串行口 通信
接收 RXDn
发送 TXDn
外部中断信号引入口 ，INTN
定时/计数 计数脉，冲引入T0、T1
STC单片机的I/O驱动原理
准双向输出配置
可用于输出，输入
强推挽输出配置
强推挽模式一般用于需要更大驱动电流的情况
仅为输入（高阻）配置
这种配置不能输出电流,也不能有收电流,只能作为输入数据使用。
开漏输出配置
STC 单片机架构
STC单片机CPU内核功能单元
中央处理单元
运算器
8位算数逻辑单元
算数运算
其他运算
逻辑运算
按位运算
累加器
用于保存大多数指令运算结果，位于特殊功能寄存器，地址为0xE0
B寄存器
用于通用寄存器，位于特殊功能寄存器0xE0的位置
程序状态字
保存一些特殊的比特位
控制器
程序计数器PC
实现控制和运算
顺序执行
非顺序执行
指令通道
取指单元
根据PC所指向的存放指令程序存储器的地址取出指令
译码单元
根据取出指令的操作码部分对指令进行翻译
执行指令单元
控制运算器单元完成指令
堆栈及指针
主要用于保存现场
CPU外围
内部数据RAM
外部数据空间
特殊功能寄存器SFR
端口模式控制寄存器
提供P0端口、P1组端口、P2组端口、P3组端口、P4组端口、P5组端口、P6组端 口、P7组端口
P0端口
P0M0寄存器 P0M1寄存器
端口寄存器
STC单片机可以读取端口状态，或者向端口写数据
时钟分频器
CPU分频器允许CPU运行在不同的速度
STC单片机存储器结构和地址空间
程序Flash存储器
程序存储空间映射
STC单片机程序存储空间位于0x0000~0xFFFF的地址范围
程序存储器特点
提供10万次以上擦写能力。
低压保护功能，即在低压状态下，禁止对程序存储器进行擦除和编程。
程序存储器对外不提供读电路，因而有效地防止对用户程序的破解。
只有对程序存储器进行擦除操作后，才能对其进行编程操作。
在对程序存储器编程时，可以将程序代码乱序后存放。
程序存储器的最后7字节设置全球唯一的ID号。
以扇区为单位擦除。
以字节为单位进行编程。
STC单片机提供了通过通用异步串口，对Flash进行擦除、编程和代码加密的能力。
数据Flash存储器
用于实现电可擦除的只读存储器
特点
通过ISP/IAP技术可以将内部的数据Flash当作EEPROM使用。
擦写次数在10万次以上。
以扇区为单位，每个扇区包含512字节。
数据存储器的擦除操作是按扇区进行的。
内部RAM存储器
内部RAM
0x00H~0xFFH
内部开展RAM
0x0000~0x0EFF
中断类型
外部中断0
定时器/计数器T0
外部中断1
定时器/计数器T1
串行口中断
IE（中断类型）
总开关EA
EX0、ET0、EX1、ET1、ES、EA
TOCN(中断标志位及中断方式）
IT0、IE0、IT1、IE1、TR0、TF0、TR0、TR1、TF1
IT为触发方式，0为低电平，1为下降沿
TF为定时器溢出标志位
IP（优先级别）
自然顺序
外0＞定0＞外1＞定1＞串行口
PS
串行口中断优先控制位
PT1
定时器1中断优先
PX1
外部中断1中断优先
PT0
PX0
中断过程
中断请求
中断响应
中断服务
中断返回
结构及工作原理
实质
累计脉冲的下降沿，到达一定数后，溢出，中断
分类
定时器
脉冲来自于内部晶振
计数器
脉冲来自于外部
几个概念
计数器容量
量程用二进制位表示，八位就是2的8次方256
计数器溢出
到达量程后再来一个脉冲就会回到0
溢出标记
类似于进位标记，溢出标记会导致中断
计数初值
16位，65535，要计数100，设定初值为65436
控制
方式控制寄存器（TMOD）
字节地址为89H
GATE
门控位
置0是Tx启动与外部中断无关
C/T（-）
计数，定时功能选择位
置1为计数
置0为定时
M1
M0
工作方式定义位
四个工作方式
00 方式0
13位
01 方式1
16位
10 方式2
8位自动重装
11 方式3
T0分为两个独立的八位，T1停止使用
低四位为定时器0，高四位为定时器1
不能位寻址，只能用字节指令设定
控制寄存器（TCON）
字节地址为88H
TF1
T1定时器溢出中断标志，溢出时，硬件置位，中断响应，自动清零
TR1
运行控制位，置1时启动对应T0/T1，由软件设置
TF0
T0定时器溢出中断标志，溢出时，硬件置位，中断响应，自动清零
TR0
运行控制位，置1 时启动对应T0/T1 ，由软件设置
IE1
IT1
IE0
IT0
工作方式
方式0
方式1
THx和TLx组成16位加法计数器
最大计数脉冲为65536
GATE置1时，计数器的开关与外部中断有关
方式2
TLx的八位来计数
THx的八位来储存初始值
计数完一次，H就导入一次
方式3
计数器与脉冲频率
外部最高频率为振荡周期的1/24
晶振12MHz→250kHz
串行
单片机与单片机、单片机与其他设备之间数据传输
并行、串行
并行比串行慢，而且并行只能在近距离使用
串行通信方式
异步通信
数据一帧一帧传输
同步通信
不采用停止位，要求严格同步，比较少用
串行通信口的控制
串行控制寄存器SCON
SM0/FE
SM1
与SM0一起确定通信方式
SM2
允许方式2和方式3多机通信控制位
REN
允许或禁止串行接收控制位
TB8
数据校验位或多机通信中表示地址帧/数据帧的标志位（方式0和方式1不用该位）
RB8
奇偶数据校验位或地址帧/数据帧的标志位（方式0和方式1不用该位）
T1
发送中断标志位
R1
接收中断标志位
电源控制寄存器PCON
SMOD
SMOD0
LVDF
POF
GF1
GF0
PD
IDL
支持IAP方式的单片机，一定也支持ISP方式
