单片机原理与应用

《单片机原理与应用》考试大纲整理，为广大考生提供一个全面、系统、实用的学习指南，帮助大家深入理解单片机的内部构造、工作原理及应用技术，需要的可以自取。

单片机原理与应用

• 单片机发展
  • 定义
    • 一片半导体硅片集成：中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。
  • 发展趋势
    • 单片机正在向多功能、高性能、高速度（时钟达40MHz）、低电压（2.7V即可工作）、低功耗、低价格（几元钱）、外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储器容量不断增大的方向发展。
  • AT89系列单片机的型号说明
    • 由“89C××××”或“89LV××××”或“89S××××”等表示 8表示单片，9表示内部含有Flash存储器，C表示CMOS产品。 LV为低电压产品，可在2.5V电压下工作 S表示含有串行下载的Flash存储器 “××××”表示器件的型号，如51、52、2051、8052等。
• 硬件结构AT89S51
  • 外围部件及特性
    • （1）8位微处理器（CPU）； （2）数据存储器（128B RAM）； （3）程序存储器（4KB Flash ROM）； （4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）； （5）1个全双工的异步串行口； （6）2个可编程的16位定时器/计数器； （7）1个看门狗定时器； （8）中断系统有5个中断源，对应5个中断向量； （9）特殊功能寄存器（SFR）26个； （10）低功耗有空闲模式和掉电模式，且有掉电模式下的中断恢复模式； （11）3个程序加密锁定位；
  • 引脚
    • 关注4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）重点在P3口，功能多
  • CPU
    • 运算器（算术逻辑运算单元ALU、累加器A、程序状态字寄存器PSW）、控制器（程序计数器PC）
  • 存储器
    • 程序存储器
      • 4KB的Flash存储器片外最大扩展64kb
    • 数据存储器
      • 128B片外最多64kb
    • 特殊功能寄存器SFR
      • 26个，离散的分布但是映射在片内RAM区的80H-FFH区域
  • 时钟
    • 指令周期>=机器周期>时钟周期（1机器=12时钟）
      • 常用晶振频率6MHZ、12MHZ（可获得精准定时）、11.0592MHZ（可获得准确的波特率）
• 中断
  • 控制方式
    • 一级总允许EA、二级源允许（各个中断源）、三级中断标志位、四级优先级
  • 中断函数
    • 函数类型 函数名 interrupt n using（例如：void int1() interrupt 2 using 0）
  • 用到的寄存器
    • TCON定时器/计数器的控制寄存器
      • IE1、IE0为中断请求标志位；IT1选择触发方式
    • SCON串行口控制寄存器
      • 涉及到串口的中断需要用到标志位TI、RI
    • IE中断允许寄存器
      • EA
    • IP中断优先级寄存器
• 定时
  • 控制方式
    • 通过TMOD提供四种方式，通过TCON提供标志位配合工作
  • 需要计算初值
    • 方式1、2下的公式计算
  • 用到的寄存器
    • TOMD工作方式控制寄存器
      • 主要选择工作方式（4种）
    • TCON定时器/计数器控制寄存器
      • 标志位（TF）、运行控制位（TR）
• 串口
  • 控制方式
    • SBUF中间站、SCON选择方式与控制接收、PCON中的SMOD波特率倍增，收发分别写程序
  • 全双工异步收发(UATR)串行口
  • 波特率的计算
    • 定时器T1的方式2是重点掌握
• 程序设计
  • 键盘（扫描方式、定时扫描方式、中断方式）
    • 独立按键
    • 矩阵键盘
      • 得到数据后的直接调用，在逻辑上的关系，去控制所有的键盘
  • while
    • while的前后变化，以及程序中数码管的位选是否写进主函数 中
  • 数码管
    • 位选、段选；switch函数的应用；数组的应用；在开发板上，固定的套件下硬件被固定，如何解决它们之间相互影响的问题（如数码管与LED灯的影响，加上一位数字）；共阴共阳极如何确定十六进制数使其显示对应的数字
  • 程序设计的熟练度
    • 先从底层解决，进一步用函数简化，利用好定时、中断；程序设计的拼接，注意代码的完整