单片机

单片机知识总结，包括基础电路、数的表示及运算、基本工作条件、工作时序、编程基础知识、寻址方式等等。

单片机

• 基础电路
  • 门电路
    • 与门
    • 或门
    • 非门
    • 与非门
    • 或非门
    • 三态门
  • 寄存器
    • 存储数据的电路，由触发器构成
    • 触发器：RS、D、JK
    • 单片机内部基本存储单元，一个触发器就是一位寄存器
  • 锁存器
    • 存储数据的电路
• 数的表示及运算
  • 二进制
  • 符号数
    • 原码
    • 反码
    • 补码
• 基本工作条件
  • 电源
    • VCC正极、VSS负极
  • 复位电路
    • 让电路进入初始状态
  • 时钟电路
    • 为电路提供时钟脉冲信号
• 工作时序
  • 时钟周期
    • 震荡频率的倒数
  • 状态周期
  • 机器周期
    • 完成一个操作所需要的时间
  • 指令周期
    • 执行一条指令所需要的全部时间
• 结构
  • 单片机内部主要由CPU、时钟振荡器、中断控制器、程序存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、两个定时器/计数器、串行通信口、输入/输出（I/O）接口和总线控制器组成。
  • CPU
    • 决定了单片机的主要功能和特性
  • 时钟振荡器
    • 产生时钟信号送给单片机内部各电路
  • 中断控制器
    • 输入中断信号后会中断程序
  • ROM
    • 存储功能，断电后其中信息不会消失
  • RAM
    • 存储临时数据，可以取出，断电后信息会消失
  • 定时器
    • 内部时钟或计数器
  • 串行通信口
    • 与外部设备串口通信的接口
  • I/O接口
    • 与外部设备连接
  • 总线控制器
    • 控制外接存储器
• 开发
  • 开发过程
    • 明确需要实现的功能
    • 根据功能设计出单片机的外围电路
    • 编写程序
    • 编译、仿真和调试程序
    • 用编程器将程序写入单片机
    • 将写好程序的单片机安装到设计好的电路中
  • 硬件开发
    • 明确实现的功能
    • 选择单片机型号
    • 设计单片机外围电路
      • 基本工作电路
      • 输入电路
      • 输出电路
  • 软件开发
    • 编写程序
    • 编译或汇编程序
      • 将汇编语言程序转换成机器代码
    • 仿真、调试程序
      • 软件仿真
      • 硬件仿真
        • 实验板、仿真机和pc
    • 用编程器将程序写入单片机
      • 擦除单片机中的程序
      • 向单片机中写入程序
• 编程基础知识
  • 指令和程序
    • 指令
      • 能使单片机完成特定控制任务的指令集合
    • 程序设计
      • 编写指令集合的过程
  • 编程语言
    • 机器语言
      • 二进制代码构成的指令
    • 汇编语言
      • 需将汇编翻译成机器指令
        • 有利于理解单片机的结构与原理
    • 高级语言
      • C语言
• 寻址方式
  • 寻找要操作数据的存储地址
  • 立即寻址
    • 在指令中直接给出要操作的数据
  • 寄存器寻址
    • 指令可以操作寄存器中的数据
  • 寄存器间接寻址
    • 存储的不是数据，是一个地址
  • 变址寻址
    • 将基址和地址偏移量相加后得到的数值作为地址，再对改地址中的数据进行操作
  • 相对寻址
    • 操作码后的数值为地址偏移量，其余同变址寻址
  • 位寻址
    • 只能操作位寻址的存储单元