单片机原理及应用

本思维导图详细地介绍了MCS-51单片机的硬件结构、指令系统，从应用的角度介绍了汇编语言程序设计与各种硬件接口设计、各种常用的数据运算和处理程序、接口程序以及MCS-51单片机应用系统的设计，并对MCS-51单片机应用系统设计中的抗干扰技术以及各种新器件也作了详细的介绍。觉得对你有帮助的话，可以动动小手指点个赞呀!

单片机

• 概述
  • 单片微型计算机（嵌入式控制器，微控制器） CPU,RAM，ROM,I/O口集成在半导体硅片上
    • 专用型
    • 通用型（52）
  • 发展历史（初级→低性能→高性能→8/16/32）
  • 单片机（体积小，价格低，应用广，使用方便，稳定可靠）
  • 单片机系统
    • 1.简单方便，易于掌握和普及 2.功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强 3.发展迅速，前进广阔 4.嵌入容易，用途广泛
  • 读单片机型号（如AT89S52-24PU）
    • 24：时钟频率24MHz P：DIP封装 U：工业无铅
  • 嵌入式处理器
    • 广义：嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机，DPS嵌入式微处理器等 流行：嵌入了“嵌入式微处理器”
• AT98S52片内结构
  • 片内结构图
  • 看门狗定时器（WDT）
  • CPU
    • 运算器
      • ALU（与，或，异或）
      • 累加器
        • 1.ALU的数据输入源之一，运算结果存放单元 2.数据的中转站
      • PSW（Cy/Ac/F0/RS1/RS0 /OV/ /P) (进/辅/用/工作寄存区/溢/保/奇）
    • 控制器
      • 程序计数器（PC），指令寄存器，指令译码器，定时及控制电路 功能：控制指令的读入，译码，执行，从而对单片机控制和定时
  • ROM
    • 片内8KB的Flash 片外扩展至64KB
    • 中端服务入口地址
      • 片内存储结构
        • 219个可寻址位
  • 片内存储结构
    • 219个可寻址位
  • RAM
    • 片内数据存储器（256B 00H~FFH）
    • 片外数据存储器（可扩展64KB）
  • 引脚功能（40）
    • 电源及时钟引脚
      • 电源引脚Vcc（+5V）Vss（接地）
      • 时钟引脚XTAL1（输入）XTAL2(输出，悬空）
    • 控制引脚
      • RST（复位信号输入端，2个机械周期高电平）
      • EA/Vpp（p20）
        • EA 外部程序访问允许控制端
          • EA=1 (PC 0000H~1FFFH~FFFFH)
          • EA=0 (PC 0000H~FFFFH)
        • Vpp 编程时接入编程电压
      • PSEN(读选通信号，低电平）
    • I/O控制口引脚
      • P0(漏极开路并行双向I/O口，加上拉电阻看为准双向口）
      • P1,P2,P3（内部有上拉电阻，直接看为准双向口）
  • 4个8位并行I/O口
  • 中断系统
    • 中断允许寄存器 IE (EA/ /ET2/ES/ET1/EX1/ET0/EXO)A8H
    • 为1允许，高优先
    • 中断优先级寄存器 IP ( / /PT2/PS/PT1/PX1/PT0/PXO)B8H
    • 中断入口表
    • 中断请求响应条件
      • EA=1 该中断源中断请求为=1 该中断源中断允许位=1 无同级或更高级中断运行
    • 中断触发方式
      • 电平触发方式 跳沿触发方式
  • 定时器/计数器（1/24）
    • 定时器计数器T0与T1
      • TMOD (GATE/CT/M1/M0//GATE/CT/M1/M0) GATE=1（脉宽）M1,M0(方式） C/T=1(计数）
      • TCON / / TF1.TF0=1（溢出，硬清） TR1,TR0=1(允许，软请）
    • 定时器的4种工作方式
      • T0在方式3工作下，T1可在方式0~2下做波特率发生器
    • 时钟周期Tosc=1/fosc晶振频率 （最高33MHz） 1机械周期=12时钟周期
  • 串行口
    • 通信种类
      • 并行通信
      • 串行通信
        • 同步通信 多一条同步时钟线
        • 异步通信
    • 串行口结构(SBUF)
      • SCON (SM0/SM1/SM2/REN/TB8/RB8/TI/RI) SM0,SM1（方式） SM2(多机) REN(接收) TB8(发九) RB8(收九) TI(发中断) RI(接中断)
    • 波特率（每秒发/接位数）
      • 方式0 波特率=1/12fosc
      • 方式2 波特率=（2Λsmod/64)*fosc
      • 方式1，方式3 波特率=（2Λsmod/32）*T1溢出率
      • T1溢出率=fosc/12(256-X)
  • （SFR）32个
    • 堆栈指针SP（断点保护，现产保护）
    • 寄存区B（乘除）
    • AUXR（ALE,WDT）
    • DPTR0/DPTR1(DPH,DPL)
    • AUXR1(DPS)
    • WDT
• 编程
  • 概述：共111条，简高易 格式：操作码+操作数
  • 数据传送类指令
    • 寻址方式
    • MOV(ARd@)
      • 记忆窍门： 操作数中，两个Ｒ不能见面
      • 两操作数，自己不能跟自己见面（自我传送，无意义）
      • 立即数不能作为目的操作数（不能给数据赋值）
    • 堆栈指令
      • PUSH POP
    • 查表指令MOVC A,PC(DPTR)
    • 字节交换指令 XCH A,Rd@ 半字节交换指令XCHD A,Rd@
  • 算数运算类
    • 加 ADD A,Rd@# 带进位的加ADDC A, 带进位的减SUBB A, 增1指令 INC DPTR 减1指令 DEC 十进制 DA A 乘法指令 MUL AB 除法指令 DIV AB
  • 逻辑操作指令
    • 带进位后加C 全是对A操作 清零 CLR 字节求反 CPL 左环移 RL 右环移 RR 逻辑与 ANL 逻辑或 ORL 逻辑非 XRL
  • 跳转指令
    • 间接跳转指令 JMP @A+DPTR 长 L(16) 短 S(LOOP) 绝对 A(11) 条件跳转指令 JZ rel （A为0跳转) JNZ rel (不为0跳转） CJNE A,direc,rel A＜d CY=1 DJNZ Rn，rel （Rn）-1 跳转 调用子程序 LCALL addr16 SCALL addr11 子程序返回 RET 中断返回 RET1 空指令 NOP
  • 位操作指令
    • 对CY，bit操作 清0 CLR 求反 CPL 置1 SETB ---------------------------- 条件转移类指令 JC rel （CY=1,转移） JB bit，rel （bit=0，转移） JNC rel （CY=0，转移） JNB bit，rel （bit=0，转移） JBC bit，rel （bit=1，转移，bit清零）
  • 伪指令
    • ORG 起始地址命令 DB 定义数据字节命令 BIT 位定义命令 RET 子程序返回指令 END 汇编终止命令
  • 子主题
• AT89S52片外结构
  • 哈佛结构，拓展两个并行的外部储存空间 地址总线AB 数据总线DB 扩展 控制总线CB
  • RAM的三种工作方式
  • 空间分配
    • 线选法
    • 译码法