单片机知识重点.docx

单片机概述单片机的定义单片机是单片微型计算机的简称。它采用了超大规模集成技术，将微型计算机的中央处理器、存储器、输入/输出接口电路集成在同一块芯片上，构成一个既小巧又完善的计算机硬件系统，在单片机应用软件的控制下，准确、迅速、高效地完成规定的控制任务。单片机的组成中央处理器中央处理器即CPU，是单片机的核心部件。包括算数逻辑单元（ALU）和控制器。存储器计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。一般分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）输入/输出接口电路输入/输出接口电路又称I/O接口电路，用来连接CPU和输入/输出设备，完成信号转换与驱动、数据传输和控制等功能。单片机的特点抗干扰性强，工作温度范围宽，高可靠性，控制功能强，数值计算能力相对较差，指令系统比通用微机简单，并具有许多面向控制的指令。单片机的应用领域家用电器领域办公自动化领域商业营销领域工业自动化领域智能控制领域MCS-51系列单片机的系统结构单片机的内部结构中央处理器CPU：是整个单片机的核心，它由控制器和运算器组成，主要功能是完成指定的运行控制，8位数据运算和位处理等。4KB片内程序存储器：主要用于存放程序、常数和表格。128B数据存储器RAM4个8位并行I/O口，P0、P1、P2、P3两个16位的定时器/计数器一个可编程全双工串行口具有五个中断源、两个优先级的中断系统片内带有时钟振荡器看门狗电路AT89S51芯片引脚功能AT 89S51的DIP（双列直插）封装芯片共有（40）个引脚，采用引脚复用技术（即一个引脚可有两种功能）工作电源引脚VCC：电源端GND：接地端工作电压范围：4.0V—5.5V晶振引脚XTAL1：芯片内部振荡电路输入端XTAL2：芯片内部振荡电路输出端I/O引脚P0.0—P0.7：P0口8位双向口线。第一功能为基本输入/输出，第二功能是为扩展系统分时提供数据总线和低8位地址总线。P1.0—P1.7：P1口8位双向口线，用于完成8位数据的并行输入/输出P2.0—P2.7：P2口8位双向口线。第一功能为基本输入/输出，第二功能是在系统扩展时作为高位地址线使用P3.0—P3.7：P3口8位双向口线。它是一个双功能口，即P3口的每一条口线都具有第二功能控制引脚ALE/PROG：地址锁存控制/片内ROM程序脉冲输入信号。在访问外部程序存储器时，P0口作地址/数据复用口，ALE用于锁存低8位地址。该引脚的第二功能PROG用于内部FlashROM编程脉冲的输入端RST：复位信号。当在该引脚上出现连续两个机器周期以上的高电平时，单片机进入复位状态，完成初始化操作。EA/Vpp：访问外部程序存储器控制信号/片内FlashROM编程电源输入。当EA为低电平时，CPU只访问芯片外部扩展的程序存储器，当EA为高电平时，CPU访问芯片内部的4KB程序存储器和片外4KB地址以上的程序存储器单元第二功能Vpp用于对内部含有FlashROM的芯片进行编程时，该引脚作为12V变成电压的输入端。PSEN：外部程序存储器选通信号。当访问芯片外部扩展ROM时，只有该引脚为低电平时才为有效信号，才能选通片外程序存储器对其进行读操作。存储器的组织结构从物理结构上看，MCS-51系列单片机系统中有五种存储器，它们分别是片内RAM、片外RAM、片内ROM、片外ROM和片内特殊功能寄存器（SFR）。将这五种存储器编排在3个地址空间，即程序存储器空间、片内数据存储器空间、片外数据存储器空间。程序存储器空间程序存储器可寻址的地址空间为64KB，它包括片内ROM和片外ROM89s51芯片片内有4KB ROM，片外还可以扩展64KB ROM单片机是如何自动执行程序的？这其中有一个重要的硬件设置——程序计数器PC。PC是一个能自动加1的寄存器，它存放着程序执行的当前地址，即由它指示程序执行的位置。单片机复位时，PC自动指向0地址，CPU通过程序计数器PC所指示的地址，打开程序存储器的相应单元，取出一个字节的指令代码，通过片外或片内总线送入CPU的指令寄存器，此时PC自动加1，指向下一个字节的指令代码。取出指令阶段后，再完成指令的相应操作。一条指令执行完毕，CPU通过PC自动取出下一条指令，然后不断重复取指令、执行的过程。片内数据存储器空间内部RAM89S51芯片内部含有128B的RAM，其地址为00H—1FH。按用途可分为三个部分：工作寄存器区、位寻址区和一般RAM区工作寄存器区。工作寄存器区含有32各单元，其地址为00H—1FH。这32个单元又平均分成4组，分别称为第0组、第1组、第2组、和第3组通用寄存器。每一组含有8个单元记作R0—R7。CPU任意时刻只能用一组通用寄存器，并称为当前寄存器组。CPU可以通过对程序状态字PSW中的RS1和RS0两个位状态的设置，来决定使用哪一组寄存器。位寻