单片机开发的一点基础知识点

电平特性：

常用的逻辑电平有TTL,CMOS,LVTTL,ECL,PECL,GTL,RS-232,RS-422,RS-485,LVDS等。

5V TTL和5V CMOS 是通用的逻辑电平。

TTL和CMOS按逻辑电平可分为：5V系列，3.3V系列，2.5V系列，1.8V系列。

TTL电平信号系统，+5V等价于逻辑1,0V等价于逻辑0。

CMOS 电平Vcc可达12V，输出高电平为约0.9Vcc，低电平约为0.1Vcc。CMOS电路中不使用的输入端不能悬空，否则会造成逻辑混乱。

TTL电路和CMOS电路的逻辑电平关系：VOH,VOL,VIH,VIL

同或的运算法则：A同或B，相同为1，不同为0.

异或的运算法则：A异或B，相同为0，不同为1.

C51中的数据类型：

数据类型	关键字	所占位数	表示数的范围
无符号字符型	Unsigned char	8	0~255
有符号字符型	Char	8	-128~127
无符号整型	Unsigned int	16	0~65535
有符号整型	Int	16	-32768~32767
无符号长整型	Unsigned long	32	0~2（32）-1
有符号长整型	Long	32	-2（31）~2（31）-1
单精度实型	Float	32	3.4e-38~3.4e38
双精度实型	Double	64	1.7e-308~1.7e308
位类型	Bit	1	0~1

                    

一个字节=8位。

Sfr----特殊功能寄存器的数据声明，声明一个8位的寄存器。

Sfr16------16位特殊功能寄存器的数据声明。

Sbit------特殊功能位声明，也就是声明某一个特殊功能寄存器中的某一位。

Bit------位变量声明，当定义一个位变量时可以使用此符号。

例如：sfr scon = 0x98；scon是单片机的串行口控制寄存器，这个寄存器在单片机内存中的地址为0x98.

C51常用的头文件：reg51.h,reg52.h,math.h,ctype.h,stdio.h,stdlib.h,absacc.h,intrins.h。

但通常用的却只有:reg51.h,reg52.h,math.h.

 

C51中的运算符：

算术运算符	含义
+	加法
-	减法
*	乘法
/	除法
++	自加
--	自减
%	求余运算

 

 

关系（逻辑）运算符	含义
>	大于
>=	大于等于
<	小于
<=	小于等于
==	测试相等
!=	测试不等
&&	与
||	或
!	非

                          

位运算符	含义
&	按位与
|	按位或
^	异或
~	取反
>>	右移
<<	左移

 

C51中的基础语句：

语句	类型
If	选择语句
While	循环语句
For	循环语句
Switch/case	多分支选择语句
Do-while	循环语句

 

单片机最小系统能够运行的必要条件：1电源，2晶振，3复位电路

 

第一个程序：

#include//52系列单片机头文件

Sbit led1 = P1^0;//声明单片机P1口的第一位

Void main()//主函数

{

Led1 = 0;//点亮第一个放光二极管

}

 

排阻：就是一排电阻

认识电阻标号：103表示10*10³Ω=10kΩ，150表示15*10⁰Ω=15Ω。1002表示100*10²欧姆，1001表示100*10¹欧姆。

一般的三位数表示5%精度，四位数表示1%精度。

发光二级管的导通电压为1.7V。

 

单片机是不能停止工作的，只要他有电，有晶振在起振，他就会不停的工作。不过我们可以将其设置为休眠状态或者掉电模式，最大限度的降低他的功耗。

 

时钟周期：也称振荡周期，定义为时钟频率的倒数。如12MHz的时钟周期是1/12M.即1/12μs。

状态周期：它是时钟周期的两倍。

机器周期：单片机的基本操作周期，在一个操作周期中，单片机完成一个基本操作。它由12个时钟周期（6个状态周期）组成。

指令周期：它是指CPU执行一条指令所需要的时间。一般一个指令周期含有1~4个机器周期。

 

左移操作：

                                             CY   最高位                      最低位

                           移位前   X    0  1  1   0    1   0  1   1

                                 ………………

                           移位后   0   1   1   0   1    0   1  1   0

 

右移操作：

                                           最高位                      最低位CY

                           移位前   0  1   1   0  1    0   1  1    X

                                                              ……………………

                           移位后   0  0   1   1  0    1   0  1    1

 

循环左移：

                           移位前    0  1   1   0    1  0   1   1

 

                           移位后    1  1   0   1    0   1  1   0

 

循环右移：

                           移位前    0  1   1   0    1   0  1   1

                                                                        

                           移位后    1  0   1   1    0  1   0   1

 

PSW寄存器：（ProgramStatus Word）

全称为程序状态字标志寄存器。是一个8位寄存器，位于单片机内的特殊功能寄存器区，字节地址D0H，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位，借位等。

D7  D6   D5   D4  D3   D2   D1  D0

PSW   CY  AC   F0    RS1  RS0 OV    -    P  D0H

 

CY……进位标志

AC……辅助进位标志

F0……由用户使用的一个状态标志位

RS1，RS2……4组工作寄存器区选择控制位

OV……溢出标志位

P……奇偶标志位

 

使用万用表检测数码管的引脚

 

52单片机中断源

INT0……外部中断0，有P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。

INT1……外部中断1，有P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。

T0……定时器/计数器0中断，由T0计数器计满回零引起。

T1……定时器/计数器1中断，由T1计数器计满回零引起。

T2……定时器/计数器2中断，由T2计数器计满回零引起。

TI/RI……串行口中断，串行端口完成一帧字符发送/接收后引起。

 

中断级别

中断源	默认中断级别	序号（C语言使用）	入口地址（汇编使用）
INT0……外部中断0	最高	0	0003H
T0……定时器/计数器0中断	第2	1	000BH
INT1……外部中断1	第3	2	0013H
T1……定时器/计数器1中断	第4	3	001BH
TI/RI……串行口中断	第5	4	0023H
T2……定时器/计数器2中断	最低	5	002BH

 

中断允许寄存器IE：

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	EA	--	ET2	ES	ET1	EX1	ET0	EX0
位地址	AFH	--	ADH	ACH	ABH	AAH	A9H	A8H

 

中断优先级寄存器IP：

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	--	--	--	PS	PT1	PX1	PT0	PX0
位地址	--	--	--	BCH	BBH	BAH	B9H	B8H

 

51单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器。他们既有定时功能，又有计数功能。即定时器T0和定时器T1。52单片机内部多一个T2定时器/计数器。通过设置特殊功能寄存器可以选择启动定时功能或计数功能。

TH0：定时器/计数器T0的高八位初值。

TH1：定时器/计数器T1的高八位初值。

TL0：定时器/计数器T0的低八位初值。

TL1：定时器/计数器T1的低八位初值。

 

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源，一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来；另一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源，每来一个脉冲，计数器加1.

 

定时器/计数器工作方式寄存器TMOD：

该寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，不能位寻址。单片机复位时TMOD全部被清零。

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	GATE	C/	M1	M0	GATE	C/	M1	M0

|             定时器1              |          定时器0               |

由图可知，高四位用来设置定时器1，低四位用来设置定时器0，对应四位的含义如下：

GATE……门控制位。

C/……定时器模式和计数器模式选择位。

C/ = 1：为计数器模式；C/ = 0：为定时器模式。

M1M0……工作方式选择位。

M1	M0	工作方式
0	0	方式0，为13位定时器/计数器
0	1	方式1，为16位定时器/计数器
1	0	方式2，8位初值自动重装的8位定时器/计数器
1	1	方式3，仅适用于T0，分成两个计数器，T1停止计数

 

定时器/计数器控制寄存器TCON：

该寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址分别是88H~8FH，该寄存器可进行位寻址。TCON寄存器用来控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。单片机复位时TCON全部被清0。TF1、TR1、TF0、TR0位用于定时器/计数器；IE1、IT1、IE0、IT0位用于外部中断。

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
位地址	8FH	8EH	8DH	8CH	8BH	8AH	89H	88H

 

当用定时器的方式1时，即16位定时器，设机器周期为T_cy，定时器产生一次中断的时间为t，那么需要技术的个数N = t/T_cy，装入THX和TLX中的数分别为：

THX = （65536 - N）/256，TLX = （65536 - N）%256。

T_cy =12 * （1/频率）

 

中断服务程序的写法：

Void 函数名（）interrupt中断号 using 工作组

{

                           中断服务程序内容

}

中断函数不能返回任何值，不带任何参数，中断号指单片机中几个中断源序号。C51编译器在编译程序时会自动分配工作组，故通常省略不写。

例如：

Void T1_time（） interrupt3

{

TH1 = （65536 - 10000）/256；

TL1 = （65536 - 10000）%256；

}

 

定时器的初始化过程如下：

1、对TMOD赋值，确定T0和T1的工作方式。

2、计算初值，并将初值写入TH0，TL0或TH1，TL1。

3、中断方式时，则对IE赋值，开放中断。

4、使TR0或TR1置位，启动定时器/计数器定时或计数。

一旦开启定时器，定时器便开始计数，当计数溢出时，自动进入中断服务程序执行代码，执行完中断程序后再回到原来出继续执行，也就是继续等待。（Page74）

 

能在主程序中完成的功能就不再中断函数中写，若非要在中断函数中实现功能，那么一定要高效、简洁。

                                              

7段数码管的编码数组：

在用C语言编程时，编码定义方式如下：   

Unsigned char code table[] = {

0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,                     

0x66, 0x6d, 0x7d,0x07,                          

0x7f, 0x6f, 0x77,0x7c

0x39, 0x5e, 0x79,0x71};                        

直接定义数字                                          

Unsigned charnum[] = {                              

0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,

0x99,0x92,0x82,0xf8,                                    

0x80,0x90,0x7f}                                     

对应的二进制表达式为：

1100 0000,  1111 1001, 1010 0100,  1011 0000,

1001 1001,  1001 0010, 1000 0010,  1111 1000,

1000 1000,  1001 0000, 0111 1111                           

分别对应于：

0,1,2,3,

4,5,6,7,

8,9,.

即多了一个code关键字，code表示编码的意思。单片机C语言中定义数组时是占用内存空间的，而定义编码时是直接分配到程序空间中，编译后编码占用的是程序存储空间，而非内存空间。

Unsigned char codetable [] = {

0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,

0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,

 0x7f,0x6f, 0x77, 0x7c,

0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};

 

在编写中断程序中，常用到的几个寄存器为：

TMOD：设置定时器工作方式，

TH0，TL0，TH1，TL1：设置定时器的初始值，

EA：开总中断，

ET0，ET1：开定时器中断，

TR0，TR1：启动定时器；

 

sbit led0 =P1^0;//要控制的LED灯

sbit led1 =P1^1;//要控制的LED灯

 

sbit P20 = P2^0;//关闭数码管

sbit P21 = P2^1;//关闭数码管

主函数中：

P1 = 0xff;

P20 = 0;

P21 = 0;

 

STC12C5A60S2单片机中，P1寄存器表示对应的LED灯，P0寄存器表示对应的数码管。

使能控制信号：当电平为1时，表示无效，禁用。

sbit P20=P2^0;//表示点状数码管的控制端

sbit P21=P2^1;//表示7段数码管的控制端

 

P20 = 0;//表示启用点状数码管

P21 = 1;//表示禁用7段数码管

 

输入输出端口P0,P1,P2,P3

P1：对端口写1时，通过内部的上拉电阻吧端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。

P2：对端口写1时，通过内部上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作为输入口。P2作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。在访问外部数据存储器（如执行MOVX @DPTR指令时）P2送出高八位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @R1指令时）P2口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR）区中P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。

P0：当P0作为输入口使用时，应先向口锁存器地址（80H）写入全1，此时P0口的全部引脚浮空，可作为高阻抗输入。做输入口使用时要先写1，这就是准双向的含义。在CPU访问片外存储器（89C51片外EPROM或RAM）时，P0口分时提供低八位地址和八位数据的复用总线。在此期间，P0口内部上拉电阻有效。

P3：对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可作为输入口。P3作输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，哪些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（I_IL）。P3 端口还用于一些复用功能。例如：

端口引脚	复用功能
P3.0	RXD（串行输入口）
P3.1	TXD（串行输出口）
P3.2	（外部中断0）
P3.3	（外部中断1）
P3.4	T0（定时器0的外部输入）
P3.5	T1（定时器1的外部输入）
P3.6	（外部数据存储器写选通）
P3.7	（外部数据存储器读选通）

 

 

有一个问题，为什么延时在主函数中，时间较长，在子函数中，就变的很短。

例如主函数中有一下语句：for( i =0;i<60000;i++);，当把其抽取为函数后即：

void delayms(uintxms)

{

    uint i;

    for( i = 0;i

}，时间明显的变短。

 

AT89C52单片机电路图：

 

流水灯的实现，完全可以依靠移位操作实现。

实际波形在按下与释放的时候有抖动现象。但我们通常用软件延时的方法来解决这个问题。

一般在检测按下时加入去抖动延时，检测松手时就不用了。

ISIS模拟软件中，常用的部件名称：电阻 res；按键（开关） button；普通电容 cap；极性电容 cap-elec；排阻 respack-7（8）；数码管 7seg；发光二极管 led-（颜色，如red 、green等）；晶振 crystal；扬声器 sounder；电感 inductor；

 

单片机的S2,S3,S4,S5为独立键盘，分别于单片机的P3.4~P3.7相连。

 

中断初始化与中断处理函数：

TMOD = 0x01;//设置定时器0的工作方式为1

    TH0 = (65536-45872)/256;设置初值

    TL0 = (65536-45872)%256;

    TR0=1;             //启动定时器

    ET0=1;   //打开定时器0中断

EA=1;     //打开总中断

 

Void timer0() interrupt 1

{

TH0 = (65536-45872)/256;重设初值

        TL0= (65536-45872)%256;

        Num++;

    If(num == 20)//约1S的时间到了

{

    Num= 0;

              Flag = 1；//设置标志位，用以处理操作。

}

}

 

Sfr：特殊功能寄存器声明

Sfr16：sfr的16位数据声明

Sbit：特殊功能位声明

Bit：位变量声明

 

Reg51.h,reg51.h,math.h

 

二极管的接通电流为3mA~10mA，压降是1.7V。

位操作

Sbit led1 = P1^0;

Led1 = 0;

总线操作：

P1 = 0xfd；

 

单片机的编程的时候，时刻注意时序的概念，有时序的思想。状态的保持，震动的检测等。

 

关闭数码管的方法：

Sbit P20 = P2^0;

Sbit P21 = P2^1;

P1 = 0xff；

P20 = 0；P21 = 0；//当为1的时候为打开状态。

P1 控制着二极管。

P07接了蜂鸣器(参照PCB原理图)

Sbit beep = P0^7;

Beep = 1;

 

//P26是段选锁存端，P27是位选锁存端。

Sbit dula = P2^0;

Sbit wela = P2^1;

使用数码管的时候，可以将点阵数码管摘下。

位选时：

P1 = 0x00;//消除位选混乱残影

Wela = 1；

P1 = 0x01;//位选信号，讲那个置1.高电平表示启用。

Wela = 0;

 

P1 = 0xff；//消除段选混乱残影

Dula = 1；

P1 = 0xf9；//段选信号，低电平表示亮。

Dula = 0；

 

定时器假设频率为12MHz，12个时钟周期为一个机器周期，一个机器周期大概为1微秒。计满TH0和TL0，需要计数为2¹⁶-1个，大概为65535μs，即65.5ms，如要定时50ms，则需要在TH0和TL0中分别装入初值，然后再计数50000个，即为50ms。

那么：TH0 = （65536 –50000）/256；

      TL0 = （65536 – 50000）%256；