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51单片机自学笔记

文章目录

  • 前言
  • 数据类型
  • 周期
  • 芯片
      • 段选锁存器
      • ADC0804
  • 中断
      • IE:中断允许寄存器
      • IP:中断优先级寄存器
          • 优先级别
      • TMOD:定时器工作方式寄存器
      • TCON：定时器控制寄存器
      • THX,TLX计算方法
      • 定时器/计数器高级应用
          • 方式0
          • 方式2
          • 方式3
      • 52单片机特有的定时器2
      • 计数功能的应用
  • 数码管
      • 单数码管
      • 多数码管
  • 按键
      • 独立按键
      • 矩阵按键
  • 串行口通信
      • 工作方式
      • SCON:串行口控制寄存器
      • 单片机发送
      • 单片机接收
      • 高级应用
          • 方式0
          • 方式2，3
  • I^2^C通信
      • 传输过程
      • 51单片机模仿I^2^C总线
  • SPI通信
  • 数模转换
      • 参数指标
  • ESP8266WIFI模块

前言

目前正在准备写一个51单片机库，希望能实现51的大多数功能，此博客对应代码已存在码云，https://gitee.com/smalkang/library_51.git 希望大家多多指正。

数据类型

sfr–特殊功能寄存器的数据声明，声明8为寄存器
sfr–声明16位
sbit–特殊功能位声明，也声明某特殊功能寄存器某一位
bit–位变量声明

周期

  • 时钟周期：时钟频率倒数
  • 状态周期：时钟周期二倍
  • 机器周期：单片机基本操作周期，由12个时钟周期组成
  • 指令周期：执行一条指令周期的时间（一般一个指令周期1~4个机器周期）

芯片

段选锁存器

OE–GND
LE ：高点平：锁死
低电平： 跟随输入端

ADC0804

AGND与DGND区别
为了提高控制精度，可以数字地与模拟地分开，最后通过一点连接
芯片说明与数模转换原理

中断

IE:中断允许寄存器

位符号 1 意义
EA 开 全局中断
ET2 开 定时器2
ET1 开 定时器1
ET0 开 定时器0
EX1 开 外部1
EX0 开 外部0
ES 开 串行口

IP:中断优先级寄存器

优先级别

默认：

  1. 外部0–INT0
  2. 定时器0–T0
  3. 外部1–INT1
  4. 定时器1–T1
  5. 串行口–TI/RI
  6. 定时器2–T2
位符号 意义
PS 串行口
PT1 定时器1
PT0 定时器0
PX1 外部1
PX0 外部0

TMOD:定时器工作方式寄存器

TMOD不能位寻址，所以必须用十六进制表示

位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T`` M1 M0 GATE C/T` M1 M0
定时器1 定时器0
位符号 意义
GATE 门控制器
C/T` 定时器与计数器选择
M1,M0 工作模式选择
M1 M0 工作方式 解释
0 0 0 13位定时器/计数器
0 1 1 16位
1 0 2 8位初值自动重装的定时器/计数器
1 1 3 仅用于T0，分为两个8位计数器,T1停止计数

TCON：定时器控制寄存器

位符号 意义
定时器/计数器
TF(0/1) 溢出标志位
TR(0/1) 运行控制位
外部中断
IE(0/1) 中断请求标志
IT(0/1) 触发方式选择位

THX,TLX计算方法

THX=(216 - 预定时间/机器周期) / 28
TLX=(216 - 预定时间/机器周期) % 28

定时器/计数器高级应用

一般的定时器工作方式为1：16位包含THX,TLX两个八位寄存器

方式0

TLX高三位没用
THX=(213 - 预定时间/机器周期) / 25
TLX=(213 - 预定时间/机器周期) % 25
对25取模因为第八位只用了5位

方式2
  • 8位初值自动重装
  • 当TLX溢出时，溢出位TFX=1，将THX值自动赋给TLX，此时THX装的是定值，全程作用是自动给TLX赋初值，用于高精度的定时
    也就是说代码中没有每次清中断时THX=?;TLX=?;的操作，单片机自动完成，减少这两行代码执行时候产生的时间误差。
  • 此时晶振频率选用12整数倍的，才不会产生机器误差，11.0592MHZ符合要求，实际中12MHZ记时效果更好
方式3

T1不计数，因为TH0占用了TF1；T0分为两个八位计数器。但此时T1仍然可以用于串口中断

52单片机特有的定时器2

位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2’ CP/RL2
意义 定时器2溢出标志位 定时器2外部标志 接收时钟标志 发送时钟标志 外部使能标志 定时器2启动/停止控制位 T2的定时器/计数器选择位 捕获/重装标志

3种工作模式

RCLK+TCLK CP/RL2 TR2 模式
0 0 1 16位自动重装
0 1 1 16位捕捉
1 X 1 波特率发生器
X X 0 关闭

计数功能的应用

数码管

单数码管

每根管对应一位，直接用十六进制表示

多数码管

先段选显示数字，再位选。
段选时候可以加锁存器防止闪烁，位选时候用38译码器选择八位，各个位之间不能同时亮，可以延时加交替实现。

按键

根据按键连接方式不同需单独处理

独立按键

  • 上拉电阻检测低电平平
  • 接GND，先发高电平，检测到低电平
    注意：
  1. 两次检测，消抖
  2. 加while()；，直到按键抬起时标记按下。

矩阵按键

16键的话，行列对应高低四位。

  1. 先发送0xf0当检测到不是该值时说明该行有被按下的。
  2. 再发送0x0f当检测到不是该值时说明该列有被按下的。
  3. 坐标确定。

串行口通信

OPENDEV对SPI,IIC,UART的讲解

工作方式

方式 波特率
0 晶振频率/12
1 2SMOD /32 * (T1溢出率）
2 2SMOD /64 * 晶振频率
3 2SMOD /32 * (T1溢出率）

其中方式1，3波特率可变。
SMOD属于电源管理寄存器PCON的首位，值为0时波特率正常 ，1时波特率为2倍。
由波特率计算初值类似于中断计算，不过选用T1且工作方式为2，八位计数。
溢出率为T1溢出一次用时间的倒数

通常用11.0592MHZ晶振为了计算出来初值为整数，减少传输丢失

SCON:串行口控制寄存器

可以位寻址

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
多机通信控制位 允许接收 方式2，3发送第9位 方式2，3接收第九位 发送中断标志位 接收中断标志位
SM0 SM1 方式 说明
0 0 0 同步移位寄存方式
0 1 1 10位异步收发（8位数据），波特率可变
1 0 2 11位（9位数据），波特率固定
1 1 3 11位（9位数据），波特率可变

单片机发送

  • 发送16位数字实际先顺序发送低8位，再发送高8位
  • 可直接while(TI==0)；代表发送一个8位字节结束再发送下一字节

单片机接收

  • 接收需要在中断中设置RI=0;因为接受完一个字节单片机自动置1，需要手动归0
  • 接收发送同时进行时，需设置标志位，保证接收发送不同时进行，不然死循环

高级应用

方式0

同步移位寄存方式，并不是同步串口通信方式，用于拓展并行输入输出口。
波特率固定为频率/12
此处可以结合74HC165，74HC595芯片进行IO口扩展（该扩展也可以直接while(1)里，只是为了更有时序性）
编码时，只需要设置SCON方式0，注意REN,RI,TI。（发送或就收一个字节后就会触发中断，此时TI或RI为1，中断标志成立）

方式2，3

最大不同就是数据位变为11位

I2C通信

传输过程

SCL:时钟线
SDA:数据线
正常情况下SCL高电平时读取SDA，低电平时SDA0，1数据变化

  1. 发送启动信号：SCL高，SDA出现下降沿
  2. 发送寻址信号：器件地址分为7位和10位，7位时：发送一个字节，高7位为从机地址，最后1位为方向。
0 1
主机对从机写 主机对从机读
  1. 接收设备发送应答信号：SCL高电平，接收设备将SDA拉低
  2. 传输数据，类似于发送地址，接收器接到1个字节也要发送应答信号
  3. 当主机变为接收方时，主机对最后一个字节不应答，告诉从机发送结束
  4. 当主机为发送方时，发送停止信号表示发送结束：SCL高,SDA上升沿。

51单片机模仿I2C总线

51没有硬件I2C总线控制单元，软件控制时需严格遵循时序图

IIC时序助记

SPI通信

参考链接

数模转换

参数指标

  1. 分辨率：数字信号位数决定
  2. 转换误差：一般小于最低位的一半
  3. 转换精度
  4. 转换时间

该单片机采用XPT2046芯片，用SPI传输
参考
对于该芯片，根据控制寄存器信息：
如果要检测转换电位器模拟信号，控制字命令寄存器值为0X94或者0XB4.
如果要检测转换热敏电阻模拟信号，控制字命令寄存器值为0XD4.
如果要检测转换光敏电阻模拟信号，控制字命令寄存器值为0XA4.
如果要检测转换AIN3通道上模拟信号，控制字命令寄存器值为0XE4.

ESP8266WIFI模块

非常不错的参考
另一篇博客单独介绍

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          编程也有2年了，刚开始不懂的什么都跟需求走，需求是怎样就用代码实现就行，也不管这个需求是否合理，是否为较好的用户体验。当然刚开始编程都会这样，但是如果有了2年以上的工作经验的程序员只知道一味写代码，而不在写的过程中思考一下这个需求是否合理，那么，我想这个程序员就只能一辈写敲敲代码了。       我的技术不是很好，但是就不代
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    android界面的操作就是很多个activity之间的切换,启动模式决定启动的activity的生命周期 ;   启动模式xml中配置     <activity android:name=".MainActivity" android:launchMode="standard&quo
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    JAX-WS SOAP Version 1.2 Part 0: Primer (Second Edition) SOAP Version 1.2 Part 1: Messaging Framework (Second Edition) SOAP Version 1.2 Part 2: Adjuncts (Second Edition)   Which style of WSDL
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    刚开始用java.util.Zip，发现不支持中文（网上有修改的方法，但比较麻烦） 后改用org.apache.tools.zip org.apache.tools.zip的使用网上有更简单的例子 下面的程序根据实际需求，实现了压缩指定目录下指定文件的方法 import java.io.BufferedReader; import java.io.BufferedWrit
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