2019-01-05 单片机基础知识

计算机基础知识及微处理器

• 概述

单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗
微计算机的数据存储: 本质都是二进制数

• 数制

十进制小数转换为其他进制: 乘法2（16）取整

0.1875转换为二进制数

• 有符号数的表示方法

单片机原理与结构

• 单片机基本结构

• 内部基本组成
  CPU、存储器、I/O接口、定时器/计数器、中断系统

CPU

累加器A: 又记作ACC，由8个触发器组成的寄存器，用于存放操作数/操作数结果
通用寄存器B: 由8个触发器组成；用于存放乘数 /积的高8位/余数
SP: 由8个触发器组成，能自动加1/减1；用于存放栈顶/栈底地址
程序计数器PC: 存放将要执行指令的内存地址，编址范围为0000H-FFFFH，16位计数器，能自动加1
DPTR: 由16个触发器组成的计数器；用于存放片内ROM/片外ROM/片外RAM的地址
PSW: 程序状态字寄存器，是一个八位寄存器

• PSW

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Cy	Ac	F0	RS1	RS0	Ov	-	P

• Cy（PSW.7）——进位标志位
  当运算结果产生进位时， Cy =1；
  当运算结果没有产生进位时， Cy =0
• AC（PSW.6）——辅助进位（或称半进位）标志
  当运算结果的D3向D4产生进位时， AC =1；
  当运算结果的D3向D4没有产生进位时， AC =0
• OV（PSW.2）——溢出标志位
  当运算结果产生溢出时， OV =1；
  当运算结果没有产生溢出时， OV =0
• P（PSW.0）——奇偶标志位
  当A中1的个数为奇数时， P =1；
  当A中1的个数为偶数时， P =0

存储器

• ROM（Read-only memory）被称为只读存储器

1. 用于存放程序
2. 具有非易失性：掉电后其内的信息依然存在
3. 8051内部有4K字节的程序存储器，地址范围0000H-0FFFH，1000H-0FFFFH在单片机外部

• RAM（Random-access memory）被称为随机读写存储器

1. 用于存放数据
2. 具有易失性：芯片掉电后，其内的信息消失
3. 8051内部有128字节的RAM单元，地址范围00H-7FH

片内RAM配置图

内部RAM区的划分

• 位寻址区是指 20H-2FH单元，共16个单元
• 位寻址区的每1位由程序直接单独访问，也可按字节访问
• 位寻址区的 16个单元（共计128位）的每1位都可用一个8位表示的位地址, 位地址范围为00H-7FH

SFR区

8051内部80H-0FFH为特殊功能寄存器区。单片机的I/O端口、计数器/定时器、串行通信口、累加器及其它控制寄存器均位于这个区域

堆栈

堆栈是在内RAM区专门开辟出来的按照“先进后出”原则进行数据存取的一块连续的存储区域

• 8位寄存器
• SP用来存放堆栈栈顶的地址

I/O接口

并口：4组 共32根口线

定时器/计数器

8031/8051内部有两个16位定时器/计数器T0、T1有三种工作方式，由TMOD来决定工作方式。当定时或计数计满溢出时会产生中断

• 中断
  CPU暂停原程序执行，转而执行中断服务程序过程
  8051共有五级中断，两个外部中断、两个定时器中断、串行中断，通过中断优先级控制器、中断允许控制器控制

• 单片机的引脚定义及功能

• PC=0000H 表示复位后程序的入口地址为0000H
• PSW=00H, 复位后单片机选择工作寄存器0组
• SP=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立

• 单片机的工作时序

CPU的时序是指CPU在执行指令过程中，CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的相互关系。时序是用定时单位来说明的

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