51单片机

 目录

一.简介

• 89c51

• 单片机工作基本时序

• 引脚

二、基本函数    

• 延时函数

• 循环左右移

三、锁存器

四、中断

五、定时/计数器

六、键盘

七、D/A&A/D

八、计算机通信

九、IIC总线

十、芯片使用心得

一、简介

stc89c52rc

stc:公司名

89：系列

c：cmos

52：内存2x4k

ps.引脚默认为高电平1

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

unsigned char 定义变量默认值为0

单片机工作基本时序

1.振荡周期（时钟周期）：指为单片机提供时钟脉冲信号的震荡源的周期，TX实验板上为11.0592MHZ。

2.状态周期：每个状态周期为时钟周期的2倍，是振荡周期经二分频后得到的。

3.机器周期：1个机器周期包含6个状态周期S1~S6，也就是12个时钟周期。在一个机器周期内，CPU可完成一个独立操作，约为1us。

4.指令周期：指CPU完成一条操作所需的全部时间。每条指令执行时间都是由一个或几个机器周期组成。

引脚

RST:高电平有效，持续两个机器周期，程序指针指向0地址，完成复位操作。

EA上划线：访问内外部存储器。当为H，访问内部存储器，当程序计数器超过存储限度时，访问外部程序；当为L，只访问外部程序。

ALE:正常工作时输出1/6时钟周期的方波，可用来检测是否正常工作。

P1、P2、P3口有上拉电阻，P0口没有上拉电阻。

 二、基本函数

延时函数

void delay500ms()
{
	uint x, y;
	for(x = 100;x>0;x--)
	{
		for(y = 600;y>0;y--)
		{
		}
	}
}

x,y参数需在keil调试中根据时间调整，设置中晶振频率（keil模拟）调为11.0295

                          

循环左移：_crol_（右移为_cror_)

#include
void tst_crol_()
{
    char a;

    a = 0xA5;         #10100101

    b = _crol_(a,3);  #00101101
}

三、锁存器

OE加上划线表示该芯片OE端为低电平时有效。

通过LE进行锁存数据。当LE为H是时，Q端随E端变化；当LE为L时，Q保持之前之前状态不在随D改变。

Q0表示维持之前状态。

Z为高阻态。

四、中断 

五个中断源：

中断请求标志：

TCON为定时器/计数器的控制寄存器：锁存外部中断请求标志（IE0），也保存触发控制方式（IT0）。

ps.字节地址能被8整除可以进行位寻址（8位1个字节）

中断优先级：

80c51有两个中断优先级，可实现二级中断嵌套

从上到下中断函数interrupt 0~4

中断允许寄存器：

中断响应条件：

①总中断打开（EA = 1）

②对应中断源的中断允许位为1

③中断源有中断请求（与触发控制方式搭配）

五、定时/计数器 

结构及原理：

实质是16位加1计数器，由低8位和高8位两个寄存器构成，经过一个机器周期加1，直到两个寄存器均为1时，再加1使两个寄存器回0且计数器溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定数/计数器中断允许时）。

ps.若晶振频率为12MHz,则一个机器周期为1μs

TMOD工作方式寄存器:

GATE = 0时，TR0或TR1为1就可启动定时/计数器工作；GATE = 1时，除上述条件还需要外部中断引脚为高电平才能工作

C/T = 0 为定时模式；C/T = 1为计数模式

M1M0可调工作方式（只讨论方式1：M1M0 = 01）

TCON（中断部分有图）：

TCON低八位控制外部中断，高八位控制定时/计数器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

TR1控制T1，TR0控制T0，为1时开始工作，0时停止工作

TF0、TF1由硬件自动控制不做解释

方式1：

TMOD由T0部分控制

初始值：

  TH0 = （65536-次数）%256

  TL0 = （65536-次数）/256

  最大计时约65ms。

定时/计数器应用条件：

①对TMOD赋值，以确定T0,T1的工作方式。

②计算初值，并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。

③两级中断都打开

④TR0或TR1置位

每50ms进入一次中断程序interrupt 1:

		\\T0方式一每次50ms
        TMOD = 0x01;  //设置T0工作方式
		TH0 = (65536-50000)/256;		
		TL0 = (65536-50000)%256;//初值
		EA = 1;//总中断
		ET0 = 1;//T0溢出中断
		TR0 = 1;//T0开始工作

        void exter0() interrupt 1
        {
	        TH0 = (65536-50000)/256;		
	        TL0 = (65536-50000)%256;
        }

六、键盘

键盘抖动：

抖动大约持续5ms，设置延迟10ms比较稳妥。

低电平即接地，高电平引脚与低电平引脚或与地相连时，高电平变低电平，即由1→0，用以检测按键是否按下。

七、D/A&A/D

①D/A 

原理：

从D7~D0依次接1，I01得到的电流值为(VREF/R)*(1/2+1/2^2……+1/2^8)，依此来将电压值转化为8位二进制数。

分辨率：

指最低位接1时，输出模拟量的变化（I01的变化量），上图8位则分辨率位VREF/2^8，通常VREF=5V，则分辨率为5/256=19.5mv。

②A/D 

原理（逐次逼近式）：

以VREF位参考，通过电压比较器使VIN与VREF逐位比较，从高位到低位逐个存放至寄存器，直到最低为存好时，控制逻辑EOC，寄存器数据输出。

分辨率：

只有超过分辨率的电压量才能使数码加1，具体定义与D/A分辨率类似。

八、计算机通信 

简介

并行通信：

串行通信：

串行通信基础：

异步通信

异步通信发送/接收设备有各自的始终，传输数据时尽量保持一致

单个字符（1帧）内位与位间隔时间固定，帧与帧间隔时间任意

同步通信

发送方对接收方时钟的完全控制，后文均为主要介绍异步通信

数据格式：

10位1帧，起始位低电平，停止位高电平，校验位进行错误校验。

串行通信传输方向：

调制与解调：

Ⅰ调制器（Modulator）:把数字信号转换成模拟信号

Ⅱ解调器（Demodulator）：把模拟信号转换成数字信号

由于通信是双向的，两者合并到一个装置，即为调制解调器（MODEM）

错误校验：

Ⅰ奇偶校验：奇校验时数据位与校验位所有的“1”加起来应为奇数，偶校验时数据位与校验位所有的“1”加起来应为偶数。

Ⅱ代码和校验：发送方将发送的多个字节数据相加，接收方将接收的多个字节相加，若两者相等，则无差错。

Ⅲ循环冗余校验：广泛用于同步通信。

传输速率（比特率）：每秒钟传输二进制代码的位数，单位：位/秒（bps）

串行通信接口标准：

①RS-232C:

数据终端设备（DTE）、数据通信设备（DCE）

RS-485:

ps.一般PC机不带RS485接口，故须RS-232C/RS-485转换器，如MAX485可进行此转换。

80C51串行口结构：

A=SBUF;(读数据)

SBUF=A;(发数据)

51单片机波特率由定时器1（T1）溢出率决定，故编程时只能用T1不能T0。

80C51串行口控制寄存器：

ps.此处只讨论方式1，fosc位晶振频率。

SM2：多机通信控制位，方式1为0。

REN：允许串行接收位，REN=1启动串行口接收数据，REN=0禁止接收。

TB8：在方式2、3中，是发送数据第九位，即校验位，方式0、1中均未用，设置为0。

RB8：在方式2、3中，是接收数据第九位，其他同TB8。

TI：发送中断标志位，方式1、2、3中，串行发送停止位开始，内部硬件使TI自动置1，即向CPU发送中断申请，在中断程序中，需手动输入程序清0，取消此中断申请。

ps.若ES=0，也会自动置1，只是不会进入中断。

RI：接收中断标志位，其他同TI。

SMOD：波特率倍增位，在方式1、2、3中，当SMOD=1时，波特率增加一倍。复位时，SMOD=0。

方式1：

波特率的计算：

串口通信应用步骤：

Ⅰ确定T1工作方式（编程TMOD寄存器）。

ps.计时器工作方式需为方式2，TH0满了后TH1自动将值赋给TH0。

Ⅱ计算T1初值，载入TH1、TL1。

ps.通过波特率计算初值。

Ⅲ启动T1（编程TCON中TR1位）

Ⅳ确定串行口控制（编程SCON寄存器）

Ⅴ串口工作在中断方式时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）

九、IIC总线

1.IIC总线组成及工作原理

①IIC总线概述：

主线空闲时均为高电平，当有任何一器件的SDA/SCL为低电平时，主线的SDA/SCL也变为低电平

SDA：数据线   SCL：时钟线

总线仲裁：主机发送地址与相应器件匹配，多主机系统中，可通过总线仲裁决定那个主机控制主线

②IIC总线数据传送：

Ⅰ有效性

只有时钟信号高电平是，才能读到数据

ps.当收到一个完整字节后开始中断则需先将时钟信号SCL调为低电平，调为待机状态，直到中断程序结束后再调为高电平继续传送。

Ⅱ起始终止信号

只有时钟信号高电平期间检测到数据信号变化才能开始/结束读所需数据

③数据传送格式

Ⅰ字节的传送与应答

应答由从机发给主机，若为非应答，则主机发送终止信号

起始信号由7位从机地址（从机地址分为固定部分和可编程部分，用以多个相同从机与主机相连）与第8位传送方向位（R/T）组成，当传送方向位为“0”时主机传送数据（T），当传送方向位为“1”时主机接收数据（R）

a、主机一直向从机发送数据

S：起始信号

A：应答

A上划线：非应答

P：终止信号

b、主机在发送起始信号后一直从从机接收信号

c、中间出现发送/接收信号转换

2.EEPROM--AT24C02

地址固定部位为1010，A0、A1、A2通过高低电平确定可编程部分3位编码

如：

读/写数据：

主机起始信号发送完后需再发送被写入器件存储的首地址

写：

读：

十、芯片使用心得

重点：

• 芯片的引脚作用
• 寄存器地址
• 读写时序