单片机考试复习课件.ppt

1、单片机原理与应用复习资料Is老老老男人提供 感谢您的参考！1.机器周期：完成一个基本操作的时间单元，如取指周期、取数周期。2.时钟周期：一个CPU周期时间有包含若干个时钟周期（通常称为节拍脉冲或T周期，他是处理操作的最基本单位）。时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数的2倍，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/6 s），是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。显然，对同一种机型的计算机，时钟频

2、率越高，计算机的工作速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的 8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。一个机器周期包含六个状态周期（即时钟周期，用S表示）。一个状态周期有两个节拍（用P1、P2表示）。8051系列单片机的一个机器周期同6 个S周期（状态周期）组成。也就是说一个机器周期=6个状态周期（即时钟周期）=12个振荡周期。RST/VPD：为复位信号输入端。当RST端保持2个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，使单片机完成了复位操作。第二功能VPD为内部RAM的备用电源输入端。主电源一旦发生断电，降

3、到一定低电压值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电源，以保护片内RAM中的信息不丢失，使上电后能继续正常运行。ALE/PROG：ALE为地址锁存允许信号。在访问外部存储器时，ALE用来锁存P0扩展地址低8位的地址信号；在不访问外部存储器时，ALE也以时钟振荡频率的1/6的固定速率输出，因而它又可用作外部定时或其它需要。但是，在遇到访问外部数据存储器时，会丢失一个ALE脉冲。ALE能驱动8个LSTTL门输入。第2功能 PROG是内部ROM编程时的编程脉冲输入端。PSEN：外部程序存储器ROM的读选通信号。当访问外部ROM时，PSEN产生负脉冲作为外部ROM的选通信号；而在访问外部数据RAM或

4、片内ROM时，不会产生有效的PSEN信号。PSEN可驱动8个LSTTL门输入端。EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。对80C51而言，它们的片内有4KB的程序存储器，当EA为高电平时，CPU访问片内程序存储器有两种情况：第1种是，访问地址空间在04KB范围内，CPU访问片内程序存储器；第2种是，访问的地址超出4KB时，CPU将自动执行外部程序存储器的程序，即访问外部ROM。当EA接地时，只能访问外部ROM。第2种功能VPP为编程电源输入。1.HM6116有11条地址线（A0A10）、8条数据线（I/O1I/O8）、1条电源线、1条接地线GND和3条控制线片选信号CE、写允许信号WE和输出

5、允许信号OE（3条控制线低电平有效）。2.是一种存储芯片，用作存储数据A0到A12为13条地址信号输入线，说明芯片容量为2的13次方，即8KD0到D7为数据线，表示芯片的每个存储单元存放一个字节（8位二进制数）。对芯片读数时，作为输出线，对芯片编程时，作为输入线。CE为输入信号，低电平有效。（有称作片选信号）OE为输出允许信号，低电平有效PGM为编程脉冲输入端，当对芯片编程时，由此端加入编程脉冲信号；读取数据时PMG的值为1Vcc和Vpp都是接电源的，正常工作时是+5V。程序存储器程序存储器ROM：用于存放程序、常数和表格等。寻址范围寻址范围：由PC长度确定，PC为16位，则最大寻址范围片内、

6、片外合为64K（0000HFFFFH）。例1：启用8051内部4K ROM或者8751内部4K EPROM，则最多可以外扩指令一次性操作空间64K-4K=60K。片内ROM地址为0000H0FFFH。扩展的ROM的最大寻址范围为1000H0FFFFH。具体从片内转到片外由-EA状态控制，前面已述。例2：当8051、8751不使用片内ROM只使用片外ROM时，将-EA=0（-EA接GND）。此时片外ROM地址范围为0000H0FFFFH，即PC所有的值全部用于寻址扩展ROM。z片外M与控制信号的对应关系z-RD、-WR 片外RAM，-PSEN 片外ROMz-EA用于片内、外ROM的使用控制显示器

7、与接口：LED显示器的结构，有7、8、“米“字常见三种，现常采用8段，每段为一个发光二极管，如图所示：abdpabdpVcc共阳极g f a be d c dpcomcomagdf b e cdp共阴极当为共阴极时，a=b=dp=，当为共阳极时，a=b=dp=1。显示字符 共阴极段选码 共阴极段选码 0 3FH C0H 1 06H F9H 2 5BH A4H .7 07H F8H 8 7FH 80HD70 A0A1 8255CS WRRDRESET P0 MCS-51 ALE P2.7 WR EA RD RESET D81 Q81G 74LS373D70MA0MA1MA15 由图可知：8255

8、有3个8位I/O通道，分别为PA,PB,PC PAPBPC被分为二组进行控制,PA口与PC74合为A组,PB口与PC30合为B组。片内设有控制字寄存器。A1 A0可分别寻址PA,PB,PC口及CWR CWR只写不读，操作状态见P155表61（或P156续表第1行）引脚40P地线电源引脚位置不符合TTL规范，即 40脚不等于GND 外部引芯见P299第2行左数第1芯片 l 各通道说明 PA口：可编程（通过用程序改变控制字实现传递方式变化）实现8位输入、输出或双向传递。PB口：可编程实现8位输入、输出，但是不能实现双向传递。PC口：按高低4位分别控制方法，可用于输入、输出。PA、PB口作为选通口时

9、，PC口部分端子被作为PA、PB口的选通的信号（固化而失去I/O通道功能）。8255的控制字端口的地址是7FFFH。8255有三种工作方式：方式0，方式1，方式2.三种方式的控制字状态分别为：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CW 方式0 CW 方式1 CW 方式21 0 0 1 0 0 0 11 0 1 1 1/0 1 1 X1 1 X X X 1/0 1/0 1/0 串行口的工作方式:一帧发送的条件：a.TI=0;b.执行 MOV SBUF,A 启动发送时，串口自动插入起、停位，并在发送移位脉冲作用下，依次将数据从TXD端发出。8位数据发送完后，在停止位开始时，置TI=1，T

10、XD在新的数据未发送完之前保持1状态。TI=1的作用：a.当允许串行中断（EA=1，ES=1）作为中断申请信号，cpu响 应自动进入以0023H为首地址的中断服务程序。b.当不开中断（EA=0或ES=0）TI=1可作为查寻信息而得知一帧数据发送完。接收无效的条件接收无效的条件：a.RI一直为1（忘记复位）；b.8位数据接收完后未顺利收到停止位（在SM2=1时）；接收时钟接收时钟：a.接收移位脉冲频率=波特率 b.接收字符的检测脉冲频率=16倍波特率C51数据的存储类型:存储存储类型类型与与MCS51系列单片机存储空间系列单片机存储空间的对应关系的对应关系备备 注注data直接寻址片内数据存储区

11、，访问直接寻址片内数据存储区，访问速度快速度快低低128字节字节bdata可位寻址片内数据存储区，允许可位寻址片内数据存储区，允许位与字节混合访问位与字节混合访问片内片内20H2FH RAM空间空间idata间接寻址片内数据存储区，可访间接寻址片内数据存储区，可访问片内全部问片内全部RAM片内全部片内全部RAMpdata分页寻址片外数据存储区，每页分页寻址片外数据存储区，每页256字节字节由由MOVX Ri 访问访问xdata片外数据存储区，片外数据存储区，64KB空间空间由由MOVX DPTR 访问访问基于存储器的指针基于存储器的指针:基于存储器的指针以存储类型为参量，在编译时确定，基于存储

12、器的指针以存储类型为参量，在编译时确定，可以高效访问指针指向单元的内容。指针的长度为可以高效访问指针指向单元的内容。指针的长度为1 1个字个字节（节（idata idata*，data data*，pdata pdata*）或）或2 2个字节（个字节（code code*，xdata xdata*）。）。通用指针通用指针:在指针定义时未对指针指向的对象存储空间进行修饰在指针定义时未对指针指向的对象存储空间进行修饰说明的，编译器都使用说明的，编译器都使用3 3个字节的通用指针。通用指针可个字节的通用指针。通用指针可以访问存储空间的任何变量。通用指针只在编译和连接以访问存储空间的任何变量。通用指针

13、只在编译和连接/定位时才把存储空间代码和地址填入预留的定位时才把存储空间代码和地址填入预留的3 3个字节中个字节中.通用指针包括通用指针包括3 3个字节，其中个字节，其中1 1个字节为存储类型，另个字节为存储类型，另2 2个个字节为偏移地址。字节为偏移地址。通用指针的存储器类型编码通用指针的存储器类型编码5 54 43 32 21 1编码值编码值codecodedatadatapdatapdataxdataxdataidataidata存储器类型存储器类型 位变量条件转移指令：1.JB bit,rel;若（bit）=1则PC+3+rel-PC，若（bit）=0，则PC+3-PC2.JNB bi

14、t,rel;若（bit）=0则PC+3+rel-PC，若（bit）=0，则PC+3-PC3.JBC bit,rel;若（bit）=1则PC+3+rel-PC，且置（bit）=0，若（bit）=0，则PC+3-PC寻址方式：1.寄存器寻址。2.直接寻址。3.立即寻址。C51 位处理器 P20和P43 有关于位处理器以及位寻址的相关内容。一个专用寄存器的寻址位在指令中的表示方法：直接使用位寻址 使用位名称 单元地址与位数 点操作符方式 用户定义方式输入/输出（I/O口）：P0、P1、P2、P3 读操作时，为保证读入的1状态不丢失，读操作实施前必须先使端口输出1状态，此类端口称为准双向I/O口。P0

15、口（P0.0P0.7）：8位双向I/O口。访问扩展存储器作为A70/D70复用线(V控制=H)：A70由ALE同步提取到外部地址锁存器（常用的是74LS373）。P1口：（P1.0P1.7）是一个具有内部上拉电阻的8位双向的I/O口。每一个可驱动4个TTL负载.P2口：（P2.0P2.7）内部具有上拉电阻的8位准双向的I/O口。负载能力：4个LS TTL.P3口位信号分为串口、外部中断、定时计数器外部事件计数及扩展RAM读/写控制等四类信号。IIC总线的数据传输过程 IIC总线的数据传送格式是：在IIC总线开始信号后，送出的第一个字节数据用来选择从机地址，其中前7位为地址码；第8位为读写位(R

16、/W)，该位为“0”表示发送，即主机把信息发送到所选择的从机，该位为“1”表示主机读取从机读信息。IIC总线在传送数据过程中有四种类型信号：开始、停止和应答（ACK)和无应答（NACK）信号。ROM中特殊单元及其使用（ROM中存放的程序分为非中断服务与中断服务程序两类0000H单元单元：系统上电或复位（PC）=0000H，即单片机从该单元开始取指令执行程序。特别提醒特别提醒：0000H单元存放转移指令，转移目标为正式程序的首地址，与0000H直接相连有0001H，0002H两个单元，因为转移指令占23个字节。0003H（P107表表5-1）：-INT0中断服务程序入口地址。后续7个单元，主要用

17、于中断服务程序，其他程序也可使用。000BH：C/T0中断服务程序入口地址，其余同上。0013H：-INT1中断服务程序入口地址，其余同上。001BH：C/T1中断服务程序入口地址，其余同上。0023H：串行通信中断服务程序入口地址，其余同上。ROM 特殊单元：系统上电或复位后首条运行指令的首字节存储单元0000H及5个中断服务程序入口单元0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。结构特点：从0000H单元开始提供3个可连续使用的单元，因此第1条指令均设置为转移指令；5个中断源服务程序的入口各固定连续占8个单元。A/D转换器的主要技术指标 分辨率：表示输出数字量变化一个相邻数

18、码所需输入模拟电压的变化量，也叫做满刻度电压（最大值）与2n的比值，即每一刻度对于的电压量是V，n为位数。例，满刻度为5v，n8，则V（50）/（2n0）5/256 或(1/256)100%.量化误差：是由A/D的有限分辨率而引起的误差，或有限分辨率的A/D阶梯状转换特性曲线与无限分辨率的A/D转换特性曲线（直线）之间的最大偏差。偏移误差：输入信号为0时，输出信号不为0的值，又称为0值误差，主要由放大器或比较器的输入电压或电流引起，在A/D外部加一个电位器可以将偏移误差调至最小。如何将一个ROM存储器的首地址为0000H的连续16个单元的内容送入相连的RAM的以40H为首地址中去？汇编语言：O

19、RG 1000H MOV R0,#40H MOV DPTR,#0000H MOV R4,#16 JJ:MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R4,JJ RET LED 开关控制显示函数如下：#include#include#define unchar unsigned char#define CONT 0 x91#define ADDR8D XBYTE 0 x7FFF/定义8255A控制端口地址#define ADDR8B XBYTE 0 x7FFD /定义8255APB通道端口端口地址#define ADDR8A XBYTE 0 x7FFC/定义

20、8255APA通道端口地址 unchar iofunc(void)/8255A 输入输出控制函数 unchar mid；ADDR8D=CONT;/输出控制字 mid=ADDR8A;/读A口信息 ADDR8B=mid;/输出信息到B口 return mid；void main(void)unchar b；b=iofunc();/调用8255A 芯片控制程序SPI控制总线 SPI串行接口设备既可以工作在主机模式下，也可以工作在从机模式下。在系统主机与SPI从机之间进行通信时，命令和数据都以串行方式传送。且高位在前，低位在后。PI从机使用了2根数据线(MOSI、MISO)和2根控制线(SS、SCLK

21、)。控制线的作用为：S用来控制外围设备的选通(低电平有效)。如果一个SPI从机没有被选中，它的数据传输端MISO将处于高阻状态，从而与当前处于激活状态的隔离开。SCLK则用来为数据通信提供同步时钟。不论SPI从机是否处于选通状态，系统主机都会为所有的SPI从机提供SCLK信号。SPI总线时序 SPI串行扩展系统中作为主机的单片机在启动一次传送时便产生了8个时钟传送给接口芯片，作为同步时钟，控制数据的输入与输出。MSB D6 D5 D4 D3 D2 D1 LSBSSSCLKMOSI/MISO例3：图653中设6位显示器的显示缓冲器单元为内部RAM 79H7EH，分别存放6位显示器的显示数据。10

22、08图653用8155 I/O口的6位动态显示器接口8155+5VCOM0COM1COM2COM3COM4COM5共阴极共阴极显示器显示器PA5PA4PA3PA2PA1PA0PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7MCS5174LS0774LS06 （1）8155关于PA、PB、PC的设置要求：PA反码输出，PB原码输出，PC输入。（2）LED显示过程：主机设置6位显示缓冲区，及相应的字形码表；将显示缓冲区需显示单元中内容通过查字形码表转换为字形码；字形码由PB送LED段码总线，显示单元对应的位码经PA输出再反相驱动相应的LED位管显示，PA中1状态为有效驱动状态。3）键盘中的动作键识别原理：先使PA输出全1，经反相为全0，读入PC1和PC0，PC1PC0不全为1，说明有键按下，延时20ms再进行上述操作，仍不全为1，则确定为有键按下；依次分别将PA各位单独置1输出，当读入的PC1PC0为全1时说明动作键不再当前列，反之在该列；再判PC0=0？，是则说明动作键在当前列的0行，否则换行识别；将输入为0电平行的首键头序号加上所在列列号，即为被识别动作键的键号。