初识单片机

哈尔滨理工大学软件工程专业08-7李万鹏原创作品，转载请标明出处

http://blog.csdn.net/woshixingaaa/archive/2010/09/17/5891810.aspx

他的前身是单片板，将CPU芯片，存储器芯片，I/O接口芯片，和简单的I/O设备（小键盘，LED显示器）等装配在一片印制电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单片机是在一片集成电路芯片上集成微处理器，存储器，I/O接口电路，从而形成了单芯片微型计算机，即单片机。MCS-51是英特尔公司推出的，CPU主频在1MHZ~20MHZ。MSP430是TI公司的，ATMEL公司的单片机与MSC-51最接近，我国大陆宏晶公司推出兼容51的STC系列。与经典MCS-51兼容的51单片机有51系列和5X系列（52，55，58，516等）。

单片机构成的四要素:CPU，ROM，RAM，片上外设（IO口等）。

片上外设:UART，ADC，DAC，增强型定时器，SPI，IIC，USB控制器，LCD控制器等。

单片机的工作过程：取指->执行。

ROM：指令存储器，固化有一条一条的指令，单片机复位后CPU从0地址按顺序取出指令并执行。

RAM：数据存储器，其中一部分映射到IO口与片上外设，称之为寄存器。

二大类指令：控制ROM的指令与控制RAM的指令。

时钟:

单片机工作的基本时序：

振荡周期：也称时钟周期，是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。

状态周期：每个状态周期是时钟周期的二倍，是振荡周期二分频得到的。

机器周期：一个机器周期包括6个状态周期也就是12个时钟周期。

指令周期：他指CPU完成一个操作所需要的全部时间。

51单片机引脚图:

MCS-51系列单片机均采用40Pin封装的双列直插的DIP结构，40个引脚中，正电源和地线两根，外置振荡器的时钟线两根，4组8位共32个IO口，中端口线与P3口线复用。现在对这些引脚的功能加以说明:

• Pin20:接地线
• Pin40:正电源脚，正常工作或对片内ROM烧写程序时，接+5V电源。
• Pin19:时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端
• Pin18:时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端
• Pin31:EA/Vpp程序寄存器的内外部选通线，51单片机为例，内置有4KB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4KB时，读取内部存储器指令数据，而超过4KB地址则读取外部指令数据。如果EA为低电平，则不管地址大小，一律读取外部程序存储器指令。最高可达64KBROM,如果不想使用51的片内ROMN就将EA接低。现在一般用片内FLASH ROM，可达64KB，片外ROM很少使用。
• Pin19:RESET复位信号复用脚:

当8051通电，时钟信号开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位，初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其他专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0~R7）的状态。

复位的过程:刚开始电容内无电荷，VCC有电后，电流给电容充电，电流流向RESET，产生复位，当电容充满后，产生阻隔作用，阻隔了VCC，RESET与一个下拉电阻相连，变为低电平。如果想复位，可以按下按键，使短接，RESET引脚再次产生高电平。

C-51的数据类型扩充定义：

• sfr:特殊功能寄存器声明
• sfr16:sfr的十六位数据声明
• sbit:特殊功能位声明
• bit:位变量声明

C-51包含的头文件通常有：

reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h

常用的有：

reg51.h reg52.h math.h

中断服务程序：

函数名（）interrupt n

{ }

I/O口定义：

#include <absacc.h>

#define prot xbyte[0x1000]

定义单片机电平为TTL电平：

高+5v 低0v

RS232电平：

高-12v 低+12v

所以单片机与计算机通信时需要加电平转换芯片max232

AT89S52

AT：公司

8：表示该芯片为8051内核芯片

9：表示内部含EEPROM存储器

S：表示该芯片还有可串行下载的flash芯片，即具有ISP在线编程能力

5：是固定的

2：表示该芯片内部代码存储空间大小为8K

PQFP：塑料方块平面封装

1. 无论单片机对外界进行何种控制，或接受外部的控制，都是通过I/O进行的。51单片机总共有P0，P1，P2，P3四个双向输入输出端口，每个端口都有锁存器，输入缓冲器，输出驱动器。共占32根引脚，其中P0和P2通常用于对外部存储器的访问。P2作为高8位地址线，P0分时作为低八位地址线和数据线。

HEX和BIN文件是我们经常用到的两种文件格式，它们的区别：

1.HEX包括地址信息,而BIN只包括了数据本身,在烧写或下载hex文件的时候，一般都不需要用户指定地址，因为hex文件内容的信息已经包含了地址，而烧写BIN文件的时候，用户一定要指定地址信息的。

2.BIN文件格式

对二进制文件而言，其没有”格式”,文件只是包括了纯粹的二进制数据。

3.HEX文件格式

HEX文件都是由记录组成的，在HEX文件里面，每行代表一个记录。

置1 ：P0 |= （1<<n）；

置0：P0 &= ~（1<<n）；

取反：P0 ^= (1<<n)；