01 單片機介紹
阿新 • • 發佈：2017-12-07
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單片機：
- 將微處理器、存儲器、I/O接口等集成到一片集成電路芯片上，構成單芯片微型處理器，即單片機。
MCS-51系列單片機（控制功能較強的布爾處理器）
- 8位CPU——由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統和部分外部特殊功能寄存器；
- 4K字節ROM——只讀存儲器（掉電不丟失），一般用來存儲程序、原始數據和表格等；
- 128字節RAM——隨機存儲器（掉電丟失），用以存儲可以讀寫的數據，如變量參數等等；
- 4個8位並口I/O——既可用作輸入，也可以用作輸出；
- 1個全雙工串行I/O口UART——（通用異步接收發送器）用於實現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；
- 2個16位定時/計數器T/C——既可以工作在定時模式，也可以工作在計數模式；
- 5個中斷源的中斷控制系統
- 片內振蕩器和時鐘產生電路——石英晶體和微調電容需要外接，最高震蕩頻率取決於單片機型號以及性能；
- 尋址範圍64K
電平特性
- 數字電路只有兩種電平：高電平和低電平
- 高電平：5V或3.3V，取決於單片機電源
- 低電平：0V
- RS232電平：計算機串口的電平
- 高電平：-12V
- 低電平：+12V
- 在單片機與電腦進行通訊的時候，必須通過各種元器件將單片機的電平轉換為計算機可以識別的電平。
十六進制
- 十六進制的基數是F，進位規則是“逢十六進一”
二進制邏輯運算
80C51的引腳封裝
總線（BUS）：
- 總線是計算機各部件之間傳送信息的公共通道。微機中有內部總線和外部總線兩類。內部總線是CPU內部之間的連線，外部總線是CPU和其他部件之間的連線。外部總線有三種：數據總線DB（data bus）、地址總線AB（address bus）和控制總線CB（control bus）。
單片機工作的基本時序
- 1）振蕩周期：也稱時鐘周期，是指為單片機提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期，開發板上為12MHZ；
- 2）狀態周期：每個狀態周期為時鐘周期的2倍，是振蕩周期經2分頻後得到的；
- 3）機器周期：一個機器周期包含6個狀態周期S1~S6，也就是12個時鐘周期。在一個機器周期內，CPU可以完成一個獨立的操作；
- 4）指令周期：CPU完成一條操作所需要的全部時間。每條指令執行時間都是由一個或幾個機器周期組成。MCS-51系統中，有單、雙，四周期指令；
註：T機=12T時
IO口的結構
上拉電阻：將不確定的信號通過一個電阻鉗位在高電平，電阻同時起限流作用。下拉同理，也是將不確定的信號通過一個電阻鉗位在低電平。
- OC門要輸出高電平，外部必須加上拉電阻
- 加大普通IO口的驅動能力
- 起到限流的作用
- 抵抗電磁幹擾
註：開漏輸出——開漏輸出就是不輸出電壓，低電平時接地，高電平時不接地。如果外接上拉電阻，則在輸出高電平時電壓會拉到上拉電阻的電源電壓。這種方式適合在連接的外設電壓比單片機電壓低的時候。輸出端相當於三極管的集電極，要得到高電平狀態需要上拉電阻才行。適合於做電流型的驅動,其吸收電流的能力相對強(一般20ma以內)。
強推挽輸出——可以輸出高、低電平,連接數字器件;推挽結構一般是指兩個三極管分別受兩互補信號的控制,總是在一個三極管導通的時候另一個截止。
上下拉電阻的選取原則
- 從降低功耗方面考慮，應該足夠大，因為電阻越大，電流越小。
- 從確保足夠的引腳驅動能力考慮應該足夠小，電阻越小，電流才能越大。
- 開漏輸出時，過大的上拉電阻會導致信號上升沿變緩。
註：上升沿，數字電路中，數字電平從低電平（“0”）變為高電平（“1”）的那一瞬間（時刻）叫作上升沿。
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