51单片机知识大汇总
时间：10-02
整理：3721RD
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1.取指译码执行模型：首先我们来看看单片机是如何工作的，我们拿电脑的主板来作为对比，我们买电脑时，总是追求处理器的主频。处理器的工作原理是从存储器上取出一条指令，然后对指令译码，译码完后执行。然后取下一条指令，译码，执行。它为什么能这么有序的工作?是因为它有一个工作时钟，在这个工作时钟的统一管理下，处理器有序的工作，这里的主频就是工作时钟的速度，当然，现在你可能也知道主频越高，取指译码速度越快，性能越好。那么你可能会问，这跟51单片机有什么关系，OK，切入正题，单片机的工作也是这个原理，从存储器上取指，译码，执行。但是单片机的存储器在哪?在单片机的内部，对于电脑来说，是把处理器，内存集中在一块主板上。而现在你应该很明确，对于单片机它就相当于一块电脑主板，把处理器，存储器集中到一块芯片内部。从这个宏观的角度看，所有的单片机是不是都是一个原理，服从于取指，译码，执行的基本模型。OK，继续……
2. 51单片机的外设：我们在学习单片机时，所做的第一个实验都是一样的，点灯。也许你已经学会了用单片机做出好看的花样灯，或者用单片机驱动数码管显示出数字或字母。或者可以检测按键了。不错，我们仔细想想这些是什么，无非，你就是控制那一排排引脚输出高低电平，我们称这些引脚叫I/O口，输入输出，按键是输入，点灯是输出。其实你以为你学了三样东西，其实，你只学了一样东西，I/O控制。所以这些内容并不是单片机的内容，我们称之为单片机的外设，现在你应该很明确了，所谓的LCD液晶，AD芯片什么的都是单片机的外设。但是我们为什么要学习这些单片机的外设呢?还是为了熟悉单片机，你驱动的芯片多了，自然对编程模型就熟悉了。其实，我们用单片机就是在驱动外设，然后你问那定时器，中断，串口通信又是什么?对于中断，现在单片机在做一件事，突然，我给个信号，现在出了一个意外，你赶快去做另一件事，做完另一件再回来，就是这样。对于定时器，我举个例子，现在对于一盏灯，我要他每天晚上六点打开，每天早上六点关闭，我们会怎么做?设定一个计时器，假设当前是晚上六点，现在我让I/O口输出高电平点灯，同时打开计时器，定12个小时，12个小时一到，给一个中断，去把I/O口取反，关灯，是不是这样控制的。所以中断，定时器只是为了更好的让单片机进行控制工作。现在你应该很熟悉了，单片机就是一款自动控制的芯片。注意，是芯片，你做的工作就是如何编程来是这款芯片工作，是这款芯片在规定的程序下干活……怎么让单片机干活呢?五个字，配置寄存器。
3.配置寄存器：学习51单片机，不管你是刚刚开始学，还是学习有一段时间了，你应该很熟悉的字眼，寄存器。我想说单片机的基本思想就是五个字：配置寄存器。单片机怎么工作，比如，你让I/O口输出高电平，怎么输出，在C语言里，你是通过P1=0xFF来实现的，为什么这么写，你去看看头文件reg51.h里的内容，它定义了一个寄存器为P1，然后你向这个寄存器里写入了8个1，于是输出高电平。你是通过配置寄存器的内容来控制I/O口的。我们再想一下，定时器你是怎么配置的，同样的原理，你是通过配置TMOD，TCON，TH,TL等若干个寄存器完成的吧，然后给单片机定了一个时间，当然，你说这些是简单的，还有复杂的呢?那我就再举个例子吧，只要是写单片机程序，你基本都是在配置寄存器，例如，STC系列的单片机带了PWM功能，你如何让单片机输出一个符合你要求的PWM信号呢，你绝对是通过给某个寄存器写入一个值，这个值控制频率。再给一个寄存器写入一个值，这个值控制占空比，然后通过哪个脚输出，你又是通过一个寄存器来控制的。所以整个过程都是控制寄存器。那么你说，51是这样的，其他的呢?stm32，高端的单片机，工作起来也是配置寄存器，STM32时钟信号的选择，是通过控制RCC，I/O的控制是通过控制GPIO，当然，它采用的方式是存储器统一编址，就是你定义某个寄存器不再是51的sfr和sbit，而是用指针直接访问地址的方式，比如访问某个寄存器，从器件手册上查找该寄存器的地址为0xXXXXXXXX，那么配置时使用*(long unsigned *)(0xXXXXXXXX)=0xFFFFFFFF的方式，本质不变。这样看来，那么msp430，PIC都是这样的，只是他们的寄存器不同，配置方式不同，写入的值不同而已。如果你真的懂了51单片机，真的懂了单片机配置寄存器的原理。你只要花两个小时看懂芯片手册，熟悉了开发环境，一天就能上手新的芯片……题外话就是，看arm等等芯片很高端，如果是裸机编程的话，那么跟也是配置寄存器，原理一样，当然加了操作系统就不同了，操作系统的框架就是重要的了。
4.关于通信协议：对于任何单片机来说，最为难的问题就是通信协议了，对于这个问题，我不想说的太多，毕竟不是在做通信原理，只是要说明的一点就是，“有通信就有协议，这是什么意思?就是说单片机在驱动任何芯片的时候，必须要服从这款芯片的的时序，比如先使能这个芯片，然后给出写信号或者读信号，然后芯片在发出响应信号，再对芯片进行操作。为什么要这样呢?首先，对于芯片来说，它有自己的操作方式，如果没有固定的方式，那就乱套了，其实联想到人身上也是这样的，中国人和美国人交流时，如果没有翻译，就需要打手势，这个手势双方都能懂，于是就能通信。芯片协议也是这样的，单片机和芯片都能理解，于是他们都能工作。还有一点就是像有些芯片带了SPI的协议，IIC的协议等等，如果它自带了，那么他协议已经设置好了，回归到本质，使用这个协议又是配置寄存器了。比如51单片机的串口协议，你是通过配置寄存器来设置波特率，校验位的吧……万变不离其宗……
2. 51单片机的外设：我们在学习单片机时，所做的第一个实验都是一样的，点灯。也许你已经学会了用单片机做出好看的花样灯，或者用单片机驱动数码管显示出数字或字母。或者可以检测按键了。不错，我们仔细想想这些是什么，无非，你就是控制那一排排引脚输出高低电平，我们称这些引脚叫I/O口，输入输出，按键是输入，点灯是输出。其实你以为你学了三样东西，其实，你只学了一样东西，I/O控制。所以这些内容并不是单片机的内容，我们称之为单片机的外设，现在你应该很明确了，所谓的LCD液晶，AD芯片什么的都是单片机的外设。但是我们为什么要学习这些单片机的外设呢?还是为了熟悉单片机，你驱动的芯片多了，自然对编程模型就熟悉了。其实，我们用单片机就是在驱动外设，然后你问那定时器，中断，串口通信又是什么?对于中断，现在单片机在做一件事，突然，我给个信号，现在出了一个意外，你赶快去做另一件事，做完另一件再回来，就是这样。对于定时器，我举个例子，现在对于一盏灯，我要他每天晚上六点打开，每天早上六点关闭，我们会怎么做?设定一个计时器，假设当前是晚上六点，现在我让I/O口输出高电平点灯，同时打开计时器，定12个小时，12个小时一到，给一个中断，去把I/O口取反，关灯，是不是这样控制的。所以中断，定时器只是为了更好的让单片机进行控制工作。现在你应该很熟悉了，单片机就是一款自动控制的芯片。注意，是芯片，你做的工作就是如何编程来是这款芯片工作，是这款芯片在规定的程序下干活……怎么让单片机干活呢?五个字，配置寄存器。
3.配置寄存器：学习51单片机，不管你是刚刚开始学，还是学习有一段时间了，你应该很熟悉的字眼，寄存器。我想说单片机的基本思想就是五个字：配置寄存器。单片机怎么工作，比如，你让I/O口输出高电平，怎么输出，在C语言里，你是通过P1=0xFF来实现的，为什么这么写，你去看看头文件reg51.h里的内容，它定义了一个寄存器为P1，然后你向这个寄存器里写入了8个1，于是输出高电平。你是通过配置寄存器的内容来控制I/O口的。我们再想一下，定时器你是怎么配置的，同样的原理，你是通过配置TMOD，TCON，TH,TL等若干个寄存器完成的吧，然后给单片机定了一个时间，当然，你说这些是简单的，还有复杂的呢?那我就再举个例子吧，只要是写单片机程序，你基本都是在配置寄存器，例如，STC系列的单片机带了PWM功能，你如何让单片机输出一个符合你要求的PWM信号呢，你绝对是通过给某个寄存器写入一个值，这个值控制频率。再给一个寄存器写入一个值，这个值控制占空比，然后通过哪个脚输出，你又是通过一个寄存器来控制的。所以整个过程都是控制寄存器。那么你说，51是这样的，其他的呢?stm32，高端的单片机，工作起来也是配置寄存器，STM32时钟信号的选择，是通过控制RCC，I/O的控制是通过控制GPIO，当然，它采用的方式是存储器统一编址，就是你定义某个寄存器不再是51的sfr和sbit，而是用指针直接访问地址的方式，比如访问某个寄存器，从器件手册上查找该寄存器的地址为0xXXXXXXXX，那么配置时使用*(long unsigned *)(0xXXXXXXXX)=0xFFFFFFFF的方式，本质不变。这样看来，那么msp430，PIC都是这样的，只是他们的寄存器不同，配置方式不同，写入的值不同而已。如果你真的懂了51单片机，真的懂了单片机配置寄存器的原理。你只要花两个小时看懂芯片手册，熟悉了开发环境，一天就能上手新的芯片……题外话就是，看arm等等芯片很高端，如果是裸机编程的话，那么跟也是配置寄存器，原理一样，当然加了操作系统就不同了，操作系统的框架就是重要的了。
4.关于通信协议：对于任何单片机来说，最为难的问题就是通信协议了，对于这个问题，我不想说的太多，毕竟不是在做通信原理，只是要说明的一点就是，“有通信就有协议，这是什么意思?就是说单片机在驱动任何芯片的时候，必须要服从这款芯片的的时序，比如先使能这个芯片，然后给出写信号或者读信号，然后芯片在发出响应信号，再对芯片进行操作。为什么要这样呢?首先，对于芯片来说，它有自己的操作方式，如果没有固定的方式，那就乱套了，其实联想到人身上也是这样的，中国人和美国人交流时，如果没有翻译，就需要打手势，这个手势双方都能懂，于是就能通信。芯片协议也是这样的，单片机和芯片都能理解，于是他们都能工作。还有一点就是像有些芯片带了SPI的协议，IIC的协议等等，如果它自带了，那么他协议已经设置好了，回归到本质，使用这个协议又是配置寄存器了。比如51单片机的串口协议，你是通过配置寄存器来设置波特率，校验位的吧……万变不离其宗……