单片机设计经验技巧精华集锦(六)
51单片机一个显著优点就是指令执行时间固定,因此可以适应时序要求严格的场合。例如符合ISO7816协议的cpu卡的读写,对时序要求比较严格。其实就是用io脚做出来的同步半双工串口。支持cpu卡的程序一般比较庞大,需要用c51来组织,但是由于c编译的不确定性,必须把底层程序封装成汇编语言模块嵌入到工程中。这就带来几个问题:如何声明函数、参数如何传递等。限于篇幅,不能说得很细。下面举例:
汇编程序单独保存一个文件,加入到工程中,函数如下:
_proc_a:
mov a, r7
inc a
mov r7, a
ret
用c语言在.h文件中声明: extern unsigned char proc_a(unsigned char val);
调用时形如: retvalue = proc_a(0x11);
说明:
a:汇编程序如果带参数,则需要在汇编程序前多加一个下划线。而声明它的地方不用加(伟福编译器这么要求的)。
b:函数的形参中第一参数用R7传递,函数返回值用R7返回,这是C51的通用规范。其他参数都有相应规定。函数可以返回一个位,用psw的c位返回。
c:上面的语句,执行顺序是把0x11给R7,然后跳转子程序,子程序将它加1后送回。
d:函数跳转到汇编程序时,本区的R0-R7,A,B,PSW,DPTR等寄存器可以供子程序使用,不必考虑调用后是否要恢复这些常规资源。上例中,A的值被函数使用了,编程者不必恢复调用前的值。
3:51单片机的P0口特殊之处
许多新手都碰到这个问题,其实很简单,这涉及到芯片的io脚是怎么做出来的。这对硬件工程师来说十分重要。TTL的io脚模型:
P1,P2,P3口都可以理解成左图,注意vcc下面有个电阻,因此可以理解成:引脚输出1的能力弱。地那边没有电阻,可以理解成引脚吸入电流能力强。而P0口,可以理解成右图。这就是集电极开路输出,也叫OC输出。可以看出,当CTR=1时,三极管导通,引脚被接地;当ctr=0时,三极管截止,引脚浮空,也叫三态。这个端口这么做的目的是考虑P0口肩负读写数据和地址复用,这个关系要仔细看懂cpu时序图。因此,P0口要加合适的上拉电阻,绝不要加下拉电阻。上拉电阻的选择要看外部负载情况。
4:P1-3口如何输入输出
从上节的左图可以看出。做输出时,ctr=1则输出强信号0,ctr=0则输出弱信号1。当io脚做输入时,应使ctr=0,这样三极管截止。外部信号如果是1,则上拉电阻加强了这个1,单片机就会读到1。当外部信号为0时,注意,必须将上拉电阻的上拉作用全部抵消,才能在引脚上得到0。
因此,对于程序来说,把io脚置1就处于接收状态,当然也是输出1状态。程序置io口为1,读取的信号是不是1就依靠外部电路了,如果外部电路没有“吃掉”上拉电阻的电流,则读取得到1,反之,虽然程序置io脚为1,但是读取得到的就是0。
因此,如果用io脚的高电平驱动外部电路时,要小心外部电路把这个1“吃掉”从而输出不了1。而作为输入时,为0电平的外设必须足够有能力将io脚拉低。所以,用io脚直接点亮led的时候,最好用反逻辑,就是输出0,让led亮。这样能保证驱动能力。就是io脚接led的负端,led的正端过电阻接vcc。
因此,io脚输出1时,外部电路将它强行接地是没有关系的,而io脚输出0的时候,外部电路强行接电源就会把io脚损坏。所以,程序加电之后,一般把所有io口都写成1:MOV P0,0FFH。
P3口引脚复用,必须引脚都处于输出1状态。例如,把RXD脚输出0,则它什么数据都读不进来了,笔者早期曾调试一整天才发现串口收不到数据是没有把RXD置1的原因,把时间都浪费在外围了,当时很是汗颜。
5:有关晶振
单片机的晶振在内部可以简化成一个反向器。当晶振输入脚XI刚过坎压、被认为是1的一瞬间,输出脚XO就输出0,这个0会带动晶振使XI电压下降,当降低到坎压被认为是0的一瞬间,输出脚XO就输出1。这样周而复始。
因此,用示波器观察正常工作的晶振输入脚XI时,得到的是一个不高不低的近似水平线。而XO则是幅值很大的正弦波。测量晶振输入脚XI时,示波器表笔要打在X10档上,否则,表笔就能把晶振弄停。
因此布线时,晶振输入脚XI要尽量靠近晶振,而XO脚可稍远。同时XO具有一定的驱动能力,某些芯片可以用它驱动其它时序电路(不推荐这么做,因为系统可靠性下降)。
写到这里,才发觉51单片机的问题太多了,这篇文字简直就是沧海一粟。以后再补充吧,另行成文。
四、单片机经验之谈
一、前言
很多单片机初学者在与我交流的时候总是的一句话是我现在是单片机初学者,我怎样才能更快的学好单片机,学习单片机有市场不,对于这个问题现在就我自己如何学单片机,如何入门,如何熟练,整个过程谈谈自己的想法。先说说单片机
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