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使用单片机会出现哪些问题呢

时间:11-26 来源:互联网 点击:
刚接触到单片机的人往往会有个疑惑:既然人们已经有能力制造功能强大的计算机,为何还要生产些功能不强的计算机?其实,功能强弱并不是决定是否生产的决定因素,市场需要才是关键。比如,用来控制一台电箱的计算机显然没必要使用“奔腾”芯片的强大运算能力,只要进行非常简单的计算,作个比较,看一看温度是否在所控制区间之内,然后再做出相应的控制就行了。

单片机在人们的生活中、工农业生产设备中处处有应用,例如各定时装置、自动控制装置等。爱好者学习单片机应该注意观察事物,找到自己周围能够使用单片机的场合,从而将学到的知识应用到实际中去。例如,使用单片机技术改造传统的机电设备、在特定的场合使用单片机替代PLC等就有着广阔的应用前景;又如,使用单片机控制电扇、抽油烟机、空调等,从而制作出具有更强功能、能够通用的控制器,也是可以尝试的。

2.单片机是如何工作的?

单片机的工作过程就是一个不断“取指令-分析指令-执行指令”的过程。单片机的程序以一条一条指令的形式存放在程序存储器中,单片机开始工作后,就从程序存储器的特定位置开始取指令,然后由单片机内部的控制器对指令进行分析,根据指令要求,进行“取数、送数、算术运算、逻辑运算、跳转”等基本操作中的一种或几种,这些操作都在一个规定的周期中完成,执行完了以后,到下一个存储器单元中取指令,重复刚才的操作(当然,这些要执行的操作具体内容可能跟上一次不一样了),如此不断重复,直到断电为止。这里所说的“存储器特定位置”、“规定的周期”等与单片机的型号有关,下面以51系列单片机为例来说明。

在51系列单片机中有一个名为PC的寄存器(就是用来存数的一个容器),在单片机复位后,这个寄存器中的内容被置为0000H,单片机内部的控制器总是根据PC寄存器中的值去相应的程序存储器单元取指令,因此,开机后,将从0000H单元取第一条指令,分析执行,同时,PC值将作相应的调整,指向将要执行的下一条指令的位置,下一条指令的位置在哪里呢?对于51单片机来说,一条指令可能占用一个字节、二个字节或三个字节,如果第一条指令是单字节指令,取完第一条指令以后,PC的值就会变为0001H,因此,第一条指令执行完毕以后,将从0001H单元中取出第二条指令来执行,以此类推。如果程序是顺序执行的,PC的值将始终不断增加,如果程序中有跳转指令,该指令将影响PC中的值,使PC中的值指向将要执行的下一条指令所在地址单元。这种跳转既可能是正向的,例如由0000H跳转到0030H,也可能是反向的,即往回跳转,如由200H跳转到100H。正是由于指令可以影响到PC中的值,才使得程序可以实现“分支”、“循环”等各种功能。那么,执行一条指令的时间又是多少呢?对于51单片机来说,指令执行时间有三种可能,单周期、双周期和四周期,不管一条指令需要做多少工作,都必然在规定的时间内完成。

3.单片机程序的作用是什么?如何编写?如何写入单片机?

单片机程序的用途是让单片机“听话”,按人们所预定的设计完成一系列动作,最终实现一个特定的功能。

例如使用单片机控制流水灯,接通电源后,第一次灯亮,然后延时一段时间,第二次灯亮,然后延时一段时间,第三次灯亮……,延时一段时间后又回到第一次灯亮,如此循环不已。这里就有这样的一些问题:第一次亮几盏灯、延时多少时间、一个循环中设置多少次不同的灯亮的情况……,这些决定了流水灯的花样,流动的速度,而这些,单片机显然没有自我判断能力,必须依靠人们给它“布置”任务,而它则是按人们的设计依次执行。

要让单片机“听话”,就要用单片机能够听懂的语言发布命令,单片机能够听懂的语言称之为“指令”。任何一种型号单片机能够接受的指令都是有限的,51单片机的指令条数为111条,而PIC单片机的指令仅有35条。每一条指令完成一个最基本的动作,人们为了要完成一个特定的功能,就要将这些指令排列组合,成为一个指令序列,这就是程序。

指令的表示形式有两种:机器语言和汇编语言。以51为例,如果要让P1.0引脚变为低电平,用机器语言来表示就是 C2H 90H,将这两个数放进单片机的程序存储器中,单片机执行后,就可以让P1.0引脚变为低电平了;而要让P1.0引脚变为高电平,用机器语言来表示就是D2H,90H。至于为什么是这两个数字,大家没必要追究,这是设计这块芯片的设计工程师规定的,我们不能更改,只

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