单片机原理简介

随着大规模集成电路的出现和发展，将计算机的cpu 、ram 、 rom 、定时/数器和多种i/o接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，直译为单片机。

一、单片机的特点：

1 、具有优异的性能价格比；
2 、集成度高、体积小、可靠性高；
3 、控制功能强；
4 、低电压、低功耗 。

二、单片机的应用：

1 、在智能仪器仪表中的应用：在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。

2 、在机电一体化中的应用：机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本，具有智能化特征的电子产品。

3 、在实时过程控制中的应用：用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。

4 、在人类生活中的应用：目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。

5 、在其它方面的应用：单片机除以上各方面的应用，它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。

三、单片机的基本组成：

它由 cpu 、存储器（包括 ram 和 rom ）、 i/o 接口、定时 / 计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。

输入 / 输出引脚 p0 、 p1 、 p2 、 p3 的功能 ：p0.0~p0 。 7 ： p0 口是一个 8 位漏极开路型双向 i/o 端口。在访问片外存储器时，它分时作低 8 位地址和 8 位双向数据总线用。在eprom 编程时，由 p0 输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时，要求外接上拉电阻。 p0 能以吸收电流的方式驱动8个lsttl 负载。

p1. 0 ~p1. 7 （ 1~8 脚）： p1 是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口。在 eprom 编程和验证程序时，由它输入低 8 位地址。 p1 能驱动 4 个 lsttl 负载。

在 8032/8052 中， p1. 0 还相当于专用功能端 t2 ，即定时器的计数触发输入端； p1. 1 还相当于专用功能端t2ex ，即定时器 t2 的外部控制端。p2.0~p2.7 （ 21~28 脚）： p2 也是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 i/o 口。在访问外部存储器时，由它输出高 8 位地址。在对 eprom 编程和程序验证时，由它输入高 8 位地址。 p2 可以驱动 4 个 lsttl 负载。p3. 0 ~p3. 7 （ 10~17 脚）： p3 也是一上带内部上拉电阻的双向 i/o 口。在 mcs-51 中，这 8 个引脚还用于专门的第二功能。 p3 能驱动 4 个 lsttl 负载。

p3. 0 rxd （串行口输入）
p3. 1 txd （串行口输出）
p3. 2 int0 （外部中断 0 输入）
p3. 3 int1 （外部中断 1 输入）
p3. 4 t0 （定时器 0 的外部输入）
p3. 5 t1 （定时器 1 的外部输入）
p3. 6 wr （片外数据存储器写选通）
p3. 7 rd （片外数据存储器读选通）

四、mcs-51 的寻址方式：
1 、立即寻址 如： mov a ， #40h
2 、直接寻址 如： mov a ， 3ah
3 、寄存器寻址 如： mov a ， rn
4 、寄存器间接寻址 如： mov a ， @rn
5 、基址加变址寻址 如： movc a ， @a+dptr
6 、相对寻址 如： sjmp 08h
7 、位寻址 mov 20h ， c

五、指令：
mov ： 片内 ram 传送
movx ： 片外 ram 传送
movc ： rom 传送
xch ： 交换（和 a 交换）
swap ： a 内半字节交换
add ：不带进位加
addc ：带进位加
subb ：带进位减
inc ：加 1
dec ：减 1
mul ：乘法
div ：除法
daa ：调整

六、计数初值的计算

定时或计数方式下计数初值如何确定，定时器选择不同的工作方式，不同的操作模式其计数值均不相同。若设最大计数值为 m ，各操作模式下的 m 值为：

模式 0 ： m=2 13 =8192
模式 1 ： m=2 16 =65536
模式 2 ： m=2 8 =256
模式 3 ： m=256 ，定时器 t0 分成 2 个独立的 8 位计数器，所以 th0 、 tl0 的 m 均为 256 。

因为 mcs-51 的两个定时器均为加 1 计数器，当初到最大值（ 00h 或 0000h ）时产生溢出，将 tf 位置 1 ，可发出溢出中断，因此计数器初值 x 的计算式为： x=m- 计数值式中的 m 由操作模式确定，不同的操作模式计数器的长不相同，故m值也不相同。而式中的计数值与定时器的工作方式有关。

1 、计数工作方式时

计数工作方式时，计数脉冲由外部引入，是对外部冲进行计数，因此计数值根据要求确定。其计数初值： x=m- 计数值

例如：某工序要求对外部脉冲信号计 100 次， x=m-100

2 、定时工作方式时

定时工作方式时，因为计数脉冲由内部供给，是对机器周期进行计数，故计数脉冲频率为 f cont =f osc × 1/12 、计数周期 t=1/f cont