單片機學(xué)習知識點(diǎn)全攻略（一）

　　從上面的介紹中我們已經(jīng)看到，用來(lái)傳遞數據的八根線(xiàn)并不是專(zhuān)用的，而是很多器件大家共用的，所以我們稱(chēng)之為數據總線(xiàn)，總線(xiàn)英文名為BUS，總即公交車(chē)道，誰(shuí)者能走。而十六根地址線(xiàn)也是連在一起的，稱(chēng)之為地址總線(xiàn)。

　　半導體存儲器的分類(lèi)

　　按功能能分為只讀和隨機存取存儲器兩大類(lèi)。所謂只讀，從字面上理解就是只能從里面讀，不能寫(xiě)進(jìn)去，它類(lèi)似于我們的書(shū)本，發(fā)到我們手回之后，我們只能讀里面的內容，不能隨意更改書(shū)本上的內容。只讀存儲器的英文縮寫(xiě)為ROM（READ ONLY MEMORY）

　　所謂隨機存取存儲器，即隨時(shí)能改寫(xiě)，也能讀出里面的數據，它類(lèi)似于我們的黑板，我能隨時(shí)寫(xiě)東西上去，也能用黑板擦擦掉重寫(xiě)。隨機存儲器的英文縮寫(xiě)為RAM（READ RANDOM MEMORY）這兩種存儲器的英文縮寫(xiě)一定要記牢。

　　注意：所謂的只讀和隨機存取都是指在正常工作情況下而言，也就是在使用這塊存儲器的時(shí)候，而不是指制造這塊芯片的時(shí)候。不然，只讀存儲器中的數據是怎么來(lái)的呢？其實(shí)這個(gè)道理也很好理解，書(shū)本拿到我們手里是不能改了，能當它還是原材料——白紙的時(shí)候，當然能由印刷廠(chǎng)印上去了。

　　順便解釋一下其它幾個(gè)常見(jiàn)的概念。

　　PROM，稱(chēng)之為可編程存儲器。這就象我們的練習本，買(mǎi)來(lái)的時(shí)候是空白的，能寫(xiě)東西上去，可一旦寫(xiě)上去，就擦不掉了，所以它只能用寫(xiě)一次，要是寫(xiě)錯了，就報銷(xiāo)了。（現在已經(jīng)被淘汰）

　　EPROM，稱(chēng)之為紫外線(xiàn)擦除的可編程只讀存儲器。它里面的內容寫(xiě)上去之后，如果覺(jué)得不滿(mǎn)意，能用一種特殊的辦法去掉后重寫(xiě)，這就是用紫外線(xiàn)照射，紫外線(xiàn)就象“消字靈”，能把字去掉，然后再重寫(xiě)。當然消的次數多了，也就不靈光了，所以這種芯片能擦除的次數也是有限的——幾百次吧。（現在已經(jīng)被淘汰）

　　EEPROM，也叫 E2PROM稱(chēng)之為電可擦可編程只讀存儲器，它和EEPROM類(lèi)似，寫(xiě)上去的東西也能擦掉重寫(xiě)，但它要方便一些，不需要光照了，只要用電就能擦除或者重新改寫(xiě)數據，所以就方便許多，而且壽命也很長(cháng)（幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次不等）。

　　FLASH，稱(chēng)之為閃速存儲器，屬于EEPROM的改進(jìn)產(chǎn)品，它的最大特點(diǎn)是必須按塊（Block）擦除（每個(gè)區塊的大小不定，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品有不同的規格）， 而EEPROM則可以一次只擦除一個(gè)字節（Byte）。FLASH現在常用于大容量存儲，比如u盤(pán)

　　再次強調，這里的所有的寫(xiě)都不是指在正常工作條件下。不管是PROM還是EPROM，它們的寫(xiě)都要有特殊的條件，一般我們用一種稱(chēng)之為“編程器”的設備來(lái)做這項工作，一旦把它裝到它的工作位置，就不能隨便改寫(xiě)了。

　　4：第一個(gè)單片機小程序

　　上一次我們的程序實(shí)在是沒(méi)什么用，要燈亮還要重寫(xiě)一下片子，下面我們要讓燈持續地閃爍，這就有一定的實(shí)用價(jià)值了，比如能把它當成汽車(chē)上的一個(gè)信號燈用了。怎樣才能讓燈持續地閃爍呢？實(shí)際上就是要燈亮一段時(shí)間，再滅一段時(shí)間，也就是說(shuō)要P10持續地輸出高和低電平。怎樣實(shí)現這個(gè)要求呢？請考慮用下面的指令是否可行：

　　SETB P10

　　CLR P10 ……

　　這是不行的，有兩個(gè)問(wèn)題，第一，計算機執行指令的時(shí)間很快，執行完SETB P10后，燈是滅了，但在極短時(shí)間（微秒級）后，計算機又執行了CLR P10指令，燈又亮了，所以根本分辨不出燈曾滅過(guò)。第二，在執行完CLR P10后，不會(huì )再去執行SETB P10指令，所以以后再也沒(méi)有機會(huì )讓滅了。

　　為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，我們能做如下設想，第一，在執行完SETB P10后，延時(shí)一段時(shí)間（幾秒或零點(diǎn)幾秒）再執行第二條指令，就能分辨出燈曾滅過(guò)了。第二在執行完第二條指令后，讓計算機再去執行第一條指令，持續地在原地兜圈，我們稱(chēng)之為“循環(huán)”，這樣就能完成任務(wù)了。

　　以下先給出程序（后面括號中的數字是為了便于講解而寫(xiě)的，實(shí)際不用輸入）：

　??；主程序：

　　LOOP： SETB P10 　　　??；（１）

　　LCALL DELAY 　??；（２）

　　CLR P10 　　　??；（３）

　　LCALL DELAY 　??；（４）

　　AJMP LOOP 　　??；（５）

　??；以下子程序

　　DELAY： MOV R7，#250　??；（６）

　　D1： MOV R6，#250 　　??；（７）

　　D2： DJNZ R6，D2 　　??；（８）

　　DJNZ R7，D1 　　　??；（９）

　　RET 　　　　　　　??；（１０）

　　END 　　　　　　　??；（１１）

　　按上面的設想分析一下前面的五條指令。

　　第一條是讓燈滅，第二條應當是延時(shí)，第三條是讓燈亮，第四條和第二條一模一樣，也是延時(shí)，第五條應當是轉去執行第一條指令。第二和第四條實(shí)現的原理稍后談，先看第五條，LJMP是一條指令，意思是轉移，往什么地方轉移呢？后面跟的是LOOP，看一下，什么地方還有LOOP，對了，在第一條指令的前面有一個(gè)LOOP，所以很直觀(guān)地，我們能認識到，它要轉到第一條指令處。這個(gè)第一條指令前面的LOOP被稱(chēng)之為標號，它的用途就是給這一行起一個(gè)名字，便于使用。是否一定要給它起名叫LOOP呢？當然不是，起什么名字，完全由編程序的人決定，能稱(chēng)它為A，X等等，當然，這個(gè)時(shí)候，第五條指令LJMP后面的名字也得跟著(zhù)改了。

　　第二條和第四條指令的用途是延時(shí)，它是怎樣實(shí)現的呢？指令的形式是LCALL，這條指令稱(chēng)為調用子程序指令，看一下指令后面跟的是什么，DELAY，找一下DELAY，在第六條指令的前面，顯然，這也是一個(gè)標號。這條指令的作用是這樣的：當執行LCALL指令時(shí)，程序就轉到LCALL后面的標號所標定的程序處執行，如果在執行指令的過(guò)程中遇到RET指令，則程序就返回到LCALL指令的下面的一條指令繼續執行，從第六行開(kāi)始的指令中，能看到確實(shí)有RET指令。在執行第二條指令后，將轉去執行第６條指令，而在執行完６，７，８，９條指令后將遇到第１０條令：RET，執行該條指令后，程序將回來(lái)執行第三條指令，即將P10清零，使燈亮，然后又是第四條指令，執行第四條指令就是轉去執行第6，7，8，9，10條指令，然后回來(lái)執行第5條指令，第5條指令就是讓程序回到第1條開(kāi)始執行，如此周而復始，燈就在持續地亮、滅了。

　　在標號DELAY標志的這一行到RET這一行中的所有程序，這是一段延時(shí)程序，大概延時(shí)零點(diǎn)幾秒，至于具體的時(shí)間，以后我們再學(xué)習如何計算。 程序的最后一行是END，這不是一條指令，它只是告訴我們程序到此結束，它被稱(chēng)為“偽指令”。

　　單片機內部結構分析：為了知道延時(shí)程序是如何工作的，我們必需首先了解延時(shí)程序中出現的一些符號，就從R1開(kāi)始，R1被稱(chēng)之為工作寄存器。什么是工作寄存器呢？讓我們從現實(shí)生活中來(lái)找找答案。如果出一道數學(xué)題：123+567，讓你回答結果是多少，你會(huì )馬上答出是690，再看下面一道題：123+567+562，要讓你要上回答，就不這么不難了吧？我們會(huì )怎樣做呢？如果有張紙，就不難了，我們先算出123+567=690，把690寫(xiě)在紙上，然后再算690+562得到結果是1552。這其中1552是我們想要的結果，而690并非我們所要的結果，但是為了得到最終結果，我們又不得不先算出690，并記下來(lái)，這其實(shí)是一個(gè)中間結果，計算機中做運算和這個(gè)類(lèi)似，為了要得到最終結果，一般要做很多步的中間結果，這些中間結果要有個(gè)地方放才行，把它們放哪呢？放在前面提到過(guò)的ROM中能嗎？顯然不行，因為計算機要將結果寫(xiě)進(jìn)去，而ROM是不能寫(xiě)的，所以在單片機中另有一個(gè)區域稱(chēng)為RAM區（RAM是隨機存取存儲器的英文縮寫(xiě)），它能將數據寫(xiě)進(jìn)去?！√貏e地，在MCS-51單片機中，將RAM中分出一塊區域，稱(chēng)為工作寄存器區。

5：?jiǎn)纹瑱C延時(shí)程序分析

　　上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號R7、R6是代表了一個(gè)個(gè)的RAM單元，是用來(lái)放一些數據的，下面我們再來(lái)看一下其它符號的含義。

　　DELAY： MOV R7，#250　 ??；（６）

　　D1： MOV R6，#250 　??；（７）

　　D2： DJNZ R6，D2 　　??；（８）

　　DJNZ R7，D1　　??；（９）

　　RET 　　　　　　??；（１０）

　　〈單片機延時(shí)程序〉

　　MOV：這是一條指令，意思是傳遞數據。說(shuō)到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一本人的手上傳到另一本人的手上，也就是說(shuō)要有一個(gè)接受者，一個(gè)傳遞者和一樣東西。從指令MOV R7，#250中來(lái)分析，R7是一個(gè)接受者，250是被傳遞的數，傳遞者在這條指令中被省略了（注意：并不是每一條傳遞指令都會(huì )省的，事實(shí)上大部份數據傳遞指令都會(huì )有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數據250送到R7中去，因此執行完這條指令后，R7單元中的值就應當是250。在250前面有個(gè)#號，這又是什么意思呢？這個(gè)#就是用來(lái)說(shuō)明250就是一個(gè)被傳遞的東西本身，而不是傳遞者。那么MOV R6，#250是什么意思，應當不用分析了吧。

　　DJNZ：這是另一條指令，我們來(lái)看一下這條指令后面跟著(zhù)的兩個(gè)東西，一個(gè)是R6，一個(gè)是D2，R6我們當然已知是什么了，查一下D2是什么。D2在本行的前面，我們已學(xué)過(guò)，這稱(chēng)之為標號。標號的用途是什么呢？就是給本行起一個(gè)名字。DJNZ指令的執行過(guò)程是這樣的，它將其后面的第一個(gè)參數中的值減1，然后看一下，這個(gè)值是否等于0，如果等于0，就往下執行，如果不等于0，就轉移，轉到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉到第二個(gè)參數所指定的地方去（請大家用自已的話(huà)講一下這條語(yǔ)句是怎樣執行的）。本條指令的最終執行結果就是，在原地轉圈250次。

　　執行完了DJNZ R6，D2之后（也就是R6的值等于0之后），就會(huì )去執行下面一行，也就是DJNZ R7，D1，請大家自行分析一下這句話(huà)執行的結果。（轉去執行MOV R6，#250，同時(shí)R7中的值減1），最終DJNZ R6，D2這句話(huà)將被執行250*250=62500次，執行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時(shí)。

　　一個(gè)問(wèn)題：如果在R6中放入0，會(huì )有什么樣的結果。

　　二、時(shí)序分析：

　　前面我們介紹了延時(shí)程序，但這還不完善，因為，我們只知道DJNZ R6，D2這句話(huà)會(huì )被執行62500次，但是執行這么多次需要多長(cháng)時(shí)間呢？是否滿(mǎn)足我們的要求呢？我們還不知道，所以下面要來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

　　先提一個(gè)問(wèn)題：我們學(xué)校里什么是最重要的。（鈴聲）校長(cháng)能出差，老師能休息，但學(xué)校一日無(wú)鈴聲必定大亂。整個(gè)學(xué)校就是在鈴聲的統一指揮下，步調一致，統一協(xié)調地工作著(zhù)。這個(gè)鈴是按一定的時(shí)間安排來(lái)響的，我們能稱(chēng)之為“時(shí)序#0;#0;時(shí)間的次序”。一個(gè)由人組成的單位尚且要有一定的時(shí)序，計算機當然更要有嚴格的時(shí)序。事實(shí)上，計算機更象一個(gè)大鐘，什么時(shí)候分針動(dòng)，什么時(shí)候秒針動(dòng)，什么時(shí)候時(shí)針動(dòng)，都有嚴格的規定，一點(diǎn)也不能亂。計算機要完成的事更復雜，所以它的時(shí)序也更復雜。

　　我們已知，計算機工作時(shí)，是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執行，我們規定：計算機訪(fǎng)問(wèn)一次存儲器的時(shí)間，稱(chēng)之為一個(gè)機器周期。這是一個(gè)時(shí)間基準，好象我們人用“秒”作為我們的時(shí)間基準一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習慣，學(xué)下去我們就會(huì )知道用“秒”反而不習慣。

　　一個(gè)機器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。下面讓我們算一下一個(gè)機器周期是多長(cháng)時(shí)間吧。設一個(gè)單片機工作于12M晶體震蕩器，它的時(shí)鐘周期是1/12（微秒）。它的一個(gè)機器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（請計算一個(gè)工作于6M晶體震蕩器的單片機，它的機器周期是多少）。

　　MCS-51單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個(gè)機器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要2個(gè)機器周期，還有兩條指令要4個(gè)機器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的執行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時(shí)間要長(cháng)。為了恒量指令執行時(shí)間的長(cháng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執行一條指令的時(shí)間。INTEL對每一條指令都給出了它的指令周期數，這些數據，大部份不需要我們去記憶，但是有一些指令是需要記住的，如DJNZ指令是雙周期指令。

　　下面讓我們來(lái)計算剛才的延時(shí)。首先必須要知道晶體震蕩器的頻率，我們設所用晶體震蕩器為12M，則一個(gè)機器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執行一次要2個(gè)微秒。一共執行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。

　　練習：設計一個(gè)延時(shí)100毫秒的延時(shí)程序。

　　要點(diǎn)分析：1、一個(gè)單元中的數是否能超過(guò)255。2、如何分配兩個(gè)數。

　　三、復位電路

　　一、復位方式

　?、?復位條件

　　RST引腳保持2個(gè)機器周期以上的高電平。

　?、?復位電路