51單片機知識大匯總看你了解有多少

基于51單片機的函數信號發(fā)生器利用單片機AT89C52 采用程序設計方法產(chǎn)生鋸齒波、三 角波、正弦波、方波四種波形，再通過(guò)D/A 轉換器DAC0832 將數字信號轉換成模擬信號，濾波放大，最終由示波器顯示出來(lái)，能產(chǎn)生 10Hz—10kHz 的波形。下面就對51單片機進(jìn)行詳細論述。

1.取指譯碼執行模型：首先我們來(lái)看看單片機是如何工作的，我們拿電腦的主板來(lái)作為對比，我們買(mǎi)電腦時(shí)，總是追求處理器的主頻。處理器的工作原理是從存儲器上取出一條指令，然后對指令譯碼，譯碼完后執行。然后取下一條指令，譯碼，執行。它為什么能這么有序的工作?是因為它有一個(gè)工作時(shí)鐘，在這個(gè)工作時(shí)鐘的統一管理下，處理器有序的工作，這里的主頻就是工作時(shí)鐘的速度，當然，現在你可能也知道主頻越高，取指譯碼速度越快，性能越好。那么你可能會(huì )問(wèn)，這跟51單片機有什么關(guān)系，OK，切入正題，單片機的工作也是這個(gè)原理，從存儲器上取指，譯碼，執行。但是單片機的存儲器在哪？在單片機的內部，對于電腦來(lái)說(shuō)，是把處理器，內存集中在一塊主板上。而現在你應該很明確，對于單片機它就相當于一塊電腦主板，把處理器，存儲器集中到一塊芯片內部。從這個(gè)宏觀(guān)的角度看，所有的單片機是不是都是一個(gè)原理，服從于取指，譯碼，執行的基本模型。OK，繼續……

2. 51單片機的外設：我們在學(xué)習單片機時(shí)，所做的第一個(gè)實(shí)驗都是一樣的，點(diǎn)燈。也許你已經(jīng)學(xué)會(huì )了用單片機做出好看的花樣燈，或者用單片機驅動(dòng)數碼管顯示出數字或字母?；蛘呖梢詸z測按鍵了。不錯，我們仔細想想這些是什么，無(wú)非，你就是控制那一排排引腳輸出高低電平，我們稱(chēng)這些引腳叫I/O口，輸入輸出，按鍵是輸入，點(diǎn)燈是輸出。其實(shí)你以為你學(xué)了三樣東西，其實(shí)，你只學(xué)了一樣東西，I/O控制。所以這些內容并不是單片機的內容，我們稱(chēng)之為單片機的外設，現在你應該很明確了，所謂的LCD液晶，AD芯片什么的都是單片機的外設。但是我們?yōu)槭裁匆獙W(xué)習這些單片機的外設呢？還是為了熟悉單片機，你驅動(dòng)的芯片多了，自然對編程模型就熟悉了。其實(shí)，我們用單片機就是在驅動(dòng)外設，然后你問(wèn)那定時(shí)器，中斷，串口通信又是什么？對于中斷，現在單片機在做一件事，突然，我給個(gè)信號，現在出了一個(gè)意外，你趕快去做另一件事，做完另一件再回來(lái)，就是這樣。對于定時(shí)器，我舉個(gè)例子，現在對于一盞燈，我要他每天晚上六點(diǎn)打開(kāi)，每天早上六點(diǎn)關(guān)閉，我們會(huì )怎么做?設定一個(gè)計時(shí)器，假設當前是晚上六點(diǎn)，現在我讓I/O口輸出高電平點(diǎn)燈，同時(shí)打開(kāi)計時(shí)器，定12個(gè)小時(shí)，12個(gè)小時(shí)一到，給一個(gè)中斷，去把I/O口取反，關(guān)燈，是不是這樣控制的。所以中斷，定時(shí)器只是為了更好的讓單片機進(jìn)行控制工作?，F在你應該很熟悉了，單片機就是一款自動(dòng)控制的芯片。注意，是芯片，你做的工作就是如何編程來(lái)是這款芯片工作，是這款芯片在規定的程序下干活……怎么讓單片機干活呢?五個(gè)字，配置寄存器。3.配置寄存器：學(xué)習51單片機，不管你是剛剛開(kāi)始學(xué)，還是學(xué)習有一段時(shí)間了，你應該很熟悉的字眼，寄存器。我想說(shuō)單片機的基本思想就是五個(gè)字：配置寄存器。單片機怎么工作，比如，你讓I/O口輸出高電平，怎么輸出，在C語(yǔ)言里，你是通過(guò)P1=0xFF來(lái)實(shí)現的，為什么這么寫(xiě)，你去看看頭文件reg51.h里的內容，它定義了一個(gè)寄存器為P1，然后你向這個(gè)寄存器里寫(xiě)入了8個(gè)1，于是輸出高電平。你是通過(guò)配置寄存器的內容來(lái)控制I/O口的。我們再想一下，定時(shí)器你是怎么配置的，同樣的原理，你是通過(guò)配置TMOD，TCON，TH,TL等若干個(gè)寄存器完成的吧，然后給單片機定了一個(gè)時(shí)間，當然，你說(shuō)這些是簡(jiǎn)單的，還有復雜的呢?那我就再舉個(gè)例子吧，只要是寫(xiě)單片機程序，你基本都是在配置寄存器，例如，STC系列的單片機帶了PWM功能，你如何讓單片機輸出一個(gè)符合你要求的PWM信號呢，你絕對是通過(guò)給某個(gè)寄存器寫(xiě)入一個(gè)值，這個(gè)值控制頻率。再給一個(gè)寄存器寫(xiě)入一個(gè)值，這個(gè)值控制占空比，然后通過(guò)哪個(gè)腳輸出，你又是通過(guò)一個(gè)寄存器來(lái)控制的。所以整個(gè)過(guò)程都是控制寄存器。那么你說(shuō)，51是這樣的，其他的呢？stm32，高端的單片機，工作起來(lái)也是配置寄存器，STM32時(shí)鐘信號的選擇，是通過(guò)控制RCC，I/O的控制是通過(guò)控制GPIO，當然，它采用的方式是存儲器統一編址，就是你定義某個(gè)寄存器不再是51的sfr和sbit，而是用指針直接訪(fǎng)問(wèn)地址的方式，比如訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)寄存器，從器件手冊上查找該寄存器的地址為0xXXXXXXXX，那么配置時(shí)使用*(long unsigned *)(0xXXXXXXXX)=0xFFFFFFFF的方式，本質(zhì)不變。這樣看來(lái)，那么msp430，PIC都是這樣的，只是他們的寄存器不同，配置方式不同，寫(xiě)入的值不同而已。如果你真的懂了51單片機，真的懂了單片機配置寄存器的原理。你只要花兩個(gè)小時(shí)看懂芯片手冊，熟悉了開(kāi)發(fā)環(huán)境，一天就能上手新的芯片……題外話(huà)就是，看arm等等芯片很高端，如果是裸機編程的話(huà)，那么跟也是配置寄存器，原理一樣，當然加了操作系統就不同了，操作系統的框架就是重要的了。

4.關(guān)于通信協(xié)議：對于任何單片機來(lái)說(shuō)，最為難的問(wèn)題就是通信協(xié)議了，對于這個(gè)問(wèn)題，我不想說(shuō)的太多，畢竟不是在做通信原理，只是要說(shuō)明的一點(diǎn)就是，“有通信就有協(xié)議，這是什么意思?就是說(shuō)單片機在驅動(dòng)任何芯片的時(shí)候，必須要服從這款芯片的的時(shí)序，比如先使能這個(gè)芯片，然后給出寫(xiě)信號或者讀信號，然后芯片在發(fā)出響應信號，再對芯片進(jìn)行操作。為什么要這樣呢?首先，對于芯片來(lái)說(shuō)，它有自己的操作方式，如果沒(méi)有固定的方式，那就亂套了，其實(shí)聯(lián)想到人身上也是這樣的，中國人和美國人交流時(shí)，如果沒(méi)有翻譯，就需要打手勢，這個(gè)手勢雙方都能懂，于是就能通信。芯片協(xié)議也是這樣的，單片機和芯片都能理解，于是他們都能工作。還有一點(diǎn)就是像有些芯片帶了SPI的協(xié)議，IIC的協(xié)議等等，如果它自帶了，那么他協(xié)議已經(jīng)設置好了，回歸到本質(zhì)，使用這個(gè)協(xié)議又是配置寄存器了。比如51單片機的串口協(xié)議，你是通過(guò)配置寄存