单片机基础知识总结
第一章 单片机基础知识
第一章单片机入门知识概述1.1 单片机的发展历程单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。
综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。
单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。
（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。
既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。
（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。
特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。
（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。
1. 单片机技术的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。
纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
（1）单片机寿命长这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。
随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有20岁以上，产量仍是上升的。
这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。
单片机知识点
单片机知识点单片机是一种集成电路芯片，它包含了微处理器、存储器、输入输出接口等多种功能模块，可以用于控制、测量、通信等多种应用领域。
单片机具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此在嵌入式系统中得到广泛应用。
以下是单片机的一些知识点：1. 微处理器：单片机中的微处理器是其核心部件，它负责执行指令、进行运算、控制程序流程等操作。
常见的单片机微处理器有8051、PIC、AVR等。
2. 存储器：单片机中的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储程序运行时的数据。
常见的存储器类型有ROM、RAM、EEPROM等。
3. 输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
输入接口可以接收外部信号，如按键、传感器等，输出接口可以控制外部设备，如LED、继电器等。
4. 中断：单片机中的中断是一种异步事件处理机制，当某个事件发生时，可以通过中断来打断当前程序的执行，转而执行中断服务程序。
常见的中断类型有外部中断、定时器中断等。
5. 定时器：单片机中的定时器可以用于计时、延时、产生脉冲等操作。
定时器一般由计数器和控制电路组成，可以通过编程来设置计数器的初值、计数方式等参数。
6. PWM：PWM（Pulse Width Modulation）是一种脉冲宽度调制技术，可以通过改变脉冲宽度来控制输出信号的电平。
单片机中的PWM可以用于控制电机、LED亮度等应用。
7. ADC：ADC（Analog to Digital Converter）是一种模数转换器，可以将模拟信号转换为数字信号。
单片机中的ADC可以用于测量模拟量信号，如温度、光线等。
8. UART：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用异步收发器，可以实现串口通信。
单片机中的UART可以用于与PC、蓝牙模块等设备进行通信。
9. SPI：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
单片机基础知识
单片机基础知识1.一个完整的微机系统由硬件和软件两大部分组成2.微型计算机的性能指标：字长、运算速度、存储容量、软件配置、外设扩展能力字：一组二进制数，字长：该二进制数的位数，字长越大，计算机处理数据越快运算速度：表达方式：cpu主频，越高，运算速度越快存储容量：内存储容量（cpu直接访问存储器）、外存储容量（硬盘容量）2.计算机系统：硬件系统（冯.诺依曼结构）（运算器、存储器、控制器、输入输出设备）、软件系统（运行程序和相应文档)3.CPU主要组成部分：运算器、控制器ALU运算器核心、累加器A、标志寄存器FR（C进、借位，OF溢出标志）、（不影响标志位CY的指令：INC A）寄存器组RS、控制器CU（pc程序计算器、ir指令寄存器、id指令译码器）4.存储器：RAM、ROM，其中RAM 具有易失性，常用于存储临时性数据存储器的地址范围是0000H~0FFFH，它的容量为4KB （16*16*16=4*1024）5.总线bus：传递信息的公共通信公道片总线、内总线、外总线地址总线（AB）、控制总线（CB）、数据总线（DB）6.单片机（芯片）包括五部分：运算器、存储器、控制器、输入部分、输出部分8051：8位单片机8031：复位后，PC和SP为：0000H、07H7.二进制B、八进制O、十进制D、十六进制H8.原码、反码、补码、压缩BCD码9.单片机引脚：P1.0VCC（40引脚）P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST P0.7RXD EA/VPPTXD ALE/PROGITR0PSDEITR1P2.7T0P2.6T1P2.5WR P2.4RD P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GND P2.0（21引脚）10.I/O接口：P0.0-P0.7、P1.0-P1.7、P2.0-P2.7、P3.0-P3.711.XTAL1、XTAL2：振荡输入接口12.RST：复位信号端口，高电平有效。
单片机c语言基础知识
单片机c语言基础知识随着电子技术的不断发展，单片机已经广泛应用于各个领域。
而在单片机的程序设计中，C语言被广泛使用，因为它具有丰富的语法和强大的功能。
本文将介绍单片机C语言基础知识，帮助读者了解如何使用C语言进行单片机的程序设计。
1. C语言的基本语法C语言是一种结构化的编程语言，其语法相对简单易懂。
下面列举几个C语言的基本语法要点：1.1 变量与数据类型在C语言中，我们首先需要定义变量和数据类型。
例如，可以使用int类型来定义一个整数变量，使用float类型来定义一个浮点数变量。
1.2 运算符和表达式C语言支持各种运算符，包括算术运算符、逻辑运算符、关系运算符等。
使用这些运算符可以进行各种复杂的数学计算和逻辑判断。
1.3 控制语句C语言提供了多种控制语句，例如if语句、for循环语句、while循环语句等。
这些控制语句可以根据条件执行相应的操作，实现各种程序控制功能。
2. 单片机开发环境搭建在进行单片机程序设计之前，我们首先需要搭建相应的开发环境。
以下是一些常用的单片机开发环境：2.1 Keil CKeil C是一款集成开发环境（IDE），常用于编写和调试单片机程序。
通过Keil C，我们可以方便地编写C语言程序，并进行调试和下载到单片机进行运行。
2.2 MPLAB XMPLAB X是一款由Microchip公司提供的集成开发环境，主要用于PIC系列单片机的程序设计。
通过MPLAB X，我们可以使用C语言编写程序，并将其下载到PIC单片机上。
3. 单片机C语言程序设计有了基本的C语言知识和开发环境，我们就可以进行单片机的程序设计了。
以下是一些常见的单片机C语言程序设计内容：3.1 输入和输出在单片机程序设计中，输入和输出是最基本的操作之一。
我们可以使用printf函数进行输出，使用scanf函数进行输入。
这样可以实现与用户进行交互的功能。
3.2 逻辑控制逻辑控制是单片机程序设计中非常重要的一部分。
51单片机知识点总结
51单片机知识点总结51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微处理器。
它具备低功耗、易编程、高集成度等优势，被广泛应用于各种领域，如电子产品、通信、汽车等。
本文将对51单片机的相关知识点进行总结，供读者参考。
1. 51单片机概述51单片机是由Intel公司于1980年推出的，它的名称来源于其内部的8位数据总线宽度，即51（5位地址总线和8位数据总线）。
它具备一定的计算能力和I/O接口，可通过编程实现各种功能。
2. 51单片机基本结构51单片机的基本结构包括CPU核心、内存、I/O接口、定时器/计数器、串口等。
CPU核心负责指令执行和数据处理，内存用于存储程序和数据，I/O接口用于与外部设备进行数据交互，定时器/计数器用于产生精确的时间延迟，串口用于与其他设备进行通信。
3. 51单片机的存储器51单片机的存储器包括ROM、RAM和特殊功能寄存器。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据。
特殊功能寄存器是一种特殊用途的寄存器，用于访问和控制单片机的各种功能。
4. 51单片机的指令系统51单片机的指令由操作码和操作数组成。
操作码表示要执行的操作类型，操作数表示操作的目标。
常见的指令包括数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令等。
5. 51单片机的I/O编程51单片机通过I/O接口与外部设备进行数据交互。
I/O编程涉及到输入输出口的初始化、数据传输、中断处理等。
通过编程控制I/O口状态，可以实现数据的输入和输出。
6. 51单片机的定时器/计数器51单片机内置了多个定时器/计数器，用于产生精确的时间延迟和计数功能。
定时器/计数器可以用于产生定时中断、测量外部信号的频率和脉宽等。
7. 51单片机的串口通信51单片机通过串口与其他设备进行通信。
串口通信涉及到波特率设置、数据传输、中断处理等。
通过串口通信，可以实现单片机与计算机、传感器等设备的数据交互。
8. 51单片机的中断系统51单片机内置了中断系统，用于处理外部事件和优先级。
单片机基础知识
1.“与“：“必须都有，否则就没有”。
符号“&”。
如(01010101)&
（10101010）=00000000
2.“或”：“只要其中之一有就有“。
符号”｜“。
如（01010101）｜
（10101010）=11111111
3.“非“：”求反“。
符号”！“。
单片机中用”～”表示“按外取反”。
如～01010101=10101010.而”！“只对单一位进行运算。
4.“同或“：”必须相同，否则就没有：。
符号“⊙”。
如0⊙0=1，0⊙
1=0， 1⊙0=0，1⊙1=1。
5.“异或”：“必须不同，否则就没有”。
符号“⊕”。
如0⊕0=0，0⊕1=1，
1⊕0=1，1⊕1=0。
C语言中注释的写法
(1)//……..两个斜杠后面跟着的为注释语句.这种写法只能注释一行,当换行时,又必须在新行上重新写两个斜杠.
(2)/*……..*/,斜杠与星号结合使用,这种写法可以注释任意行,即斜杠星号与星号斜杠之间的所有文字都作为注释.
Main( )主函数的写法
格式：void main( ) 注意：后面没有分号。
特点：无返回值，无参数。
电路中，除单片机外，主要原件有三类。
单片机基础知识
XTAL1和XTAL2。
有两种时钟产生方式：内部方式和外部 方式。
内部时钟方式
内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，通 过在XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作为定时元件。 C1和C2典型值 通常选择30pF左右。 晶体的振荡频率 在1.2MHz～12MHz之 间。 某些高速单片机 芯片的时钟频率已 达10空间：
片内程序存储器； 片外程序存储器；
片内数据存储器；
片外数据存储器。
程序存储器（ROM）：用来存放程序和 始终要保留的数据。 数据存储器（RAM）：用来存放程序运 行中所需要的常数和变量。当然，全局 数据也可以放在RAM中。
程序存储器（ROM）
FFFFH
片外ROM
单片机（又称微控制器）是在一块硅 片上集成了各种部件的微型计算机。 这些部件包括中央处理器CPU、数据 存储器RAM、程序存储器ROM、定 时器/计数器T/C和多种I/O接口电路。
1.2 8051的内部结构
1.2.1 中央处理器
8051的中央处理器CPU由运算器和控制 逻辑构成，其中包括若干特殊功能寄 存器（SFR）。
8051片内ROM为掩膜型, 在制造芯片时已将应 用程序固化进去，使它具有了某种专用功能； 内部程序不能改写, 不便于实验和开发。如 在实验调试中使用8051, 需在片外扩展可改 写的EPROM。
8031片内没有ROM, 使用时需外接ROM。 8751具有片内EPROM, 固化的应用程序可以方 便地改写。
外部时钟方式
常用于多片 MCS-51单片 机同时工作。
（2）8051的基本时序周期
振荡周期：指振荡源的周期，若为内部产 生方式，则为石英晶体的振荡周期。
时钟周期：（称S周期）为振荡周期的两倍， 时钟周期＝振荡周期P1＋振荡周期P2。
单片机及控制-第一章单片机基础知识
关于逻辑高低电平： 1) 5V CMOS 、 HC 、 AHC 、 AC 中 ， 输 入 大 于 3. 5V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 1.5 V 算 低 电 平 ； 2) 5 V TTL 、 AB T 、 AHCT 、 HC T 、 ACT 中 ， 输 入 大 于 2 V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ； 3) 3. 3V LV TTL 、 LV T 、 L VC 、 AL VC 、 LV 、 AL V T 中 ，输 入 大 于 2V 算高电平 | | 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ；
【单片机的应用领域】 目前单片机渗透到我们生活的各个领域， 几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程 的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像 机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应 用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
AT89S52 具有以下标准功能：8K 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定 时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行 口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选 择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一 个中断或硬件复位为止。
单片机基础知识
▼F0 (PSW.5)可由用户定义的标志位。
PSW.7 PSW.6 PSW.5
CY AC F0 RS1 RS0 OV
PSW.0
P
▼RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。
RS1，RS0 = 0 0 则选择了工作寄存器组 0 区
R0～R7分别代表00H ～07H单元。 RS1，RS0 = 0 1 则选择了工作寄存器组 1 区 R0～R7分别代表08H ～0FH单元。
5、MSP430系列
TI（德州仪器）公司推出的新型高性能单片机。 16位精简指令结构可确保运行速度、带FLASH 的微控制器可将功耗降低5倍、具有多种省电模 式、型号相当丰富。
五、 单片机的应用和应用系统结构
1、单片机的应用
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表， 一方面提高了仪器仪表的使用 功能和精度，使仪器仪表智能 化，同时还简化了仪器仪表的 硬件结构，从而可以方便地完 成仪器仪表产品的升级换代。 如各种智能电气测量仪表、智 能传感器等。
总
线
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
1、中央处理器CPU
CPU（Central Processing Unit）是计算机的核心部件,
它由运算器和控制器组成, 完成计算机的运算和控制功能。
运算器又称算术逻辑部件（ALU, Aithmctieal Logic
4、AVR系列
美国ATMEL公司推出的全新配置精简指令集 （RISC）的单片机系列。高速度、高保密性、低 功耗。
片内程序存储器采用Flash 大多数指令仅用1个晶振周期 采用C语言编程 CMOS工艺生产