微机基础与89C51单片机部分知识
1，微机基础知识
微机:
具有完整运算及控制能力的计算机。包括微处理器，储存器，接口适配器，输入输出设备。
微处理器：
控制器：由程序计数器，指令寄存器，指令译码器，时序发生器，操作控制器等组成，是发布命令，协调指挥计算机系统的器件。①从内存取出指令，并指向下一个指令。②对命令进行译码或测试。③指挥并控制CPU，内存和输入输出的数据流。
运算器：由算数逻辑单元（ALU）可完成来自累加器和数据寄存器数据的加减运算，累加器，数据寄存器组成。
寄存器：
累加器（A）：用运算前于保存操作数。运算后保存所得的和，差，逻辑运算结果
数据寄存器（DR）：保存译码指令和数据字节。
指令寄存器（IR）：保存正在执行的一条指令
指令译码器（ID）：对操作码进行译码
程序计数器（PC）：存放下一条将要执行指令的地址。
地址寄存器（AR）：用于保存当前CPU所访问的内存单元或I/O设备地址。
单片机：
将微处理器，一定容量的ROM，RAM以及I/O，定时器集成在一块芯片上。
程序执行的过程：
经历两个阶段。第一个取指阶段，从存储器中取出指令并通过CUP译码。第二个执行阶段，执行完一条指令，接着执行下一条指令。
BCD码：
4位二进制数，表1位十进制数的码。
有符号数位：最高位0表＋，最高位1表－。
无符号数位：则均为数据位：
正数的原码，反码，补码相同。
负数的原码：最高位是符号位，其他数数据本身；反码：除符号位，其余按位取反；补码：为反码加一。
2，89C51单片机原理
５１单片机的存储结构：
哈佛结构。它的数据存储器和程序存储器是分开的结构形式。
89C51单片机内部芯片：
一个8位C51微处理器（cpu）。
片内256字节数据存储器RAM／SFR。
片内４KB程序存储器flashRＯＭ。
两个１６位定时器／计数器
５个中断，两个中断优先级的中断控制系统。
一个全双工UART的Ｉ／Ｏ口。
存储地址空间分为：
片内外统一编址００００H～FFFFH，６４K程序存储器地址
６４K片外数据存储器地址。也在００００H～FFFFH。
256字节数据存储器地址空间（８位地址）
如何区别不同空间：
MOVC：CPU访问片内，外ROM。
MOV：访问片内RAM。
MOVX:访问片外ROM。
位地址和字节地址如何区别：
单片机的内部数据存储器（RAM）共有128个字节，地址为00H~7FH 。其中的20H~2FH单元是可作为可位寻址的一个区域，共128位，用位地址00H~7FH与之对应。 如果命令是字节寻址则这个字节就是字节地址，相应地如果命令是位寻址则这个字节就是位地址。
例如：
MOV A 30H ;对字节地址操作 SETB 30H ;对位操作位地址30H具体在RAM的字节地址26处。利用对应关系可以算到。
程序状态寄存器（psw）:
一个8位特殊功能寄存器，包含了程序执行后的状态信息。
PSW程序状态字
位地址 D7 D6 D5 D4 D3 D2D D1 D0 位名称 CY AC F0 RS1 RS0 OV - P 位意义 进，借 辅进 用户标定 寄存器组选择 溢出 保留 奇偶 RS0与RS1组合切换可以选定当前工作寄存器组。
RS0，RS1组合方式
RS0 RS1 寄存器组 片内RAM地址 0 0 第0组 00H~07H 0 1 第1组 08H~0FH 1 0 第2组 10H~17H 1 1 第3组 18H~1FH 程序计数器（pc）：
由两个8位的计数器pch和pcl组成，pc实际上是程序等待字节的地址计数器，pc 中的内容是将要执行的下一条指令的地址。
数据指针（DPTR）：
一个16位的特殊功能寄存器，其高位字节寄存器用DPH表示，低位用DPL表示。可分开使用，对62K片外RAM间接寻址。
时序单位：
振荡周期：晶振的振荡周期，最小的时序单位。
状态周期：一个状态周期，包含2个振荡周期。
机器周期：1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成。是单片机执行的一种基本操作的时间单位。
指令周期：执行一条指令所需要的时间。由1~4个机器周期组成.
复位操作：
上电复位：加电瞬间电容通过充电实现。
手动复位：通过按钮开关，使单片机实现。
复位后
PC=0000H,单片机从0000H开始执行程序。
A=00H,累加器清零。
PSW=00H,此时工作的寄存器为第0组。
SP=07H,堆栈指针指向片内RAM07H字节单位。
P0~P3=FFH已向各端口线写入1，此时端口可用于输入与输出。
IP=0000B各中断源处于低优先级
IE=0000B各中断处于关闭状态
TMOD=00H，T0,T1均为工作方式0，处于定时器状态。
TCON=00H，T0，T1均被关闭。
SCON=00H串行口处于工作方式0，允许发送，不允许接收。
PCON=00H ，SMOD=0.波特率不加倍。
利用双重循环写一个延时子程序：
TIME: MOV R1,#0FAH ;将250赋值给R1L1: MOV R0,#0FFH ;将255赋值给R0W1: DJNZ R0,W1;如果R0不为0则执行减一，到为０跳转。内循环２５５次DJNZ R1,L1;如果R1不为0则执行减一，到为０跳转。外循环２５０次NOPNOPRET
3，汇编指令与程序设计：
汇编指令简介。
4，中断系统：
中断的概念：当CPU正在处理某件情的时候，外部发生的某一件事请求CPU立即去处理，于是CPU停止当前的工作转去处理所发生的事件。
中断结构示意图：
中断系统的5个中断源：
INT0:外部中断0请求，低电平有效。P3.2输入。
INT1:外部中断1请求，低电平有效。P3.3输入。
T0:定时器/计数器0溢出中断请求。
T1:定时器/计数器1溢出中断请求
TXD/RXD:串行口中断请求。当串行口完成一帧数据的发送或接收时，请求中断。
5个中断源对应的矢量地址：
中断源 中断矢量地址 外部中断0 0003H 定时器 T0 000BH 外部中断1 0013H 定时器T1 001BH 串行口中断 0023H 中断系统的特殊功能寄存器：
定时器控制寄存器TCON(用6位)
串行口控制寄存器SCON（用2位）
中断允许寄存器IE
中断优先级寄存器IP
TCON中断标志位：
8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF1：定时器/计数器T1的溢出中断请求标志位
TF0：定时器/计数器T0的溢出中断请求标志位
IE1：外部中断1的中断请求标志位
IT1:外部中断1的中断触发方式控制位。IT1=0时为外部中断1为电平触发方式，IT1=1时为外部中断1为边沿触发方式。
IE0:外部中断0的中断请求标志。
IT0:外部中断0的中断触发方式控制位。
SCON中断标志位：
99H 98H TI RI TI:串行口发送中断请求标志。RI：串行口接收中断请求标志
中断允许控制：
AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 EA：中断允许总控制位。EA=0屏蔽中断请求，EA=1开启。
ES：串口中断允许位。ES=0禁止串口中断，ES=1允许。
ET1:定时器/计数器T1的溢出中断允许位。
EX1:外部中断1中断允许位。
ET0:定时器/计数器T0的溢出中断允许位。
EX0:外部中断允许位
中断优先级控制：
BCH BBH BAH B9H B8H PS PT1 PX1 PT0 PX0 PS:串行口中断优先级控制位。
PTX1:定时器/计数器T1中断优先级控制位。
PX1:外部中断1优先级控制位。
PT0:定时器/计数器T0中断优先级控制位。
PX0:外部中断0优先级控制位。
中断源优先级排列顺序：
中断源 同级内的中断优先级 外部中断0 最高 定时器/计数器0溢出中断 外部中断1 定时器/计数器1溢出中断 串行口中断 最低 中断响应条件：
①有中断源发出中断请求。
②中断总允许位EA=1。
③申请中断的中断源的中断允许位为1，中断没有被屏蔽。
④无同级或更高级中断正在服务
⑤当前指令周期已经结束
⑥RETI或访问IE，IP时，另一指令执行完。
5,定时器及其应用：
T1,T0定时器，它们都有定时和事件计数的功能，可用于控制，延时，对于外部事件计数和检测等场合。
定时器结构
TOMD:用于控制T0，T1的工作模式。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 定时器T1 定时器T0 TCON:
8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 M1和M0控制的4种工作模式
M1 M0 工作模式 功能描述 0 0 模式0 13位计数器 8192 0 1 模式1 16位计数器 65536 1 0 模式2 自动再装入8位计数器 256 1 1 模式3 定时器0：分成二个8位计数器
定时器1：停止计数
一般使用定时器的步骤：
①向TOMD中写入工作方式。
②向定时/计数器TH1,TL1装入初值
③启动定时器/计数器（TR1）
④查询是否到TF1，定时到了就反转电平。
例题：
题：设时钟频率为6MHz。试编写利用T0产生1s定时的程序在p1.7端口产生一个周期为2S方波。 解： 定时器 T0的工作模式确定 模式0最长定时16.384ms； 模式1最长定时131.072ms； 模式2最长定时512us；题中每1s可选择模式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。 因为无法控制结束，所以要控制初始值X达到每次都是100ms。 (2^16-T初始值)*12/6*10^6Hz=0.1s T初始值为15536=3CB0H 所以 TL0=0B0H,TH0=3CH 程序：ORG 0000H ;初始程序书写地址LJMP MAIN ;跳转主程序ORG 000BH ;T0中断入口地址AJMP SERVE ;转向中断服务程序主程序：ORG 0030H ;主程序 MAIN: MOV SP,#60H ;栈指针MOV B,#0AH ;循环次数MOV TOMD,#01H ;设置T0工作模式1MOV TL0,#0B0H ;装入计数器低8位MOV THO,#3CH ;装入计数器高8位SETB TR0 ;启动定时器T0SETB ET0 ;允许T0中断SETB EA ;允许CPU中断SJMP $ ；等待中断ORG 00BH SERVE:MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CH ;重新赋计数值DJNZ B,LOOPCPL P1.7 ; 1s定时到，停止T0工作MOV B,#0AH LOOP:RETI ;中断返回END
6，七八九章考点总结：
串并行通信
并行通信：数据的各位同时进行传送的通讯方式（速度快，数据位与线数相同占线多。）
串行通信的概念：数据一位一位按顺序传送的通讯方式。（适用于远距通讯。）
三种传输方式：单工，只允许数据一个方向传送。
半双工，允许数据两个方向的任一方向传送，一次一个站点发送。
全双工，允许两个数据同时双向传递。
同步通信数据帧和异步区别：
异步通信中：通信双方的时针是各自独立的，双方的发送和接收可以不在同一时刻进行。数据也是一帧一帧传送的。
同步通信中：双方的物理时钟是相同的，双方发送接收是同时进行的，同步通信为保证接收正确，发送方不仅发送传送数据，还同时传送时钟信号。
波特率：
数据传输速率。表示每秒传送二进制代码的位数b/s，假设数据传送速率是120字符/s，而每个字符格式包含10个代码。
波特率为： 10b/字符*120字符/s=1200b/s
每一位代码的传送时间为波特率的倒数。
串行口的控制字及工作方式：
对应控制字：
对应串行口工作方式：
SM0 SM1 工作方式 说明 波特率 0 0 0 同步位移寄存器 fosc/12 0 1 1 10异步收发，双机 由定时器控制 1 0 2 11位异步收发，多机 fosc/32或fosc/64 1 1 3 11位异步收发，多机 由定时器控制 矩阵键盘的扫描原理：
首先判断键盘中是否按下，由单片机I/O向键盘送全扫描字，然后读入列线状态来判断。
把全部行线置为低电平，然后将列线的电平状态读入累加器A中如果有按键按下，总有一根列线拉至低电平，从而列输出不全为1。然后将行线逐行置低电平，检查列输出状态。如果全为1，则按下的键不在这行，不全为1，则按下的键再这行与零电平列线相交的交点上。
LED动态显示:
采用扫面方式，轮流点亮各位LED，再每个瞬间只使某位显示字符。在这个瞬间段选I/O口输出相应字符。下方的位选I/o口送入选通电平。
单总线的概念及结构示意图：
概念：外围串行控制总线。单总线只有一根数据输入/输出线，可由单片机或PC机的1根I/O线作为输入或者输出线，所有器件都挂在这跟线上。
SPI串行外设接口总线：
概念：SPI是同步串行外设接口，用于MCU与外设串行通信，配置主从操作。它需要4条线，串行时钟线（SCK）,主机输入/从机输出数据线(MISO)，主机输出/从机输入数据线(MOSI)，低电平有效从机选择线(CS)。在SPI中数据传输只需要1个时钟信号和2条数据线。
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