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單片機(jī)知識(shí)(一)

作者: 時(shí)間:2016-11-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
教學(xué)內(nèi)容:單片機(jī)概述

1、何謂單片機(jī)一臺(tái)能夠工作的計(jì)算機(jī)要有這樣幾個(gè)部份構(gòu)成:CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制)、RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ))、ROM(程序存儲(chǔ))、輸入/輸出設(shè)備(例如:串行口、并行輸出口等)。在個(gè)人計(jì)算機(jī)上這些部份被分成若干塊芯片,安裝一個(gè)稱(chēng)之為主板的印刷線路板上。而在單片機(jī)中,這些部份,全部被做到一塊集成電路芯片中了,所以就稱(chēng)為單片(單芯片)機(jī),而且有一些單片機(jī)中除了上述部份外,還集成了其它部份如A/D,D/A等。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201611/319708.htm

天!PC中的CPU一塊就要賣(mài)幾千塊錢(qián),這么多東西做在一起,還不得買(mǎi)個(gè)天價(jià)!再說(shuō)這塊芯片也得非常大了。

不,價(jià)格并不高,從幾元人民幣到幾十元人民幣,體積也不大,一般用40腳封裝,當(dāng)然功能多一些單片機(jī)也有引腳比較多的,如68引腳,功能少的只有10多個(gè)或20多個(gè)引腳,有的甚至只8只引腳。

為什么會(huì)這樣呢?

功能有強(qiáng)弱,打個(gè)比方,市場(chǎng)上面有的組合音響一套才賣(mài)幾百塊錢(qián),可是有的一臺(tái)功放機(jī)就要賣(mài)好幾千。另外這種芯片的生產(chǎn)量很大,技術(shù)也很成熟,51系列的單片機(jī)已經(jīng)做了十幾年,所以價(jià)格就低了。

既然如此,單片機(jī)的功能肯定不強(qiáng),干嗎要學(xué)它呢?

話不能這樣說(shuō),實(shí)際工作中并不是任何需要計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合都要求計(jì)算機(jī)有很高的性能,一個(gè)控制電冰箱溫度的計(jì)算機(jī)難道要用PIII?應(yīng)用的關(guān)鍵是看是否夠用,是否有很好的性能價(jià)格比。所以8051出來(lái)十多年,依然沒(méi)有被淘汰,還在不斷的發(fā)展中。

2、MCS51單片機(jī)和8051、8031、89C51等的關(guān)系

我們平常老是講8051,又有什么8031,現(xiàn)在又有89C51,它們之間究竟是什么關(guān)系?

MCS51是指由美國(guó)INTEL公司(對(duì)了,就是大名鼎鼎的INTEL)生產(chǎn)的一系列單片機(jī)的總稱(chēng),這一系列單片機(jī)包括了好些品種,如8031,8051,8751,8032,8052,8752等,其中8051是最早最典型的產(chǎn)品,該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來(lái)的,所以人們習(xí)慣于用8051來(lái)稱(chēng)呼MCS51系列單片機(jī),而8031是前些年在我國(guó)最流行的單片機(jī),所以很多場(chǎng)合會(huì)看到8031的名稱(chēng)。INTEL公司將MCS51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司,所以有很多公司在做以8051為核心的單片機(jī),當(dāng)然,功能或多或少有些改變,以滿足不同的需求,其中89C51就是這幾年在我國(guó)非常流行的單片機(jī),它是由美國(guó)ATMEL公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的。以后我們將用89C51來(lái)完成一系列的實(shí)驗(yàn)
單片機(jī)的內(nèi)部、外部結(jié)構(gòu)(一)

一、單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu)
拿到一塊芯片,想要使用它,首先必須要知道怎樣連線,我們用的一塊稱(chēng)之為89C51的芯片,下面我們就看一下如何給它連線。 1、電源:這當(dāng)然是必不可少的了。單片機(jī)使用的是5V電源,其中正極接40引腳,負(fù)極(地)接20引腳。 2、振蒎電路:?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路,必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作,在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器,使用晶體振蕩器,接18、19腳。只要買(mǎi)來(lái)晶振,電容,連上就可以了,按圖1接上即可。 3、 復(fù)位引腳:按圖1中畫(huà)法連好,至于復(fù)位是何含義及為何需要復(fù)要復(fù)位,在單片機(jī)功能中介紹。 4、 EA引腳:EA引腳接到正電源端。至此,一個(gè)單片機(jī)就接好,通上電,單片機(jī)就開(kāi)始工作了。

二、 任務(wù)分析
我們的第一個(gè)任務(wù)是要用單片機(jī)點(diǎn)亮一只發(fā)光二極管LED,顯然,這個(gè)LED必須要和單片機(jī)的某個(gè)引腳相連,否則單片機(jī)就沒(méi)法控制它了,那么和哪個(gè)引腳相連呢?單片機(jī)上除了剛才用掉的5個(gè)引腳,還有35個(gè),我們將這個(gè)LED和1腳相連。(見(jiàn)圖1,其中R1是限流電阻)

按照這個(gè)圖的接法,當(dāng)1腳是高電平時(shí),LED不亮,只有1腳是低電平時(shí),LED才發(fā)亮。因此要1腳我們要能夠控制,也就是說(shuō),我們要能夠讓1引腳按要求變?yōu)楦呋虻碗娖?。即然我們要控?腳,就得給它起個(gè)名字,總不能就叫它一腳吧?叫它什么名字呢?設(shè)計(jì)51芯片的INTEL公司已經(jīng)起好了,就叫它P1.0,這是規(guī)定,不可以由我們來(lái)更改。

名字有了,我們又怎樣讓它變高或變低呢?叫人做事,說(shuō)一聲就可以,這叫發(fā)布命令,要計(jì)算機(jī)做事,也得要向計(jì)算機(jī)發(fā)命令,計(jì)算機(jī)能聽(tīng)得懂的命令稱(chēng)之為計(jì)算機(jī)的指令。讓一個(gè)引腳輸出高電平的指令是SETB,讓一個(gè)引腳輸出低電平的指令是CLR。因此,我們要P1.0輸出高電平,只要寫(xiě)SETB P1.0,要P1.0輸出低電平,只要寫(xiě) CLR P1.0就可以了。

現(xiàn)在我們已經(jīng)有辦法讓計(jì)算機(jī)去將P10輸出高或低電平了,但是我們?cè)鯓硬拍苡?jì)算機(jī)執(zhí)行這條指令呢?總不能也對(duì)計(jì)算機(jī)也說(shuō)一聲了事吧。要解決這個(gè)問(wèn)題,還得有幾步要走。第一,計(jì)算機(jī)看不懂SETB CLR之類(lèi)的指令,我們得把指令翻譯成計(jì)算機(jī)能懂的方式,再讓計(jì)算機(jī)去讀。計(jì)算機(jī)能懂什么呢?它只懂一樣?xùn)|西——數(shù)字。因此我們得把SETB P1.0變?yōu)椋―2H,90H ),把CLR P1.0變?yōu)?(C2H,90H ),至于為什么是這兩個(gè)數(shù)字,這也是由51芯片的設(shè)計(jì)者--INTEL規(guī)定的,我們不去研究。第二步,在得到這兩個(gè)數(shù)字后,怎樣讓這兩個(gè)數(shù)字進(jìn)入單片機(jī)的內(nèi)部呢?這要借助于一個(gè)硬件工具"編程器"。

我們將編程器與電腦連好,運(yùn)行編程器的軟件,然后在編緝區(qū)內(nèi)寫(xiě)入(D2H,90H)見(jiàn)圖2,寫(xiě)入……好,拿下片子,把片子插入做好的電路板,接通電源……什么?燈不亮?這就對(duì)了,因?yàn)槲覀儗?xiě)進(jìn)去的指令就是讓圖2

P10輸出高電平,燈當(dāng)然不亮,要是亮就錯(cuò)了?,F(xiàn)在我們?cè)贀芟逻@塊芯片,重新放回到編程器上,將編緝區(qū)的內(nèi)容改為(C2H,90H),也就是CLR P1.0,寫(xiě)片,拿下片子,把片子插進(jìn)電路板,接電,好,燈亮了。因?yàn)槲覀儗?xiě)入的()就是讓P10輸出低電平的指令。這樣我們看到,硬件電路的連線沒(méi)有做任何改變,只要改變寫(xiě)入單片機(jī)中的內(nèi)容,就可以改變電路的輸出效果。

三、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析
我們來(lái)思考一個(gè)問(wèn)題,當(dāng)我們?cè)诰幊唐髦邪岩粭l指令寫(xiě)進(jìn)單片要內(nèi)部,然后取下單片機(jī),單片機(jī)就可以執(zhí)行這條指令,那么這條指令一定保存在單片機(jī)的某個(gè)地方,并且這個(gè)地方在單片機(jī)掉電后依然可以保持這條指令不會(huì)丟失,這是個(gè)什么地方呢?這個(gè)地方就是單片機(jī)內(nèi)部的只讀存儲(chǔ)器即ROM(READ ONLY MEMORY)。為什么稱(chēng)它為只讀存儲(chǔ)器呢?剛才我們不是明明把兩個(gè)數(shù)字寫(xiě)進(jìn)去了嗎?原來(lái)在89C51中的ROM是一種電可擦除的ROM,稱(chēng)為FLASH ROM,剛才我們是用的編程器,在特殊的條件下由外部設(shè)備對(duì)ROM進(jìn)行寫(xiě)的操作,在單片機(jī)正常工作條件下,只能從那面讀,不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)去,所以我們還是把它稱(chēng)為ROM。


半導(dǎo)體存儲(chǔ)器

幾個(gè)基本概念


數(shù)的本質(zhì)和物理現(xiàn)象。


我們知道,計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,這可令我們非常的難以理解,計(jì)算機(jī)嗎,我們雖不了解它的組成,但它總只是一些電子元器件,怎么可以進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算呢?我們做數(shù)學(xué)題如37+45是這樣做的,先在紙上寫(xiě)37,然后在下面寫(xiě)45,然后大腦運(yùn)算,最后寫(xiě)出結(jié)果,運(yùn)算的原材料:37、45和結(jié)果:82都是寫(xiě)在紙上的,計(jì)算機(jī)中又是放在什么地方呢?為了解決這個(gè)問(wèn)題,先讓我們做一個(gè)實(shí)驗(yàn):

這里有一盞燈,我們知道燈要么亮,要么不亮,就有兩種狀態(tài),我們可以用’0’和’1’來(lái)代替這兩種狀態(tài),規(guī)定亮為’1’,不亮為’0’?,F(xiàn)在放上兩盞燈,一共有幾種狀態(tài)呢?我們列表來(lái)看一下:

狀態(tài)


表達(dá)

0 0

0 1

1 0

1 1

請(qǐng)大家自已寫(xiě)上3盞燈的情況000 001 010 011 100 101 110 111

我們來(lái)看,這個(gè)000,001,101 不就是我們學(xué)過(guò)的的二進(jìn)制數(shù)嗎?本來(lái),燈的亮和滅只是一種物理現(xiàn)象,可當(dāng)我們把它們按一按的順序排更好后,燈的亮和滅就代表了數(shù)字了。讓我們?cè)俪橄笠徊?,燈為什么?huì)亮呢?看電路1,是因?yàn)檩敵鲭娐份敵龈唠娖剑o燈通了電。因此,燈亮和滅就可以用電路的輸出是高電平還是低電平來(lái)替代了。這樣,數(shù)字就和電平的高、低聯(lián)系上了。(請(qǐng)想一下,我們還看到過(guò)什么樣的類(lèi)似的例子呢?(海軍之)燈語(yǔ)、旗語(yǔ),電報(bào),甚至紅、綠燈)


位的含義:

通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)我們已經(jīng)知道:一盞燈亮或者說(shuō)一根線的電平的高低,可以代表兩種狀態(tài):0和1。實(shí)際上這就是一個(gè)二進(jìn)制位,因此我們就把一根線稱(chēng)之為一“位”,用BIT表示。


字節(jié)的含義:

一根線可以表于0和1,兩根線可以表達(dá)00,01,10,11四種狀態(tài),也就是可以表于0到3,而三根可以表達(dá)0-7,計(jì)算機(jī)中通常用8根線放在一起,同時(shí)計(jì)數(shù),就可以表過(guò)到0-255一共256種狀態(tài)。這8根線或者8位就稱(chēng)之為一個(gè)字節(jié)(BYTE)。不要問(wèn)我為什么是8根而不是其它數(shù),因?yàn)槲乙膊恢?。(?jì)算機(jī)世界是一個(gè)人造的世界,不是自然界,很多事情你無(wú)法問(wèn)為什么,只能說(shuō):它是一種規(guī)定,大家在以后的學(xué)習(xí)過(guò)程中也要注意這個(gè)問(wèn)題)

存儲(chǔ)器的工作原理:


1、存儲(chǔ)器構(gòu)造

存儲(chǔ)器就是用來(lái)存放數(shù)據(jù)的地方。它是利用電平的高低來(lái)存放數(shù)據(jù)的,也就是說(shuō),它存放的實(shí)際上是電平的高、低,而不是我們所習(xí)慣認(rèn)為的1234這樣的數(shù)字,這樣,我們的一個(gè)謎團(tuán)就解開(kāi)了,計(jì)算機(jī)也沒(méi)什么神秘的嗎。

圖2 圖3

讓我們看圖2。這是一個(gè)存儲(chǔ)器的示意圖:一個(gè)存儲(chǔ)器就象一個(gè)個(gè)的小抽屜,一個(gè)小抽屜里有八個(gè)小格子,每個(gè)小格子就是用來(lái)存放“電荷”的,電荷通過(guò)與它相連的電線傳進(jìn)來(lái)或釋放掉,至于電荷在小格子里是怎樣存的,就不用我們操心了,你可以把電線想象成水管,小格子里的電荷就象是水,那就好理解了。存儲(chǔ)器中的每個(gè)小抽屜就是一個(gè)放數(shù)據(jù)的地方,我們稱(chēng)之為一個(gè)“單元”。

有了這么一個(gè)構(gòu)造,我們就可以開(kāi)始存放數(shù)據(jù)了,想要放進(jìn)一個(gè)數(shù)據(jù)12,也就是00001100,我們只要把第二號(hào)和第三號(hào)小格子里存滿電荷,而其它小格子里的電荷給放掉就行了(看圖3)??墒菃?wèn)題出來(lái)了,看圖2,一個(gè)存儲(chǔ)器有好多單元,線是并聯(lián)的,在放入電荷的時(shí)候,會(huì)將電荷放入所有的單元中,而釋放電荷的時(shí)候,會(huì)把每個(gè)單元中的電荷都放掉,這樣的話,不管存儲(chǔ)器有多少個(gè)單元,都只能放同一個(gè)數(shù),這當(dāng)然不是我們所希望的,因此,要在結(jié)構(gòu)上稍作變化,看圖2,在每個(gè)單元上有個(gè)控制線,我想要把數(shù)據(jù)放進(jìn)哪個(gè)單元,就給一個(gè)信號(hào)這個(gè)單元的控制線,這個(gè)控制線就把開(kāi)關(guān)打開(kāi),這樣電荷就可以自由流動(dòng)了,而其它單元控制線上沒(méi)有信號(hào),所以開(kāi)關(guān)不打開(kāi),不會(huì)受到影響,這樣,只要控制不同單元的控制線,就可以向各單元寫(xiě)入不同的數(shù)據(jù)了,同樣,如果要某個(gè)單元中取數(shù)據(jù),也只要打開(kāi)相應(yīng)的控制開(kāi)關(guān)就行了。

2、存儲(chǔ)器譯碼

那么,我們?cè)鯓觼?lái)控制各個(gè)單元的控制線呢?這個(gè)還不簡(jiǎn)單,把每個(gè)單元元的控制線都引到集成電路的外面不就行了嗎?事情可沒(méi)那么簡(jiǎn)單,一片27512存儲(chǔ)器中有65536個(gè)單元,把每根線都引出來(lái),這個(gè)集成電路就得有6萬(wàn)多個(gè)腳?不行,怎么辦?要想法減少線的數(shù)量。

我們有一種方法稱(chēng)這為譯碼,簡(jiǎn)單介紹一下:一根線可以代表2種狀態(tài),2根線可以代表4種狀態(tài),3根線可以代表幾種,256種狀態(tài)又需要幾根線代表?8種,8根線,所以65536種狀態(tài)我們只需要16根線就可以代表了。

圖4

3、存儲(chǔ)器的選片及總線的概念

至此,譯碼的問(wèn)題解決了,讓我們?cè)賮?lái)關(guān)注另外一個(gè)問(wèn)題。送入每個(gè)單元的八根線是用從什么地方來(lái)的呢?它就是從計(jì)算機(jī)上接過(guò)來(lái)的,一般地,這八根線除了接一個(gè)存儲(chǔ)器之外,還要接其它的器件,如圖4所示。這樣問(wèn)題就出來(lái)了,這八根線既然不是存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)之間專(zhuān)用的,如果總是將某個(gè)單元接在這八根線上,就不好了,比如這個(gè)存儲(chǔ)器單元中的數(shù)值是0FFH另一個(gè)存儲(chǔ)器的單元是00H,那么這根線到底是處于高電平,還是低電平?豈非要打架看誰(shuí)歷害了?所以我們要讓它們分離。辦法當(dāng)然很簡(jiǎn)單,當(dāng)外面的線接到集成電路的引腳進(jìn)來(lái)后,不直接接到各單元去,中間再加一組開(kāi)關(guān)(參考圖4)就行了。平時(shí)我們讓開(kāi)關(guān)打開(kāi)著,如果確實(shí)是要向這個(gè)存儲(chǔ)器中寫(xiě)入數(shù)據(jù),或要從存儲(chǔ)器中讀出數(shù)據(jù),再讓開(kāi)關(guān)接通就行了。這組開(kāi)關(guān)由三根引線選擇:讀控制端、寫(xiě)控制端和片選端。要將數(shù)據(jù)寫(xiě)入片中,先選中該片,然后發(fā)出寫(xiě)信號(hào),開(kāi)關(guān)就合上了,并將傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)(電荷)寫(xiě)入片中。如果要讀,先選中該片,然后發(fā)出讀信號(hào),開(kāi)關(guān)合上,數(shù)據(jù)就被送出去了。注意圖4,讀和寫(xiě)信號(hào)同時(shí)還接入到另一個(gè)存儲(chǔ)器,但是由于片選端不同,所以雖有讀或?qū)懶盘?hào),但沒(méi)有片選信號(hào),所以另一個(gè)存儲(chǔ)器不會(huì)“誤會(huì)”而開(kāi)門(mén),造成沖突。那么會(huì)不同時(shí)選中兩片芯片呢?只要是設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)就不會(huì),因?yàn)樗怯捎?jì)算控制的,而不是我們?nèi)藖?lái)控制的,如果真的出現(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)選中兩片的情況,那就是電路出了故障了,這不在我們的討論之列。

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


半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)

按功能可以分為只讀和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器兩大類(lèi)。所謂只讀,從字面上理解就是只可以從里面讀,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(nèi)容,不可以隨意更改書(shū)本上的內(nèi)容。只讀存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)為ROM(READ ONLY MEMORY)

所謂隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,即隨時(shí)可以改寫(xiě),也可以讀出里面的數(shù)據(jù),它類(lèi)似于我們的黑板,我可以隨時(shí)寫(xiě)東西上去,也可以用黑板擦擦掉重寫(xiě)。隨機(jī)存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)為RAM(READ RANDOM MEMORY)這兩種存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)一定要記牢。

注意:所謂的只讀和隨機(jī)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(chǔ)器的時(shí)候,而不是指制造這塊芯片的時(shí)候。否則,只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)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,可以當(dāng)它還是原材料——白紙的時(shí)候,當(dāng)然可以由印刷廠印上去了。

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(chǔ)器。這就象我們的練習(xí)本,買(mǎi)來(lái)的時(shí)候是空白的,可以寫(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(cuò)了,就報(bào)銷(xiāo)了。

EPROM,稱(chēng)之為紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器。它里面的內(nèi)容寫(xiě)上去之后,如果覺(jué)得不滿意,可以用一種特殊的方法去掉后重寫(xiě),這就是用紫外線照射,紫外線就象“消字靈”,可以把字去掉,然后再重寫(xiě)。當(dāng)然消的次數(shù)多了,也就不靈光了,所以這種芯片可以擦除的次數(shù)也是有限的——幾百次吧。

FLASH,稱(chēng)之為閃速存儲(chǔ)器,它和EPROM類(lèi)似,寫(xiě)上去的東西也可以擦掉重寫(xiě),但它要方便一些,不需要光照了,只要用電學(xué)方法就可以擦除,所以就方便許多,而且壽面也很長(zhǎng)(幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次不等)。

再次強(qiáng)調(diào),這里的所有的寫(xiě)都不是指在正常工作條件下。不管是PROM、EPROM還是FLASH ROM,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(shè)備來(lái)做這項(xiàng)工作,一旦把它裝到它的工作位置,就不能隨便改寫(xiě)了。

單片機(jī)的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)分析(二)一、程序的完善
  上一次我們的程序?qū)嵲谑菦](méi)什么用,要燈亮還要重寫(xiě)一下片子,下面我們要讓燈不斷地閃爍,這就有一定的實(shí)用價(jià)值了,比如可以把它當(dāng)成汽車(chē)上的一個(gè)信號(hào)燈用了。怎樣才能讓燈不斷地閃爍呢?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不斷地輸出高和低電平。怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢?請(qǐng)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(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的時(shí)間很快,執(zhí)行完SETB P10后,燈是滅了,但在極短時(shí)間(微秒級(jí))后,計(jì)算機(jī)又執(zhí)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(zhí)行完CLR P10后,不會(huì)再去執(zhí)行SETB P10指令,所以以后再也沒(méi)有機(jī)會(huì)讓滅了。

為了解決這兩個(gè)問(wèn)題,我們可以做如下設(shè)想,第一,在執(zhí)行完SETB P10后,延時(shí)一段時(shí)間(幾秒或零點(diǎn)幾秒)再執(zhí)行第二條指令,就可以分辨出燈曾滅過(guò)了。第二在執(zhí)行完第二條指令后,讓計(jì)算機(jī)再去執(zhí)行第一條指令,不斷地在原地兜圈,我們稱(chēng)之為"循環(huán)",這樣就可以完成任務(wù)了。

以下先給出程序(后面括號(hào)中的數(shù)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  ?。唬ǎ矗?/p>

AJMP LOOP   ??;(5)

;以下子程序

DELAY: MOV R7,#250 ?。唬ǎ叮?/p>

D1: MOV R6,#250   ??;(7)

D2: DJNZ R6,D2   ?。唬ǎ福?/p>

DJNZ R7,D1    ??;(9)

RET         ;(10)

END        ?。唬ǎ保保?/p>

按上面的設(shè)想分析一下前面的五條指令。

第一條是讓燈滅,第二條應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第一條指令。第二和第四條實(shí)現(xiàn)的原理稍后談,先看第五條,LJMP是一條指令,意思是轉(zhuǎn)移,往什么地方轉(zhuǎn)移呢?后面跟的是LOOP,看一下,什么地方還有LOOP,對(duì)了,在第一條指令的前面有一個(gè)LOOP,所以很直觀地,我們可以認(rèn)識(shí)到,它要轉(zhuǎn)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(biāo)號(hào),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(dāng)然不是,起什么名字,完全由編程序的人決定,可以稱(chēng)它為A,X等等,當(dāng)然,這時(shí),第五條指令LJMP后面的名字也得跟著改了。

第二條和第四條指令的用途是延時(shí),它是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?指令的形式是LCALL,這條指令稱(chēng)為調(diào)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(biāo)號(hào)。這條指令的作用是這樣的:當(dāng)執(zhí)行LCALL指令時(shí),程序就轉(zhuǎn)到LCALL后面的標(biāo)號(hào)所標(biāo)定的程序處執(zhí)行,如果在執(zhí)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(xù)執(zhí)行,從第六行開(kāi)始的指令中,可以看到確實(shí)有RET指令。在執(zhí)行第二條指令后,將轉(zhuǎn)去執(zhí)行第6條指令,而在執(zhí)行完6,7,8,9條指令后將遇到第10條令:RET,執(zhí)行該條指令后,程序?qū)⒒貋?lái)執(zhí)行第三條指令,即將P10清零,使燈亮,然后又是第四條指令,執(zhí)行第四條指令就是轉(zhuǎn)去執(zhí)行第6,7,8,9,10條指令,然后回來(lái)執(zhí)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(zhí)行,如此周而復(fù)始,燈就在不斷地亮、滅了。

在標(biāo)號(hào)DELAY標(biāo)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?cè)賹W(xué)習(xí)如何計(jì)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(jié)束,它被稱(chēng)為"偽指令"。

二、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(xiàn)的一些符號(hào),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(xiàn)實(shí)生活中來(lái)找找答案。如果出一道數(shù)學(xué)題:123+567,讓你回答結(jié)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,就不這么容易了吧?我們會(huì)怎樣做呢?如果有張紙,就容易了,我們先算出123+567=690,把690寫(xiě)在紙上,然后再算690+562得到結(jié)果是1552。這其中1552是我們想要的結(jié)果,而690并非我們所要的結(jié)果,但是為了得到最終結(jié)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(jié)果,計(jì)算機(jī)中做運(yùn)算和這個(gè)類(lèi)似,為了要得到最終結(jié)果,往往要做很多步的中間結(jié)果,這些中間結(jié)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中可以嗎?顯然不行,因?yàn)橛?jì)算機(jī)要將結(jié)果寫(xiě)進(jìn)去,而ROM是不可以寫(xiě)的,所以在單片機(jī)中另有一個(gè)區(qū)域稱(chēng)為RAM區(qū)(RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的英文縮寫(xiě)),它可以將數(shù)據(jù)寫(xiě)進(jìn)去。

特別地,在MCS-51單片機(jī)中,將RAM中分出一塊區(qū)域,稱(chēng)為工作寄存器區(qū)。



關(guān)鍵詞: 單片機(jī)寄存

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