南昌單片機
單片機是一種集成在電路晶片,是採用超大規模積體電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、唯讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅動電路、脈寬調製電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路)集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的計算機系統。
單片機學習套用的六大重要部分一、匯流排:
我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連線而成的,在模擬電路中,連線並不成為一個問題,因為各器件間一般是串列關係,各器件之間的連線並不很多,但計算機電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協調,所以需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數量將多得驚人,所以在微處理機中引入了匯流排的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線上,即相當於各個器件並聯起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數據,一個為0,一個為1,那么,接收方接收到的究竟是什麼呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件傳送數據(可以有多個器件同時接收)。器件的數據線也就被稱為數據匯流排,器件所有的控制線被稱為控制匯流排。在單片機內部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由於存儲單元比較多,所以,用於地址分配的線也較多,這些線被稱為地址匯流排。
二、數據、地址、指令:之所以將這三者放在一起,是因為這三者的本質都是一樣的——數字,或者說都是一串‘0’和‘1’組成的序列。換言之,地址、指令也都是數據。指令:由單片機晶片的設計者規定的一種數字,它與我們常用的指令助記符有著嚴格的一一對應關係,不可以由單片機的開發者更改。地址:是尋找單片機內部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據,內部單元的地址值已由晶片設計者規定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程式的執行過程)。數據:這是由微處理機處理的對象,在各種不同的套用電路中各不相同,一般而言,被處理的數據可能有這么幾種情況:
1.地址(如MOV DPTR,1000H),即地址1000H送入DPTR。
2.方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。
3.常數(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數。
4.實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執行指令:MOV P1,#00H)這裡0FFH和00H都是實際輸出值。又如用於LED的字形碼,也是實際輸出的值。
理解了地址、指令的本質,就不難理解程式運行過程中為什麼會跑飛,會把數據當成指令來執行了。
初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各連線埠的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微處理機外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機一執行到MOVX指令,就會有相應的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用’也並不是‘不能’而是(使用者)‘不會’將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,並且當單片機執行到這條指令時,也會使P3.7變為高電平,但使用者不會這么去做,因為這通常會導致系統的崩潰。
四、程式的執行過程:單片機在通電復位後8051內的程式計數器(PC)中的值為‘0000’,所以程式總是從‘0000’單元開始執行,也就是說:在系統的ROM中一定要存在‘0000’這個單元,並且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五、堆疊:堆疊是一個區域,是用來存放數據的,這個區域本身沒有任何特殊之處,就是內部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數據的方式,即所謂的‘先進後出,後進先出’,並且堆疊有特殊的數據傳輸指令,即‘PUSH’和‘POP’,有一個特殊的專為其服務的單元,即堆疊指針SP,每當執一次PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動減2,每當執行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎上)自動加2。由於SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程式開始階段更改了SP的值,就可以把堆疊設定在規定的記憶體單元中,如在程式開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就是把堆疊設定在從記憶體單元60H開始的單元中。一般程式的開頭總有這么一條設定堆疊指針的指令,因為開機時,SP的初始值為07H,這樣就使堆疊從08H單元開始往後,而08H到1FH這個區域正是8031的第二、三、四工作暫存器區,經常要被使用,這會造成數據的混亂。不同作者編寫程式時,初始化堆疊指令也不完全相同,這是作者的習慣問題。當設定好堆疊區後,並不意味著該區域成為一種專用記憶體,它還是可以象普通記憶體區域一樣使用,只是一般情況下編程者不會把它當成普通記憶體用了。
六、單片機的開發過程:這裡所說的開發過程並不是一般書中所說的從任務分析開始,我們假設已設計並製作好硬體,下面就是編寫軟體的工作。在編寫軟體之前,首先要確定一些常數、地址,事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後,其地址也就被確定了,當器件的功能被確定下來後,其控制字也就被確定了。然後用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟體,編寫好後,用編譯器對源程式檔案編譯,查錯,直到沒有語法錯誤,除了極簡單的程式外,一般套用仿真機對軟體進行調試,直到程式運行正確為止。運行正確後,就可以寫片(將程式固化在EPROM中)。在源程式被編譯後,生成了擴展名為HEX的目標檔案,一般編程器能夠識別這種格式的檔案,只要將此檔案調入即可寫片。在此,為使大家對整個過程有個認識,舉一例說明:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設堆疊
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環
END ;結束