51单片机的学习总结
经过一个学期的51单片机的学习，对于51单片机有了很大的理解。
由于我学的是汇编语言，实验也是用的汇编语言。
首先对于51单片机要了解他的内部结构。
一个8位的CPU，一个片内振荡器及时钟电路；
4KB的ROM程序存储器，128字节RAM数据存储器；
32条可编程的I/O线（P0、P1、P2、P3）；
两个16位的定时/计数器；
5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。
一、32条可编程的I/O线及其它引脚
它有4个8位并行I/O端口，分别是P0、P1、P2、P3口，下面分别讲述。
1.1P0口结构（最强驱动8个ISTTL输入）
1.1.1P0口作I/O口--准双向口--普通I/O口
a)I/O口输出：需要上拉电阻。
b)I/O口输入：读引脚的时候--必须先向锁存器写“1”，也就是高电平；
读锁存器的时候--只有“读-改-写”指令的时候，才读取锁存器，例如ANL PO,A;
1.1.2 P0口的第二功能
c）P0口作为DB（数据总线）/AB（A7-A0）低8位（地址总线）--分时复用 MOVX指令
1.2 P1口结构–作普通I/O口使用，无条件
1.3 P2口结构
1.3.1 P2口作I/O口--准双向口--普通I/O口
1.3.2 P2口的第二功能
d)作为地址总线AB（A15-A8）的高8位
1.4 P3口结构
1.4.1 P3口作I/O口–准双向口–普通I/O口无条件
1.4.2 P3口的第二功能
P3.0—RXD串口接收
P3.1—TXD串口发送
P3.2—
INT0
外部中断0
P3.3—
INT1
外部中断1
P3.4—T0硬启动，计数输入
P3.5—T1硬启动，计数输入
P3.6—WR—写RAM
P3.7—RD—读RAM
1.5其它引脚的理解
1.5.1
VCC：电源端接+5V；VSS：接地端；
XTAL1：外部晶体的一个引脚，CHMOS单片机采用外部时钟信号的时候，由此接入；XTAL2：：外部晶体的另一个引脚，HMOS单片机采用外部时钟信号的时候，由此接入。
RST/VPD:1.复位信号的输入，2.VCC掉电后，此引脚可以接备用电源，保持RAM中的数据。
EA
/VPP:
EA
=0,单片机访问外部ROM，
EA
=1的时候，单片机访问内部ROM。
ALE/
PROG
:第一个是作为地址锁存器允许，这里口直P0低八位地址总线
AB
的允许，ALE输出的频率为时钟频率的1/6。
PSEN
:外部程序存储器ROM的选通信号，与
OE
相连。
二、51单片机的中断系统
首先理解什么是中断：面对于突发的事件发生的时候，向COU提出请求，CPU暂停正在执行的程序转而为该外设服务（或者处理紧急事件），处理完后返回到原点继续执行源程序；然后，能够实现中断功能并且对中断继续管理的硬件和软件称为中断系统。
两级中断，遵循自然优先级，优先级从上到下
2.1 理解中断源
中断 名称 中断引起的原因 中断入口
INT0 外部中断0 P3.2引脚的低电平或下降沿信号 0003H
T0 定时器0中断 TF0=1 000BH
INT1 外部中断1 P3.3引脚的低电平或下降沿信号 0013H
T1 定时器1中断 TF1=1 001BH
TI/RI 串行口中断 TI=1/RI=1
2.2中断控制寄存器IE（可位操作）
例如：SETB EA;SETB ES;开总中断，开串口中断
2.3中断优先级管理寄存器IP（可位操作）
需要将低级中断设置成为高级中断，优先响应
SETB PS;将串口拉到高级中断
SETB PT1;将T1拉到高级中断
高级中断仍然遵循自然优先级
2.4中断请求标志及外部中断方式选择寄存器
1)TCON（可位操作）
TF1\TF0:在查询方式下，必须手动清0，利用JBC指令最好；在中断方式下，响应中断时候自动清0。
IE1\IE0：在低电平的方式下，必须手动清0；在下降沿触发的方式下，响应中断的时候自动清0。
IT1\IT0: IT1\IT0=0，低电平方式触发，不设置的话为默认； IT1\IT0=1，下降沿方式触发。
2)SCON（可位操作）
TI/RI:无论是查询模式下还是中断方式下，都必须手动清0；
2.5中断响应的过程
中断请求标志TCON、SCON—中断控制寄存器IE—中断优先级管理寄存器IP—高级中断请求—低级中断请求
2.6中断程序设计
1)设置中断入口地址
2)开总中断EA，开中断允许位
3)外部中断选择触发方式
4)为多个中断源设置中断优先级（可选）
5)编写中断服务程序，注意保护现场和恢复现场
三、中断应用程序
3.1 编程例题1
用中断的方法设计秒计时脉冲发生器，即由8051的P1.0每秒钟产生一个机器周期的正脉冲，由P1.1每分钟产生一个机器周期的正脉冲。
解：假设系统时钟脉冲为6MHZ，由定时器T0完成，在方式1的条件下工作，最大定时时间为65536
2us=131.096ms，所以定时为100ms，10次定时为1秒钟，60次1秒为1分钟，使用定时器方式一需要重装初值。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
AIMP L0
ORG 0030H
MAIN:
MOV TH0，#3CH
MOV TL0，#0B0H
MOV TMOD,#01H
SETB TR0
SETB ET0
SETB EA
CLR P1.0
CLR P1.1
MOV R1,#60
MOV R2,#10
SJMP $
L0:
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
DJNZ R2,L1
SETB P1.0
CLR P1.0
MOV R2,#10
DJNZ R1,L1
SETB P1.1
CLR P1.1
MOV R1,#60
L1:
RETI
3.2 编程例题2
用定时器中断技术设计一个秒闪电路，其功能是使发光二极管LED每秒钟闪亮400ms，设系统主频为6MHZ。
解：LED每秒钟亮400ms，则有600ms灭，则需要定时器T1，工作方式1，定时时间为100ms，400ms4次，600ms6次。初值的计算C=65536-100ms/2us=15536=3CB0H.
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 001BH
AIMP L1
ORG 0030H
MAIN:
MOV TH1，#3CH
MOV TL1，#0B0H
MOV TMOD,#10H
SETB TR1
SETB ET1
SETB EA
SETB P1.1
MOV R1,#00H
SJMP $
L1:
MOV TH1,#3CH
MOV TL1,#0B0H
INC R1
CJNE R1,#04H,NEXT
CLR P1.1
AJMP L2
NEXT:
CJNE R1,#0AH,L2
SETB P1.1
MOV R1,#00H
L2:
RETI
四、单片机的定时计数器
4.1定时/计数器的方式寄存器TMOD(不可位操作)
GATE=0软启动，GATE=1，硬启动，由P3.2INT0或者P3.3INT1控制，高电平计数
C/T:C/T=1计数；C/T=0定时。
M1M0：工作方式的选择
00 工作方式0（13位）
01 工作方式1（16位）
10 工作方式2（8位自动重装初值）
11 工作方式3（T0为2个8位方式）
一般使用的是工作方式1（131.072ms 主频为6MHZ时）
工作方式2（512us 主频为6MHZ时）
4.2 定时/计数器的控制寄存器TCON（可位操作）
4.3定时/计数初值的计算
a)定时初值的计算：C=2
N-定时/Tcyc Tcyc=12/系统的主频
b)计数初值的计算：C=2
N-X(个数)
4.4定时/计数的编程
a)计算初值，装初值；
b)确定TMOD的工作方式；
c)启动定时/计数器。
五、定时/计数器的应用
5.1 定时/计数编程1
1.知道8051单片机系统的主频为6MHZ，试利用定时器T0和P1口输出矩形脉冲。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN:
MOV TH0，#0ECH
MOV TL0，#0ECH
MOV TMOD,#02H
SETB TR0
CLR P1.0
NEXT:
MOV R0,#09
SETB P1.0
WAIT:
JNB TF0,$
CLR TF0
DJNZ R0,WAIT
AJMP NEXT
5.2 定时/计数编程2
2.要求用8051单片机的定时值内部RAM的20H单元的内容为条件而改变；当（20H）=00H时，定时值为10ms,当（20H） =10H时，定时值为20ms,编写。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN:
MOV A,20H
CJNE A,#00H,NEXT1
MOV TH0，#0ECH
MOV TL0，#78H
MOV TMOD,#01H
SETB TR0
NEXT:
CJNE A,#01H,L0-END
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0F0H
MOV TMOD,#01H
SETB TR0
WAIT:
JBC TF0,$
AJMP NEXT
L0-END:
RET
5.3 定时/计数编程3
3.试用定时器T1设计外部事件计数器，要求每一万个脉冲，就将T1转为10ms定时，当定时到后又转为计数方式，如此反复，设系统的主频为6MHZ，方式1。
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN:
MOV TH1，#0D8H
MOV TL1，#0F0H
MOV TMOD,#50H
SETB TR1
WAIT1:
JBC TF0,NEXT
AJMP WAIT1
NEXT:
MOV TH1，#0ECH
MOV TL1，#78H
MOV TMOD,#10H
WAIT2:
JBC TF0,MAIN
AJMP WAIT2
六、串行接口
6.1串口控制寄存器SCON（可位寻址）
SM0\SM1：作为串口工作方式的选择；
REN:串行接收允许位，0禁止接收，1允许接收，在接收机的时候需要设置为1；
TB8：在方式2和方式3中，TB8是发送机要发送的第9位数据；
RB8：在方式2和方式3中，RB8是接收机收到的第9位数据，该数据来自发送机的TB8；
TI: 发送中断的标志位，发送完一帧完必须手动清0，进行下一次的发送；
RI：接收中断的标志位，接收完一帧完必须手动清0，进行下一次的接收；
SM2：多机通信控制位。
6.2串口的工作方式
方式0：SM0/SM1=00，8位数据，波特率的计算=Fosc/12(Fosc为外部晶振频率)；
方式1：SM0/SM1=01，10位波特率异步通信，1位起始位0,8个数据位，1位终止位1，它的波特率可变，跟定时器T1的溢出率有关，T1必须要工作在方式2，波特率=(2
SMOD/32)xFosc/(12(256-X));
方式2：SM0/SM1=10，11位异步通信，1位起始位0,9个数据位，1位终止位1，第9个数据可作为校验位，波特率的计算=2
SMODxFosc/64;
方式3：SM0/SMI=11，11位异步通信，1位起始位0,9个数据位，1位终止位1，第9个数据可作为校验位，波特率可变，与定时器 T1的定时器有关，T1必须要工作在方式2，
波特率= (2*SMOD/32)xFosc/(12(256-X));
注意：当串口工作在方式1和方式3的时候，T1不可以在用来作为定时，因为T1作为波特率稳定发生，如果再用来定时，就会造成不稳定。
6.3串口的编程运用
1)选择好串口的工作方式，定好波特率；
2)对于SCON进行设置，将TI、RI清0，如果接收的时候，将REN=1;
3)用查询方式还是中断方式。
6.3.1编程例题
设计一个8051单片机的双机通讯系统，并编写程序将A机片内RAM40H—5FH的数据块，通过串口发送B机片内RAM60H—7FH。
解:分析：首先，两个机子需要进行通讯，那么波特率必须要设置一样，其次，选择工作方式1，波特率自己设置。
A机查询的方法：
MOV TL1,#0F3H
MOV TH1,#0F3H
MOV TMOD,#20H
SETB TR1
MOV SCON,#40H;工作方式1，SM0/SM1=01，就是0100 0000H=40H
MOV R0,#40H；开始需要传输数据的地址，可以用R0来间址
NEXT:
CLR TI
MOV A,@R0
INC R0
MOV SUBF,A
JNB TI,$
CJNE R0,#60H,NEXT;判断是否结束，如果到了60H就说明已经发送完
AJMP $;发送完，动态停机
B机查询的方法
MOV TL1,#0F3H
MOV TH1,#0F3H
MOV TMOD,#20H
SETB TR1
MOV SCON,#50H;工作方式1，SM0/SM1=01，开REN允许位就是0101 0000H=50H
MOV R0,#60H；开始需要存储数据的地址，可以用R0来间址
NEXT:
CLR RI
JNB RI,$
MOV A,SUBF
MOV @R0，A
INC R0
CJNE R0,#80H,NEXT;判断是否结束，如果到了80H就说明已经存储完
AJMP $;发送完，动态停机
A机使用串口中断的方法
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0023H
AIMP L0
ORG 0030H
MAIN:
MOV TH1，#0E6H
MOV TL1，#0E6H
MOV TMOD,#20H
SETB TR1;对于T1的初始化
MOV SCON,#40H
CLR TI
SETB ES
SETB EA；对于串口的初始化
MOV R0,#20H
MOV A,@R0
MOV SBUF,A；对于第一个数据传输准备，并且发送
SJMP $
L0:
INC R0
CJNE R0,#60H,NEXT；判断是否发送结束，没有结束就进行发送
CLR EA；发送结束，关闭中断响应
AJMP L0-END
NEXT:
CLR TI；进行下一次发送做准备
MOV A,@R0
MOV SBUF,A
L0-END:
RETI
七、总线与系统扩展
7.1 单片机的外部扩展
首先，关于外部扩展有
存储扩展
、I/O扩展、T/C扩展、中断系统的扩展，其中存储扩展包括了ROM和RAM的扩展，重点掌握。
其次，扩展的原则—
三总线原则
1）数据线与数据线相连接（P0口）
2）地址线与地址线相连接（P0口接锁存器低8位，P2口高8位地址线）
注意1：P0口通过接锁存器，为了确定使用的是地址线，而不是数据线
3）控制线与外部芯片控制线相连
注意2：常用的控制线有
WR\RD
外扩RAM的时候，由于RAM可以写和读，所以
WR
和外部RAM的
WR
连接，
RD
和外部RAM的
RD
连接，汇编使用的是MOVX指令。
注意3：
PSEN
外扩ROM的时候，由于ROM只可以读操作，所以
PSEN
和外部ROM的
OE
连接，汇编使用的是MOVC指令。
注意4：ALE—用于控制锁存器使得P0口使用的是地址总线低8位地址，接线的时候，与外接地址锁存器的
门控端
相连。
7.2 外扩芯片地址的确定
外扩芯片的地址=
地址线（字选）+片选线共同决定
明确一个概念，地址总线是CPU的AB=
P2口的高8位和P0口经过锁存器的低8位共同组成
7.2.1 地址线也称为字选，这个是芯片的容量，它包括了本芯片自带多少根地址线，比如8Kx8RAM—13根地址线，1K=2的10次方，8K就是2的13次方，就是13根地址线，x8这个是多少位，一般都是8位的数据，用P0口就可以了，这个一般不用管，我们的目的就是从这个芯片中看它自己带多少个地址线，可以得出有13根地址线A12-A0；
另一个例子4Kx8 可以直接得出它有12根地址线，A11-A0。
7.2.2 片选线：为了确定使用那个外扩芯片
有两种方法，第一个是
线选法
—直接与片选端相连,就比如上面能够例子8Kx8RAM，它已经有了13根地址线，那么根据三总线原则，地址总线AB与地址总线AB相连接，还有3根地址总线没有用到，按顺序来连接，就剩下了A15\A14\A13这三根地址总线没有用到，如果刚好有三片外扩的ROM的话，我们就可以直接相连接，如果有2片的话，我们也可以直接相连接；
但是
，如果问到了最少使用多少根线就可以完成总线连接，我们要从这个芯片的容量出发，例如提供了4Kx8B的ROM(2732)，扩展成为8Kx8的ROM，需要两片2732，最少需要13根地址总线就可以完成了，这是为什么呢，8Kx8的ROM需要两片，4K自己有12根地址总线A11-A0，然后再用一根A12就可以完成了，A12接
一个非门
就可以实现，不一定是A12也可以是其他没有用到的如A13/A14/A15，一般按照顺序来。
第二种方法是
译码法
，也就是说剩下的地址线不够用了，外扩芯片的数量多，或者明确使用译码法。可以使用**二四译码法，三八译码法，**通过使用译码器的方法来确定。
7.3 外扩芯片的例题
例1.8031外扩8KB的ROM,2KB的RAM，提供了4KBROM（2732）、2KB的RAM（6116）
解: 分析8KB的ROM，需要2片的2732,2KB的RAM，需要一片的6116,；2732它的芯片自己带有12根地址线，A11-A0;6116它的芯片自己带有11根地址线，A10-A0;然后根据三总线原则进行连接即可。如下图所示：
根据三总线原则：
首先
，数据线，一般都是8位的，直接通过P0口连接即可，它是双向口，注意要标双向箭头，分别连接到各个芯片；
其次
，控制线，关于外部的ROM就只有读操作，所以门控信号
OE
分别直接与
PSEN
连接即可，关于外部的RAM有读和写操作，
RD
分别连接到单片机的
RD
端，
WR
分别连接到单片机的
WR
端，然后就是锁存器的门控信号
G
与
ALE
连接，就完成了控制线的连接；
最后
，首先是
字选
，地址总线的连接，先是P0口的低8位，需要经过锁存器连接，分时复用，然后连接到各个芯片，注意这个是
单向箭头
，这里已经完成了 P0.7-P0.0与A7-A0的连接，然后由于2732自己带有12根地址线，所以还需要四根地址线使用分别P2.3-P2.0与A11-A8的连接，但是6116自己带有11根，多一根也没关系，把它固定为高或者低就行了，然后是
片选
，需要确定使用的是哪个芯片，还有4根地址总线没有用到，我们可以使用
线选法
，P2.4与第一片的门控信号端连接，P2.5与第二片的门控信号端连接，P2.6与第二片的门控信号端连接，到这里我们就完成了外部芯片的扩展。如上图所示：
确定芯片的地址范围
：方便我们对芯片操作，确定
第一芯片
地址范围，题目没有说的话，没有用到的我们都拉高为1，或者都拉低为0，这里都拉高，P2.4为0选择第一片，然后就可以得出第一片的地址范围是
E000H-EFFFH
;
第二片
也是这样确定，不过是P2.5位0，地址范围是
D000H-DFFFH
;
第三片有点区别
，P2.6为0，然后注意到它的P2.3是没有用到的，因为它自己带了11根地址线，连接到A10也就是P2.2，所以我们需要对P2.3进行都拉高或者拉低操作，这里使用的是拉高，所以它的芯片地址范围是
B800H-BFFFH
。
当然，对于芯片的片选我们也可以通过
译码法实现
。
8 D/A接口技术与A/D接口技术