單片機(jī)硬件知識點(diǎn)匯總(編輯修改稿)
2025-07-15 06:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路。XTAL2XTAL1MCS51C1C2CYSXTAL2XTAL1MCS51+5VVSSTTL外部時(shí)鐘源1．振蕩周期：為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號的振蕩源的周期。2．時(shí)鐘周期：是振蕩源信號經(jīng)二分頻后形成的時(shí)鐘脈沖信號。 3．機(jī)器周期：通常將完成一個基本操作所需的時(shí)間稱為機(jī)器周期。4．指令周期：是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個指令周期通常含有1～4個機(jī)器周期。 P1P2S1P2振蕩周期時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2第八節(jié) 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后PC=0000H，使單片機(jī)從第一個單元取指令。實(shí)訓(xùn)中已經(jīng)看出，無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時(shí)，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位，所以我們必須弄清楚MCS51型單片機(jī)復(fù)位的條件、復(fù)位電路和復(fù)位后狀態(tài)。 第三章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器第一節(jié) 概述實(shí)質(zhì)是計(jì)數(shù)器，脈沖每一次下降沿，計(jì)數(shù)寄存器數(shù)值將加1。計(jì)數(shù)的脈沖如果來源于單片機(jī)內(nèi)部的晶振,由于其周期極為準(zhǔn)確，這時(shí)稱為定時(shí)器。計(jì)數(shù)的脈沖如果來源于單片機(jī)外部的引腳，由于其周期一般不準(zhǔn)確，這時(shí)稱為計(jì)數(shù)器。第二節(jié) 結(jié)構(gòu)和工作原理定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD(1) ?M1和M0：方式選擇位。(2) c/T ：功能選擇位。時(shí)，設(shè)置為定時(shí)器工作方式；時(shí)，設(shè)置為計(jì)數(shù)器工作方式。(3) GATE：門控位。當(dāng)GATE=0時(shí)，軟件控制位TR0或TR1置1即可啟動定時(shí)器；當(dāng)GATE=1時(shí)，軟件控制位TR0或TR1須置1，同時(shí)還須（）或（）為高電平方可啟動定時(shí)器，即允許外中斷、啟動定時(shí)器。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON(1) TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1計(jì)滿數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動置TF1=1。在中斷允許時(shí)，向CPU發(fā)出定時(shí)器1的中斷請求，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動清0。在中斷屏蔽時(shí)，TF1可作查詢測試用，此時(shí)只能由軟件清0。(2) TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件置1或清0來啟動或關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且為高電平時(shí)，TR1置1啟動定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0時(shí)，TR1置1即可啟動定時(shí)器1。(3) TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志位。其功能及操作情況同TF1。(4) TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。(5) IE1：外部中斷1（ ）請求標(biāo)志位。(6) IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。(7) IE0：外部中斷0 （ ）請求標(biāo)志位。 (8) IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。 第三節(jié) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式1．方式0方式0構(gòu)成一個13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。圖是定時(shí)器0在方式0時(shí)的邏輯電路結(jié)構(gòu)，定時(shí)器1的結(jié)構(gòu)和操作與定時(shí)器0完全相同。2．方式1定時(shí)器工作于方式1時(shí)。由圖可知，方式1構(gòu)成一個16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其結(jié)構(gòu)與操作幾乎完全與方式0相同，惟一差別是二者計(jì)數(shù)位數(shù)不同。3．方式2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于方式2時(shí)。由圖可知，方式2中，16位加法計(jì)數(shù)器的TH0和TL0具有不同功能，其中，TL0是8位計(jì)數(shù)器，TH0是重置初值的8位緩沖器。4．方式3定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于方式3時(shí)，其邏輯結(jié)構(gòu)圖如圖所示。第四節(jié) 編程和使用1．計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算把計(jì)數(shù)器計(jì)滿為零所需要的計(jì)數(shù)值設(shè)定為C，計(jì)數(shù)初值設(shè)定為TC，由此可得到公式：TC=MC式中，M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器工作方式有關(guān)。在方式0時(shí)M為213；在方式1時(shí)M為216；在方式2和方式3時(shí)M為28。2．定時(shí)器初值的計(jì)算在定時(shí)器模式下，計(jì)數(shù)器由單片機(jī)主脈沖經(jīng)12分頻后計(jì)數(shù)。因此，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的公式：T=（MTC）T計(jì)數(shù)，上式也可寫成：TC=MT/ T計(jì)數(shù)。式中，M為模值，和定時(shí)器的工作方式有關(guān)；T計(jì)數(shù)是單片機(jī)振蕩周期TCLK的12倍；TC為定時(shí)器的定時(shí)初值。 第六章 中斷系統(tǒng)第一節(jié) 概述中斷是通過硬件來改變CPU的運(yùn)行方向的。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序的過程中，當(dāng)出現(xiàn)CPU以外的某種情況時(shí)，由服務(wù)對象向CPU發(fā)出中斷請求信號，要求CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，待處理程序執(zhí)行完畢后，再繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。這種程序在執(zhí)行過程中由于外界的原因而被中間打斷的情況稱為“中斷”。與中斷有關(guān)的寄存器有4個，分別為中斷源寄存器TCON和SCON、中斷允許控制寄存器IE和中斷優(yōu)先級控制寄存器IP；中斷源有5個，分別為外部中斷0請求 、外部中斷1請求、定時(shí)器0溢出中斷請求TF0、定時(shí)器1溢出中斷請求TF1和串行中斷請求RI或TI。5個中斷源的排列順序由中斷優(yōu)先級控制寄存器IP和順序查詢邏輯電路共同決定，5個中斷源分別對應(yīng)5個固定的中斷入口地址。 第二節(jié) 中斷源與中斷申請標(biāo)志中斷源(1)外部中斷0請求。通過IT0腳（）來決定是低電平有效還是下跳變有效。一旦輸入信號有效，就向CPU申請中斷，并建立IE0標(biāo)志。(2)外部中斷1請求。）來決定是低電平有效還是下跳變有效。一旦輸入信號有效，就向CPU申請中斷，并建立IE1標(biāo)志。 (3)?TF0：定時(shí)器T0溢出中斷請求。當(dāng)定時(shí)器0產(chǎn)生溢出時(shí)，定時(shí)器0中斷請求標(biāo)志位（）置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷處理。(4)?TF1：定時(shí)器1溢出中斷請求。當(dāng)定時(shí)器1產(chǎn)生溢出時(shí)，定時(shí)器1中斷請求標(biāo)志位（）置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷處理。(5) ?RI或TI：串行中斷請求。當(dāng)接收或發(fā)送完一串行幀時(shí)，內(nèi)部串行口中斷請求標(biāo)志位RI（）或TI（）置位（由硬件自動執(zhí)行），請求中斷。 中斷標(biāo)志?TCON寄存器中的中斷標(biāo)志TCON為定時(shí)器0和定時(shí)器1的控制寄存器，同時(shí)也鎖存定時(shí)器0和定時(shí)器1的溢出中斷標(biāo)志及外部中斷和的中斷標(biāo)志等。與中斷有關(guān)位如下：(1) TF1：定時(shí)器1的溢出中斷標(biāo)志。T1被啟動計(jì)數(shù)后，從初值做加1計(jì)數(shù)，計(jì)滿溢出后由硬件置位TF1，同時(shí)向CPU發(fā)出中斷請求，此標(biāo)志一直保持到CPU響應(yīng)中斷后才由硬件自動清0。也可由軟件查詢該標(biāo)志，并由軟件清0。(2) ? TF0：定時(shí)器0溢出中斷標(biāo)志。其操作功能與TF1相同。(3) ? IE1：中斷標(biāo)志。IE1 = 1，外部中斷1向CPU申請中斷。(4) ? IT1：中斷觸發(fā)方式控制位。當(dāng)IT1 = 0時(shí)，外部中斷1控制為電平觸發(fā)方式。(5) ? IE0：中斷標(biāo)志。其操作功能與IE1相同。(6) ? IT0：中斷觸發(fā)方式控制位。其操作功能與IT1相同。?SCON寄存器中的中斷標(biāo)志SCON是串行口控制寄存器，其低兩位TI和RI鎖存串行口的發(fā)送中斷
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