百科解釋
單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上,但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件:CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng),目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器,實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。
單片機(jī)也被稱為微控制器(Microcontroler),是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中,使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小,更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器,從此以后,單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。
早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng);谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高,開始出現(xiàn)了16位單片機(jī),但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展,單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用,32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位,并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高,處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前,高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過300MHz,性能直追90年代中期的專用處理器,而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元,最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用,大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。
單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng),因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī),F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī),復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作!單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計(jì)算的綜合,甚至比人類的數(shù)量還要多。
單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講:一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí),學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。
單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內(nèi)存,并行總線,還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件,不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多,不過價(jià)錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。
它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī),在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制,需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力,較低的成本,這也是和離線式計(jì)算機(jī)的(比如家用PC)的主要區(qū)別。
單片機(jī)是靠程序的,并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能,尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能,這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列,或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話,電路一定是一塊大PCB板!但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī),結(jié)果就會(huì)有天壤之別!只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能,高效率,以及高可靠性!
由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的,所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語(yǔ)言,它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了,既然這么低級(jí)為什么還要用呢?很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢?原因很簡(jiǎn)單,就是單片機(jī)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU,也沒有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕,也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸!對(duì)于家用PC的硬盤來講沒什么,可是對(duì)于單片機(jī)來講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行,所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理,如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來運(yùn)行,家用PC的也是承受不了的。
可以說,二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代,即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過,這種電腦,通常是指?jìng)(gè)人計(jì)算機(jī),簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī),大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路,即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小,通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中,起著有如人類頭腦的作用,它出了毛病,整個(gè)裝置就癱瘓了,F(xiàn)在,這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛,如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī),就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效,常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”,如智能型洗衣機(jī)等,F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品,不是電路太復(fù)雜,就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因,可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。
單片機(jī)歷史
單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末,經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。
1.SCM即單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)階段,主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)!皠(chuàng)新模式”獲得成功,奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上,Intel公司功不可沒。
2.MCU即微控制器(Micro Controller Unit)階段,主要的技術(shù)發(fā)展方向是:不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí),對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路,突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān),因此,發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看,Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面,最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。
Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì),將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此,當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí),不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī)。
3.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路,向MCU階段發(fā)展的重要因素,就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決;因此,專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展,基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此,對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機(jī)上各種儀表的控制,計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。
單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域,大致可分如下幾個(gè)范疇:
1.在智能儀器儀表上的應(yīng)用
單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于儀器儀表中,結(jié)合不同類型的傳感器,可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化,且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備(功率計(jì),示波器,各種分析儀)。
2.在工業(yè)控制中的應(yīng)用
用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理,電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng),與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。
3.在家用電器中的應(yīng)用
可以這樣說,現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制,從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備,五花八門,無所不在。
4.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用
現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口,可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件,現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制,從手機(jī),電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話,集群移動(dòng)通信,無線電對(duì)講機(jī)等。
5.單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用
單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛,例如醫(yī)用呼吸機(jī),各種分析儀,監(jiān)護(hù)儀,超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。
6.在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用
某些專用單片機(jī)設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)特定功能,從而在各種電路中進(jìn)行模塊化應(yīng)用,而不要求使用人員了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如音樂集成單片機(jī),看似簡(jiǎn)單的功能,微縮在純電子芯片中(有別于磁帶機(jī)的原理),就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。如:音樂信號(hào)以數(shù)字的形式存于存儲(chǔ)器中(類似于ROM),由微控制器讀出,轉(zhuǎn)化為模擬音樂電信號(hào)(類似于聲卡)。
在大型電路中,這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積,簡(jiǎn)化了電路,降低了損壞、錯(cuò)誤率,也方便于更換。
此外,單片機(jī)在工商,金融,科研、教育,國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 單片機(jī)學(xué)習(xí)應(yīng)中的六大重要部分
一、總線:我們知道,一個(gè)電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中,連線并不成為一個(gè)問題,因?yàn)楦髌骷g一般是串行關(guān)系,各器件之間的連線并不很多,但計(jì)算機(jī)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(xié)調(diào),所以就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(dú)連線,則線的數(shù)量將多得驚人,所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念,各個(gè)器件共同享用連線,所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上,即相當(dāng)于各個(gè)器件并聯(lián)起來,但僅這樣還不行,如果有兩個(gè)器件同時(shí)送出數(shù)據(jù),一個(gè)為0,一個(gè)為1,那么,接收方接收到的究竟是什么呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進(jìn)行控制,使器件分時(shí)工作,任何時(shí)候只能有一個(gè)器件發(fā)送數(shù)據(jù)(可以有多個(gè)器件同時(shí)接收)。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線,器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機(jī)內(nèi)部或者外部存儲(chǔ)器及其它器件中有存儲(chǔ)單元,這些存儲(chǔ)單元要被分配地址,才能使用,分配地址當(dāng)然也是以電信號(hào)的形式給出的,由于存儲(chǔ)單元比較多,所以,用于地址分配的線也較多,這些線被稱為地址總線。
二、數(shù)據(jù)、地址、指令:之所以將這三者放在一起,是因?yàn)檫@三者的本質(zhì)都是一樣的——數(shù)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(shù)據(jù)。指令:由單片機(jī)芯片的設(shè)計(jì)者規(guī)定的一種數(shù)字,它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,不可以由單片機(jī)的開發(fā)者更改。地址:是尋找單片機(jī)內(nèi)部、外部的存儲(chǔ)單元、輸入輸出口的依據(jù),內(nèi)部單元的地址值已由芯片設(shè)計(jì)者規(guī)定好,不可更改,外部的單元可以由單片機(jī)開發(fā)者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執(zhí)行過程)。數(shù)據(jù):這是由微處理機(jī)處理的對(duì)象,在各種不同的應(yīng)用電路中各不相同,一般而言,被處理的數(shù)據(jù)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(shù)(如MOV TH0,#10H)10H即定時(shí)常數(shù)。
4•實(shí)際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執(zhí)行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執(zhí)行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實(shí)際輸出值。又如用于LED的字形碼,也是實(shí)際輸出的值。
理解了地址、指令的本質(zhì),就不難理解程序運(yùn)行過程中為什么會(huì)跑飛,會(huì)把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來執(zhí)行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:初學(xué)時(shí)往往對(duì)P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個(gè)切換的過程,或者說要有一條指令,事實(shí)上,各端口的第二功能完全是自動(dòng)的,不需要用指令來轉(zhuǎn)換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號(hào),當(dāng)微片理機(jī)外接RAM或有外部I/O口時(shí),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(jī)一執(zhí)行到MOVX指令,就會(huì)有相應(yīng)的信號(hào)從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實(shí)上‘不能作為通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是(使用者)‘不會(huì)’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,并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時(shí),也會(huì)使P3.7變?yōu)楦唠娖,但使用者不?huì)這么去做,因?yàn)檫@通常這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。
四、程序的執(zhí)行過程: 單片機(jī)在通電復(fù)位后8051內(nèi)的程序計(jì)數(shù)器(PC)中的值為‘0000’,所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行,也就是說:在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個(gè)單元,并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧: 堆棧是一個(gè)區(qū)域,是用來存放數(shù)據(jù)的,這個(gè)區(qū)域本身沒有任何特殊之處,就是內(nèi)部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式,即所謂的‘先進(jìn)后出,后進(jìn)先出’,并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令,即‘PUSH’和‘POP’,有一個(gè)特殊的專為其服務(wù)的單元,即堆棧指針SP,每當(dāng)執(zhí)一次PUSH指令時(shí),SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動(dòng)加1,每當(dāng)執(zhí)行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動(dòng)減1。由于SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中,如在程序開始時(shí),用一條MOV SP,#5FH指令,就時(shí)把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令,因?yàn)殚_機(jī)時(shí),SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往后,而08H到1FH這個(gè)區(qū)域正是8031的第二、三、四工作寄存器區(qū),經(jīng)常要被使用,這會(huì)造成數(shù)據(jù)的渾亂。不同作者編寫程序時(shí),初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習(xí)慣問題。當(dāng)設(shè)置好堆棧區(qū)后,并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存,它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一樣使用,只是一般情況下編程者不會(huì)把它當(dāng)成普通內(nèi)存用了。
六、單片機(jī)的開發(fā)過程: 這里所說的開發(fā)過程并不是一般書中所說的從任務(wù)分析開始,我們假設(shè)已設(shè)計(jì)并制作好硬件,下面就是編寫軟件的工作。在編寫軟件之前,首先要確定一些常數(shù)、地址,事實(shí)上這些常數(shù)、地址在設(shè)計(jì)階段已被直接或間接地確定下來了。如當(dāng)某器件的連線設(shè)計(jì)好后,其地址也就被確定了,當(dāng)器件的功能被確定下來后,其控制字也就被確定了。然后用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟件,編寫好后,用編譯器對(duì)源程序文件編譯,查錯(cuò),直到?jīng)]有語(yǔ)法錯(cuò)誤,除了極簡(jiǎn)單的程序外,一般應(yīng)用仿真機(jī)對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試,直到程序運(yùn)行正確為止。運(yùn)行正確后,就可以寫片(將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯后,生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件,一般編程器能夠識(shí)別這種格式的文件,只要將此文件調(diào)入即可寫片。在此,為使大家對(duì)整個(gè)過程有個(gè)認(rèn)識(shí),舉一例說明:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設(shè)堆棧
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環(huán)
END ;結(jié)束 目前,很多人對(duì)匯編語(yǔ)言并不認(rèn)可?梢哉f,掌握用C語(yǔ)言單片機(jī)編程很重要,可以大大提高開發(fā)的效率。不過初學(xué)者可以不了解單片機(jī)的匯編語(yǔ)言,但一定要了解單片機(jī)具體性能和特點(diǎn),不然在單片機(jī)領(lǐng)域是比較致命的。如果不考慮單片機(jī)硬件資源,在KEIL中用C胡亂編程,結(jié)果只能是出了問題無法解決!可以肯定的說,最好的C語(yǔ)言單片機(jī)工程師都是從匯編走出來的編程者因?yàn)閱纹瑱C(jī)的C語(yǔ)言雖然是高級(jí)語(yǔ)言,但是它不同于臺(tái)式機(jī)個(gè)人電腦上的VC++什么的單片機(jī)的硬件資源不是非常強(qiáng)大,不同于我們用VC、VB等高級(jí)語(yǔ)言在臺(tái)式PC上寫程序畢竟臺(tái)式電腦的硬件非常強(qiáng)大,所以才可以不考慮硬件資源的問題。
以8051單片機(jī)為例講解單片機(jī)的引腳及相關(guān)功能;
《單片機(jī)引腳圖》
40個(gè)引腳按引腳功能大致可分為4個(gè)種類:電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。
、 電源:
⑴ VCC - 芯片電源,接+5V;
、 VSS - 接地端;
注:用萬(wàn)用表測(cè)試單片機(jī)引腳電壓一般為0v或者5v,這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測(cè)試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間,其實(shí)這是萬(wàn)用表的響應(yīng)速度沒這么快而已,在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電壓仍保持在0v或者5v。
、 時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。
、 控制線:控制線共有4根,
、 ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖
、 ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址
、 PROG功能:片內(nèi)有EPROM的芯片,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。
、 PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。
⑶ RST/VPD:復(fù)位/備用電源。
、 RST(Reset)功能:復(fù)位信號(hào)輸入端。
、 VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。
、 EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。
、 EA功能:內(nèi)外ROM選擇端。
、 Vpp功能:片內(nèi)有EPROM的芯片,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。
、 I/O線
80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32個(gè)引腳。
P3口還具有第二功能,用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)(屬控制總線)
單片機(jī)模擬I2C總線及24C02讀寫實(shí)例
發(fā)布日期:2008-5-14 13:38:16 文章來源:非本站原創(chuàng) 瀏覽次數(shù): 18
* 51系列單片機(jī)在使用時(shí),有時(shí)需要模擬I2C總線, */
/* 這里舉出一個(gè)實(shí)例(讀寫串行EEPROM芯片at2402) */
/************************************************************************/
/* Name:AT24C02存儲(chǔ)器的讀寫程序,用到I2C總線,含相對(duì)獨(dú)立的I2C總線讀寫函數(shù) */
/* Language: C51單片機(jī)編程語(yǔ)言 */
/* Platform: Win98,Intel Celeron 433 Processor,偉福仿真器,仿真8751 */
/* Date: 2003年5月21日,5月22日,5月29日 */
/* Version: 1.1.1 */
/* Others: None */
/************************************************************************/
#include<string.h>
#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#define DELAY_TIME 60 /*經(jīng)實(shí)驗(yàn),不要小于50!否則可能造成時(shí)序混亂*/
#define TRUE 1
#define FALSE 0
sbit SCL=P1^7;/*假設(shè)由P1.7和P1.6控制*/
sbit SDA=P1^6;
/********** Function Definition 函數(shù)定義 ************/
void DELAY(unsigned int t) /*延時(shí)函數(shù)*/
{
while(t!=0)
t--;
}
void I2C_Start(void)
{
/*啟動(dòng)I2C總線的函數(shù),當(dāng)SCL為高電平時(shí)使SDA產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變*/
SDA=1;
SCL=1;
DELAY(DELAY_TIME);
SDA=0;
DELAY(DELAY_TIME);
SCL=0;
DELAY(DELAY_TIME);
}
void I2C_Stop(void)
{
/*終止I2C總線,當(dāng)SCL為高電平時(shí)使SDA產(chǎn)生一個(gè)正跳變*/
SDA=0;
SCL=1;
DELAY(DELAY_TIME);
SDA=1;
DELAY(DELAY_TIME);
SCL=0;
DELAY(DELAY_TIME);
}
void SEND_0(void) /* SEND ACK */
{
/*發(fā)送0,在SCL為高電平時(shí)使SDA信號(hào)為低*/
SDA=0;
SCL=1;
DELAY(DELAY_TIME);
SCL=0;
DELAY(DELAY_TIME);
}
void SEND_1(void)
{
/*發(fā)送1,在SCL為高電平時(shí)使SDA信號(hào)為高*/
SDA=1;
SCL=1;
DELAY(DELAY_TIME);
SCL=0;
DELAY(DELAY_TIME);
}
bit Check_Acknowledge(void)
{
/*發(fā)送完一個(gè)字節(jié)后檢驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)答信號(hào)*/
SDA=1;
SCL=1;
DELAY(DELAY_TIME/2);
F0=SDA;
DELAY(DELAY_TIME/2);
SCL=0;
DELAY(DELAY_TIME);
if(F0==1)
return FALSE;
return TRUE;
}
void WriteI2CByte(char b)reentrant
{
/*向I2C總線寫一個(gè)字節(jié)*/
char i;
for(i=0;i<8;i++)
if((b<<i)&0x80)
SEND_1();
else
SEND_0();
}
char ReadI2CByte(void)reentrant
{
/*從I2C總線讀一個(gè)字節(jié)*/
char b=0,i;
for(i=0;i<8;i++)
{
SDA=1; /*釋放總線*/
SCL=1; /*接受數(shù)據(jù)*/
DELAY(10);
F0=SDA;
DELAY(10);
SCL=0;
if(F0==1)
{
b=b<<1;
b=b|0x01;
}
else
b=b<<1;
}
return b;
}
/**********以下為讀寫24c02的函數(shù)**********/
void Write_One_Byte(char addr,char thedata)
{
bit acktemp=1;
/*write a byte to mem*/
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa0);
acktemp=Check_Acknowledge();
WriteI2CByte(addr);/*address*/
acktemp=Check_Acknowledge();
WriteI2CByte(thedata);/*thedata*/
acktemp=Check_Acknowledge();
I2C_Stop();
}
void Write_A_Page(char *buffer,char addr)
{
bit acktemp=1;
bit wrtmp;
int i;
/*write a page to at24c02*/
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa0);
acktemp=Check_Acknowledge();
WriteI2CByte(addr);/*address*/
acktemp=Check_Acknowledge();
for(i=0;i<7;i++)
{
WriteI2CByte(buffer);
if(!Check_Acknowledge())
{
I2C_Stop();
}
}
I2C_Stop();
}
char Read_One_Byte(char addr)
{ bit acktemp=1;
char mydata;
/*read a byte from mem*/
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa0);
acktemp=Check_Acknowledge();
WriteI2CByte(addr);/*address*/
acktemp=Check_Acknowledge();
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa1);
acktemp=Check_Acknowledge();
mydata=ReadI2CByte();
acktemp=Check_Acknowledge();
return mydata;
I2C_Stop();
}
void Read_N_Bytes(char *buffer,char n,char addr)
{
bit acktemp=1;
int i=0;
/*read 8 bytes from mem*/
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa0);
acktemp=Check_Acknowledge();
WriteI2CByte(addr);/*address*/
acktemp=Check_Acknowledge();
I2C_Start();
WriteI2CByte(0xa1);
acktemp=Check_Acknowledge();
for(i=0;i<n;i++)
{
buffer=ReadI2CByte();
if(i!=n-1)
SEND_0(); /*發(fā)送應(yīng)答*/
else
SEND_1(); /*發(fā)送非應(yīng)答*/
}
I2C_Stop();
}
void main()
{
int i;
char mybyte;
char myarray[8];
char myarray2[8];
char rdarray[16];
for(i=0;i<8;i++)
{
myarray=i;
myarray2=i+0x08;
}
Write_One_Byte(0x20,0x28);
Write_A_Page(myarray,0x10);
Write_A_Page(myarray2,0x18);
mybyte=Read_One_Byte(0x20);
Read_N_Bytes(rdarray,16,0x10);
} PIC單片機(jī):
是MICROCHIP公司的產(chǎn)品,其突出的特點(diǎn)是體積小,功耗低,精簡(jiǎn)指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強(qiáng)的模擬接口,代碼保密性好,大部分芯片有其兼容的FLASH程序存儲(chǔ)器的芯片.
EMC單片機(jī):
是臺(tái)灣義隆公司的產(chǎn)品,有很大一部分與PIC 8位單片機(jī)兼容,且相兼容產(chǎn)品的資源相對(duì)比PIC的多,價(jià)格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差.
ATMEL單片機(jī)(51單片機(jī)):
ATMEl公司的8位單片機(jī)有AT89、AT90兩個(gè)系列,AT89系列是8位Flash單片機(jī),與8051系列單片機(jī)相兼容,靜態(tài)時(shí)鐘模式;AT90系列單片機(jī)是增強(qiáng)RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機(jī),也叫AVR單片機(jī).
PHLIPIS 51PLC系列單片機(jī)(51單片機(jī)):
PHILIPS公司的單片機(jī)是基于80C51內(nèi)核的單片機(jī),嵌入了掉電檢測(cè)、模擬以及片內(nèi)RC振蕩器等功能,這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應(yīng)用設(shè)計(jì)中可以滿足多方面的性能要求.
HOLTEK單片機(jī):
臺(tái)灣盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī),價(jià)格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用于消費(fèi)類產(chǎn)品.
TI公司單片機(jī)(51單片機(jī)):
德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機(jī).TMS370系列單片機(jī)是8位CMOS單片機(jī),具有多種存儲(chǔ)模式、多種外圍接口模式,適用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合;MSP430系列單片機(jī)是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機(jī),特別適用于要求功耗低的場(chǎng)合