染雾单片机原理简述 篇一
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种具有完整计算机功能的小型芯片，通常由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出端口（I/O）和定时器等基本部件构成。单片机广泛应用于各种电子设备中，如家电、汽车、医疗设备等，其原理和工作方式是现代电子技术中的重要内容。
单片机的核心部件是中央处理器（CPU），它负责执行程序指令和数据处理。CPU包括运算器（ALU）、控制器（CU）和寄存器等部件，通过总线与其他部件进行数据传输和控制。单片机的存储器包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM），RAM用于临时存储数据和程序，而ROM用于存储固化程序和常量数据。输入/输出端口（I/O）用于与外部设备进行数据交换，如传感器、执行器等，通过I/O端口可以实现单片机与外部世界的通信和控制。定时器则用于生成精确的时钟信号和延时控制，保证程序的执行顺序和时序精确。
单片机的工作原理一般分为四个步骤：初始化、执行、中断和休眠。初始化是指单片机启动时进行的初始化设置，包括设置寄存器、端口和时钟等参数，为程序的执行做准备。执行是指单片机按照程序指令和数据进行计算和控制，实现各种功能。中断是指单片机在执行过程中接收到外部信号或定时器信号时暂停当前任务，执行中断服务程序，处理完中断后返回到原来的任务继续执行。休眠是指单片机在不需要执行任务时进入低功耗状态，减少能量消耗，延长电池寿命。
总的来说，单片机是一种功能强大、体积小、功耗低的集成电路芯片，具有广泛的应用领域和重要的意义。掌握单片机的原理和工作方式，对于电子工程师和嵌入式系统开发人员来说是必备的技能，也是现代电子技术发展的基础。
单片机原理简述 篇二
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出端口（I/O）和定时器等基本部件的小型芯片，具有完整的计算机功能。单片机的原理和工作方式是现代电子技术中的重要内容，下面将从单片机的结构、功能和应用等方面进行简要介绍。
单片机的结构包括CPU、存储器、输入/输出端口和定时器等部件。CPU是单片机的核心，负责执行程序指令和数据处理，控制整个系统的运行。存储器包括RAM用于临时存储数据和程序、ROM用于存储固化程序和常量数据。输入/输出端口用于与外部设备进行数据交换，如传感器、执行器等，通过I/O端口可以实现单片机与外部世界的通信和控制。定时器用于生成精确的时钟信号和延时控制，保证程序的执行顺序和时序精确。
单片机的功能主要包括数据处理、控制、通信和定时等方面。数据处理是单片机最基本的功能，包括算术运算、逻辑运算和数据传输等；控制是单片机的重要功能之一，通过控制输入/输出端口实现对外部设备的控制；通信是单片机在各种电子设备中的重要应用，通过串口、并口等接口与其他设备进行数据通信；定时是单片机保证程序执行顺序和时序精确的重要手段，通过定时器生成精确的时钟信号和延时控制。
总的来说，单片机是一种功能强大、体积小、功耗低的集成电路芯片，广泛应用于各种电子设备中，如家电、汽车、医疗设备等，具有重要的意义和应用前景。掌握单片机的原理和工作方式，对于电子工程师和嵌入式系统开发人员来说是必备的技能，也是现代电子技术发展的基础。
单片机原理简述 篇三
单片机原理简述
随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU 、RAM 、 ROM 、定时/数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机，直译为单片机 。
一、单片机的特点 ：
1 、具有优异的性能价格比
2 、集成度高、体积小、可靠性高
3 、控制功能强
4 、低电压、低功耗
二、单片机的应用 ：
1 、在智能仪器仪表中的应用：在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
2 、在机电一体化中的应用：机电一体化产品是指集机械、微电子技术、计算机技术于一本，具有智能化特征的电子产品。
3 、在实时过程控制中的应用：用单片机实时进行数据处理和控制，使系统保持最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品的质量。
4 、在人类生活中的应用：目前国外各种家用电器已普通采用单片机代替传统的控制电路。
5 、在其它方面的应用：单片机除以上各方面的应用，它还广泛应用于办公自动化领域、商业营销领域、汽车及通信、计算机外部设备、模糊控制等各领域中。
三、单片机的基本组成 ：
它由 CPU 、存储器（包括 RAM 和 ROM ）、 I/O 接口、定时 / 计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。
输入 / 输出引脚 P0 、 P1 、 P2 、 P3 的功能 ：P0.0~P0 。 7 ： P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。在访问片外存储器时，它分时作低 8 位地址和 8 位双向数据总线用。在EPROM 编程时，由 P0 输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时，要求外接上拉电阻。 P0 能以吸收
P1. 0 ~P1. 7 （ 1~8 脚）： P1 是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在 EPROM 编程和验证程序时，由它输入低 8 位地址。 P1 能驱动 4 个 LSTTL 负载。
在 8032/8052 中， P1. 0 还相当于专用功能端 T2 ，即定时器的计数触发输入端； P1. 1 还相当于专用功能端T2EX ，即定时器 T2 的外部控制端。P2.0~P2.7 （ 21~28 脚）： P2 也是一上带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在访问外部存储器时，由它输出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证时，由它输入高 8 位地址。 P2 可以驱动 4 个 LSTTL 负载。P3. 0 ~P3. 7 （ 10~17 脚）： P3 也是一上带内部上拉电阻的双向 I/O 口。在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门的第二功能。 P3 能驱动 4 个 LSTTL 负载。
P3. 0 RXD （串行口输入）
P3. 1 TXD （串
行口输出）
P3. 2 INT0 （外部中断 0 输入）
P3. 3 INT1 （外部中断 1 输入）
P3. 4 T0 （定时器 0 的外部输入）
P3. 5 T1 （定时器 1 的外部输入）
P3. 6 WR （片外数据存储器写选通）
P3. 7 RD （片外数据存储器读选通）
四、MCS-51 的寻址方式：
1 、立即寻址 如： MOV A ， #40H
2 、直接寻址 如： MOV A ， 3AH
3 、寄存器寻址 如： MOV A ， Rn
4 、寄存器间接寻址 如： MOV A ， @Rn
5 、基址加变址寻址 如： MOVC A ， @A+DPTR
6 、相对寻址 如： SJMP 08H
7 、位寻址 MOV 20H ， C
五、指令：
MOV ： 片内 RAM 传送
MOVX ： 片外 RAM 传送
MOVC ： ROM 传送
XCH ： 交换（和 A 交换）
SWAP ： A 内半字节交换
ADD ：不带进位加
ADDC ：带进位加
SUBB ：带进位减
INC ：加 1
DEC ：减 1
MUL ：乘法
DIV ：除法
DAA ：调整
六、计数初值的计算
定时或计数方式下计数初值如何确定，定时器选择不同的工作方式，不同的操作模式其计数值均不相同。若设最大计数值为 M ，各操作模式下的 M 值为：
模式 0 ： M=2 13 =8192
模式 1 ： M=2 16 =65536
模式 第一文库网2 ： M=2 8 =256
模式 3 ： M=256 ，定时器 T0 分成 2 个独立的 8 位计数器，所以 TH0 、 TL0 的 M 均为 256 。
因为 MCS-51 的两个定时器均为加 1 计数器，当初到最大值（ 00H 或 0000H ）时产生溢出，将 TF 位置 1 ，可发出溢出中断，因此计数器初值 X 的计算式为： X=M- 计数值式中的 M 由操作模式确定，不同的操作模式计数器的长不相同，故M值也不相同。而式中的'计数值与定时器的工作方式有关。
1 、计数工作方式时
计数工作方式时，计数脉冲由外部引入，是对外部冲进行计数，因此计数值根据要求确定。其计数初值： X=M- 计数值
例如：某工序要求对外部脉冲信号计 100 次， X=M-100
2 、定时工作方式时
定时工作方式时，因为计数脉冲由内部供给，是对机器周期进行计数，故计数脉冲频率为 f cont =f osc × 1/12 、计数周期 T=1/f cont =12/f osc 定时工作方式的计数初值 X 等于：
X=M- 计数值 =M-t/T=M- （ f osc × t ） /12
式中： f osc 为振荡器的振荡频率， t 为要求定时的时间。
定时器有两种工作方式 ：即定时和计数工作方式。由 TMOD 的 D6 位和 D2 位选择，其中 D6 位选择 T1 的工作方式， D2 位选择 T0 的工作方式。 =0 工作在定时方式， =1 工作在计数方式。并有四种操作模式：
1 、模式 0 ： 13 位计数器， Tli 只用低 5 位。
2 、模式 1 ： 16 位计数器。
3 、模式 2 ： 8 位自动重装计数器， Thi 的值在计数中不变， Tli 溢出时， Thi 中的值自动装入 Tli 中。
4 、模式 3 ： T0 分成 2 个独立的 8 位计数器， T1 停止计数。
MCS-51 有 5 个中断源，可分为 2 个中断优先级，即高优先级和低优先级，中断自然优先级：
外部中断 0 ；定时器 0 中断； 外部中断 1 ；定时器 1 中断 ；
串行口中断 ；定时器 2 中断
（ 1 ）同级或高优先级的中断正在进行中；
（ 2 ）现在的机器周期还不是执行指令的最后一上机器周期，即正在执行的指令还没完成前不响应任何中断；
（ 3 ）正在执行的是中断返回指令 RET1 或是访问专用寄存器 IE 或 IP 的指令，换而言之，在 RETI 或者读写 IE 或 IP 之后，不会马上响应中断请求，至少要在执行其它一要指令之扣才会响应。
（一）中断响应条件
CPU 响应中断的条件有：
（ 1 ）有中断源发出中断请求；
（ 2 ）中断总允许位 EA=1 ，即 CPU 开中断；
（ 3 ）申请中断的中断源的中断允许位为 1 ，即没有被屏蔽。
七、串行口工作方式及帧格式
MCS-51 单片机串行口可以通过软件设置四种工作方式：
方式 0 ：这种工作方式比较特殊，与常见的微型计算机的串行口不同，它又叫同步移位寄存器输出方式。在这种方式下，数据从 RXD 端串行输出或输入，同步信号从 TXD 端输出，波特率固定不变，为振荡率的 1/12 。该方式是以 8 位数据为一帧，没有起始位和停止位，先发送或接收最低位。
方式 2 ：采用这种方式可接收或发送 11 位数据，以 11 位为一帧，比方式 1 增加了一个数据位，其余相同。第 9 个数据即 D8 位具有特别的用途，可以通过软件搂控制它，再加特殊功能寄存器 SCON 中的 SM2 位的配合，可使 MCS-51 单片机串行口适用于多机通信。方式 2 的波特率固定，只有两种选择，为振荡率的 1/64 或 1/32 ，可由 PCON 的最高位选择。
方式 3 ：方式 3 与方式 2 完全类似，唯一的区别是方式 3 的小组特率是可变的。而帧格式与方式 2- 样为 11 位一帧。所以方式 3 也适合于多机通信。
