51单片机学习心得

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1、51单片机的那些事儿（一） 记：笔者在大三下学期开始接触51系列单片机，历时120天的苦苦琢磨，方有小成，回首望去，颇有感慨。现将心得分享一下。希望对广大志同道合之士有所启发和帮助。 一，单片机到底是个什么东东初学单片机，很容易被吓到，看着密密麻麻的管脚，还有一堆什么诸如MOV，DJNZ,AJMP,ORG,EQU等等让人头疼不已的东东，确实摸不着头脑。不用怕，单片机就是一个数字集成电路，一个芯片，可以以一定的频率执行你规划好的一个过程，快速守时，节能高效，并且指令相对精简，过程明了，是一个很给力的助手。单片机具有其工控方面的独特优势，但是由于51系列是8位的，不适合处理多媒体，只可以做一些相对

2、简单的流程控制。说得再简单一些，单片机就是个什么也不知道的孩子，你教他做什么，怎么做，他就一遍遍不厌其烦的重复你教他的东西。 二，单片机的内部应用特点单片机的应用很有特点。大体分为I/O,串行通信，PWM脉宽调制（属于I/O的一部分），定时/计数，中断这几类。至于I/O嘛，就是输入和输出，方式有并行，串行，I2C，PWM脉宽调制等等。以后会一一讲来。 （一），基础I/O应用 单片机最常见的就是I/O应用，一片51单片机，共40个引脚，有32个引脚是负责I/O的，可见单片机就是一个吞吐数据的黑盒子。 单片机首先要看的就是四个I/O端口，什么叫端口，就是负责I/O管脚与外部沟通的数据寄存器。51单

3、片机有4个I/O端口，分别为P0，P1，P2，P3口。我们可以直接对这四个寄存器写入数值，控制这32个管脚的电平高低，高就是1，低就是0。这四个端口一共管辖32个管脚，单片机中的布尔操作(按位操作)是很人性化的，我们可以针对这32个管脚中的某一个管脚进行单独控制。例如，我们让P2.1管脚位高电平，那么我们就用汇编语句“SETB P2.1”或者C51语句，“SBIT P2_1=P21 P2_1=1”即可实现。当然，你会发现，很多集成芯片都是用低电平来控制的，这是为什么呢。C51单片机复位之后，P0，P1,P2，P3四个端口的值均被设置为0FF,也就是说，那32个输入输出的管脚都被设置为高电平。如

4、果那些外部芯片的使能信号是高电平有效，还没等我们操作，刚复位，那些外部芯片就开始该干嘛干嘛去了，整个系统岂不乱了套。所以，单片机无论是控制外部电路还是从外部读取数据，一般都是对低电平很敏感。例如，我们想通过P1.1管脚接一个开关来控制P0.1上面接的LED的亮灭。因为P1.1复位后初始状态时高电平，所以我们得给它一个低电平，它才知道外部发生了情况，所以，单片机在I/O中，低电平是很常用的。一个端口对应了8个管脚，寄存器就有8位，对应那8个管脚的高低电平，哪位是1，哪位就是高电平。如P0拥有8位，分别是P0.0，P0.1，P0.2，P0.3，P0.4，P0.5,P0.6，P0.7。P0中存入的数

5、据也是转化为8位二进制码，最高位对应P0.7，最低位对应P0.0。例如，MOV P0，#7FH，我们发现，7FH转化成二进制是01111111，所以P0.7为低电平，P0.0为高电平。我们用MOV指令向P0，P1，P2，P3四个端口寄存器写入数值，那32个管脚就会对应出现高低电位，1就是高，0就是低。还可以对某一个管脚单独控制高低电位，例如：让P0.0呈现高电位，则SETB P0.0，让3.1出现低电位，则CLR P3.1。通过I/O，我们可以实现彩灯循环，彩灯闪烁等等简单的实验，还可以实现按键控制，包括比较高级的矩阵键盘，数码管，包括更加复杂的LCD1602液晶显示屏的应用。这些具体的例子，

6、后面我们详谈。 （二）串行，PWM,定时/计数这几个为什么要混在一起呢，因为这些东东都与定时器有关。在51单片机中，有三个叫定时/计数器的东东十分神奇，为什么呢，因为它们最准时守信用，而且一遍遍不厌其烦的在那里查数。它们是最准确的时间标准。定时/计数器在单片机的应用十分广泛，这也是在测量领域应用较多的地方。顾名思义，定时/计数器的作用就是可以进行定时，也可以计数。什么是定时呢，就是你告诉他从几开始查起，他就开始查数，查到他无法容纳的那个最大值的时候，他开始给你个提醒，然后你再不理他，他就保留在最大的值那里，然后在那里罢工，歇歇脚。超出他所能容纳的数值，就叫做溢出。由于我们不能决定单片机查到多少

7、时候停止，单片机比较傻，只知道查到他能容纳的最大值，不到溢出，他是不会轻易停下来的，所以我们只能依靠改变初始值来得到我们想要的预定时间，单片机每查一个数，消耗的时间是固定的，为一个机器周期，时间是可以算出来的，一般是晶振频率的倒数，再除以12。所以，查了多少个数就消耗了多少个周期，我们就给它个初始值，让其查到最大值，中间查过多少个数，就是多少个周期，总时间就是已知的。定时/计数器的使用，需要设置模式，就是一个叫TMOD的寄存器，TMOD就像一个盒子，你扔进去一个对应的数字，它就得到一个对应的工作方式。例如：MOV TMOD,#20HTMOD寄存器共有8位，可存储8位二进制码。从高到低分别是D7

8、D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0这四位负责T1定时器这四位负责T0定时器 其中：GATE=0时，只要将TR0/1置1，就可以启动定时器工作。GATE=1时候，首先要将TR0/1置1，然后INT0/1为高电平，才启动T0/1。 C/T=0，是定时器。C/T=1时是计数器，对外部P3.4/P3.5管脚的信号进行计数。M1M0工作方式功能00方式013位计数器，取TH为高八位01方式116位计数器10方式2自动填装8位计数器，TH将值填给TL11方式3定时器0分为2个8位计数器 至于M1，M0，参照如下表格 除此之外，SETB TR0就可以启动T0，SETB

9、TR1就可以启动T1. CLR TR0就可以停止T0工作。CLR TR1就可以停止T1。 T1定时器发生溢出时候，TF1由0变成1. T0定时器发生溢出时候，TF0由0变成1. TH1，TL1为T1定时器初始计数值，TH1为高八位，TL1为低八位。 当13位计数器计数达到1FFFH，16位计数器达到FFFFH时候，发生计数器中断。TF0/1变为1.由TF0/1变化我们知道它计数计满了，我们需要得到的时间间隔达到了，利用TF0/1来提醒时间到，进行相应操作，是计数器应用中很常用的办法。 至于定时器中断，我们在中断一节中再谈。至于计数器，初始状态应该从TH=00H,TL=00H开始，到TR0/1被

10、置为0，停止工作为止。 方式2为自动填装8位定时器。即每次计数计到0FFH，TH1将值自动填装给TL1，然后T1再从TL1的值开始计数，一直计到0FFH。它一般作为串行通信的波特率发生器。串行通信用的不多，除了烧录固件，剩下的就是简单的通信应用，因为每个字母和符号都可以用ASCII码表示，ASCII码其实是8位二进制，即两位十六进制表示的。串行通信涉及到的参数有，波特率（由定时器管辖或者固定的），SCON（控制串行通信的方式）SCON的各位定义如下SCON地址为98H复位时候是00HD7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI其中：SM0，SM1定义如下SM0S

11、M1方式说明波特率是多少000同步移位寄存器晶振频率/1201110位异步收发由定时器控制10211位异步收发晶振频率/32或6411311位异步收发由定时器控制 其中：REN设为1，是允许接收。当单片机接收一个ASCII码完工，就是SBUF存满了，RI会由0变成1，告诉系统，它接收的信息全面了，可以使用了。当一个ASCII码发送完工，发成功了，SBUF寄存器就空了，可以再用，这时候，TI会由0变为1，告诉系统它空了，可以再送入SBUF寄存器中一个字符，让它再发送出去。方式0时候，波特率固定，就是晶振频率除以12.方式1和方式3的波特率通常是晶振频率fosc/(12*32*(256-TH1);

12、方式2的波特率一般为晶振频率/64；但是有一种情况，方式1,2,3的波特率不是上面所说的一般情况。那就是SMOD等于1的时候，一般情况，SMOD=0;波特率是上面写的公式；SMOD是PCON寄存器的最高位，就是地址87H中存的数的最高位。用MOV 87H,#80H就可以让SMOD=1，上面写的方式1,2,3的波特率公式都要乘以2，就是当SMOD=1时候波特率加倍。PWM，叫脉宽调制，就是控制一个周期信号的占空比，就是一个周期中，高电平占多少，它的作用一般就是控制电机转速。就是通过定时器定下一定的时间来维持高电平和低电平。高电平时候电机工作，低电平时候不供电。或者相反。具体代码在程序一章会讲。

13、（三），中断中断，是单片机应用中最为给力的一项功能，中断，顾名思义，就是在程序执行过程中，遇到一个情况，程序执行出现断路，断开之后，要去执行别的东西，这些突发的事情处理完，回过头来，从刚刚断开的那个地方的下一句再执行。举个例子，我正在兴致勃勃的写着程序，突然间老婆大人打来电话，我就得放下手里的事情，马上出去接老婆的电话，挂了电话之后，又得继续写我的程序。来电话之后，我放下手头工作，就叫中断。出去接电话就叫中断处理，回来继续写的第一句代码就叫中断断点。51单片机中，AT89C52有6个中断源，从优先级的高到低，分别为：中断源中断编号说明中断程序地址外部中断01由P3.2管脚控制0003H定时器0

14、溢出2定时器0溢出000BH外部中断13由P3.3管脚控制0013H定时器1溢出4定时器1溢出001BH串行口收发完5串口收发完工0023H定时器2溢出6定时器2溢出002BH 中断的使用，首先要打开中断，然后设置中断相关参数：打开中断，首先要打开总中断开关，就是让EA为1，即SETB EA串行口中断需要打开它的开关，就是ES,执行SETB ES就可以。然后，用到哪个中断，就打开对应开关，就是把下面对应的参数设为1就可以ET1T1溢出中断，SETB ET1就可以开启ET2T2溢出中断，ET0T0溢出中断EX1外部中断1，使用时要SETB EX1EX0外部中断0除此外，外部中断还可以选择是用低电

15、平触发还是下降沿触发。IT0=1，就是执行SETB IT0之后，外部中断0为下降沿触发，否则是低电平触发。IT1=1，外部中断1是下降沿触发，否则是低电平触发。 三，单片机中的灵魂-程序代码 说到程序，很多初学的同学甭提多么纠结了，程序给人的感觉和我们的语言习惯大不一样，整个一个逻辑竞猜和脑筋急转弯。其实程序就是一个过程，只是表现形式为代码，通过算法的各种原理，组合到了一起。其实所有程序的过程都是清晰明了的。只要细心思考分析，并不是那么可怕。51系列单片机，可以采用汇编语言来编写程序，最后存储为asm类型的文件，或者用C语言编写，最后存为c类型的文件，通常我们用keil软件将其编译为hex类型

16、的文件，然后用单片机烧录软件将其烧录到单片机中，就可以达到我们预想的结果了。笔者个人觉得，想学好程序，要先懂得单片机的内部构造，主要是要懂得各大寄存器的名字和使用方式。这个通晓了，一切自在掌握之中。51单片机有如下一些寄存器。通用寄存器，就是R0，R1, R2,R3，R4，R5，R6，R7.这些寄存器用着比较方便，只要直接向里面传送数据就可以。例如，我们向R0里面存一个数23H，那么就编写MOV R0，#23H。算数寄存器，ACC和B，ACC累加寄存器用的较多，关于加减乘除很多都围绕ACC进行，使用中我们将ACC的名字简化为A，例如，我们向A中存一个数33H,那么就编写MOV A,#33H。这

17、里面的#33H，为什么要加一个“#”呢，因为单片机中，内存的地址也是两位十六进制，33H既可以表示内存中33H那个存储区域，又可以表示一个数字33H。为了区分，我们将数字写成#33H。什么？你想在内存中33H那个区域存一个数72H？好吧，我们就和这个33H地址对应的区域较一较劲。单片机中，我们不能直接对一个明确的地址写入数据。但是我们可以间接的访问这个33H对应的地址，那就要借助，R0和R1。只有它们才能起到间接辅助寻址的功能。好，我们来实现它。首先要访问33H，我们就先把33H存入R0，编写MOV R0 ,#33H 现在R0里面有了个33H，然后编写MOV R0 , #72H 很多朋友都会说

18、这个不就是寻址方式中的寄存器寻址吗，对，寻址方式不是重点，有兴趣大家参照单片机教材资料，了解一下即可。重点是为什么这里用R0，其实和电子邮箱地址中的一样，这里的表示的就是“在R0里面的数字对应的地址”，R0存了33H，这里R0，就是指的33H这个地址，我们对这个地址写入一个72H，所以就要编写，MOV R0 , #72H。还有就是四个I/O寄存器，P0，P1,P2，P3它们直接关系到那32个管脚的高低电平，直接对其写入就可以了，MOV P1 , #33H.当然也可以针对某一个管脚操作，就是布尔操作，用SETB P1.0就可以把P1.0置为高电平，CLR P1.0就是把P1.0置为低电平。其余的

19、，有个位寄存器C，其实C就可以存1或者0，它是表示进位的标志，再没有进位情况下，我们可以用它来当做位操作的中间站。闲言少叙，我们开始谈谈汇编语言。51系列的汇编指令不是很多，而且规律性比较强。还有那些伪指令，大家可以参照教科书一一了解。汇编语言模块化不是很强，调用模块比较麻烦，属于底层语言，直接面向硬件，每个操作都可以落实到确切的寄存器上。大体上设计方法有四种：顺序法，查表发，分支法，循环法。程序设计要注意伪指令的应用。首先ORG很重要，它可以定义程序对应ROM的地址，然后是END,虽然程序并不是执行到END结束，但是END可以告诉编译工具，到END就可以停止编译了。BIT伪指令表示用一个名字

20、替代位地址。例如 EN BIT P1.1那么P1.1就可以用EN来表示。SETB P1.1 和SETB EN就是等价的了。EQU的作用就是表示等价。例如：PI EUQ 34H 表示这个数34H可以用PI来代表。执行MOV P1，#34H和MOV P1 ,#PI是等价的。DATA伪指令用于定义一个ROM中的地址。例如 L1 DATA 3000H表示标签为L1的程序要存在3000H开始的ROM中的区域。那么什么是标签呢？程序中的某一句话可能比较重要，我们需要切换到这句话怎么办，就在这句话前面加上一个标签，例如，我们把 MOV P1，#30H这句加上标签L1.它就可以写成L1：MOV P1，#30H

21、 然后跳转到L1，或者调用L1，就执行后面的MOV P1，#30H了。接下来列举几个小程序，逐一分析一下。彩灯循环：这是常见的简单程序，我们先让P0口接的LED中的一个灯亮，然后顺序左移，移到最后一个再右移。循环往复。代码如下：ORG 0000HAJMP MAINORG 0080HMAIN : MOV A , #7FH 这行是让一个灯亮起来 MOV P0 , AMOV R0,#07H 移动7次 MOV R1，#07H MOV R2 , #0FFH 用来延时，要不然太快了 MOV R3 ,#0FFHL1：RRC A MOV P0 , AL2 : DJNZ R2 , L2 NOP NOP NOP NOP DJNZ R3,L2DJNZ R0，L1MOV R3 ,#0FFHMOV R2 , #0FFHL3：RLC A MOV P0，AL4：DJNZ R2，L4 NOP NOP NOP NOPDJNZ R3， L4DJNZ R1 , L3AJMP MAINEND程序编写很重要的一个原则是节约简洁高效，我写这个程序为了细致明了，其实已经浪费了很多代码。希望专业的朋友不要见怪。整个过程主体是顺序执行，结尾又跳转回开头的主程序，这就是循环体。到此为止，第一节就结束了，后续文章中我会继续分享心得和体验。欢迎支持。