单片机概述与结构1

【单片机概述与结构】 单片机是一种集成了微处理器、存储器和外围设备接口的集成电路，主要用于嵌入式系统的控制。51单片机是单片机的一种，基于Intel 8051架构，广泛应用于各种电子设备中。 在51单片机中，复位后，SP（堆栈指针）的初始值通常为07H，PC（程序计数器）的值被清零，I/O口的初始状态取决于硬件设计。单片机有四个工作寄存器区，这些区域的切换由PSW（程序状态字）中的RS0和RS1两位的状态决定。51单片机的并行端口中，P0口具有最强的驱动能力，能够直接驱动LED等负载。 51单片机的PC长度为16位，这意味着它可以寻址64KB的程序存储空间。SP为8位，可表示0到255的数值，DPTR（数据指针）为16位，用于间接寻址外部数据存储器。访问程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器的指令分别是MOVC、MOV和MOVX。P标志位（奇偶标志位）在执行逻辑运算后，根据累加器A中1的个数设定，如果A中1的个数为偶数，P标志位为0，反之为1。 在扩展外部存储器或I/O口时，P2口通常作为高位地址线使用。51单片机内部RAM中有4个工作寄存器区，位地址总共有256个（00-FF）。外部中断1（INT1）的中断入口地址通常是0013H，定时器1的中断入口地址为001BH。51单片机有4个并行I/O口，即P0-P3，它们是准双向口，从输出转输入时需先写入1以避免信号冲突。堆栈通常在内部RAM的20H-2FH区域建立。 访问片外部数据存储器时，需要用到/RD、/WE、/PSEN和ALE信号，其中/ALE用于锁存低8位地址。P0口作为输出时，为了稳定输出，需要外接上拉电阻。进位标志CY位于程序状态字寄存器PSW中，堆栈遵循先进后出的原则。在6MHz晶振频率下，51单片机的一个机器周期等于2μs。 单片机常用于家用电器的控制，属于微计算机的测量、控制应用。PC的值始终指向下一条将要执行的指令地址。程序一般存储在ROM中，因为需要保持断电后数据不丢失。堆栈操作中，所有数据弹出后SP应指向栈底单元地址加1的位置。并行I/O口信息的读取有两种方式：读引脚和读锁存器。 51单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器两个空间，程序存储器地址范围从0000H到FFFFH（16KB），数据存储器地址范围从00H到7FH（128字节）为片内RAM，从80H到FFFFH（64KB）为片外RAM。51单片机的EA引脚用于选择使用内部还是外部程序存储器，高电平时使用内部，低电平时扩展外部ROM。 中断系统方面，51单片机有5个中断源：INT0、INT1、T0、T1和串行口。外部中断INT0和INT1可以设置为电平触发或边沿触发，前者适合高电平输入，后者适合正脉冲输入。中断源的入口地址固定，中断响应等待时间至少3个机器周期。中断优先级可以通过设置中断允许寄存器IE和中断优先级寄存器IP来实现。 中断源中断请求标志的清除方式各异，INT0和INT1在电平触发时不能自动清除，需要软件清零；而定时/计数器中断和串行口中断在中断服务子程序的末尾自动清除。外部中断初始化包括设置中断允许、中断触发方式、中断优先级和中断请求标志的清除方式。