51单片机学习心得

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。