1、51 单片机入门学习笔记有一段时间不碰单片机了，现在重新整理。一是回忆知识，重新拾起来。二是给想入门单片机的朋友一点参考。一部分资料源于网络。一、51 单片机简介目前学习板上常用的是 STC89C52 单片机。封装是 DIP40。主要参数1. 增强型 8051 单片机，6 时钟/ 机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统 8051。2. 工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）3.工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作 频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为 8K 字节5. 片上集成 51
2、2 字节 RAM6. 通用 I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片8. 具有 EEPROM 功能9. 共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T210.外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异
3、步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个 UART12. 工作温度范围：-40+85 （工业级）/075（商业级）二、I/O 介绍P0 内部不带上拉电阻，其余三组带内部上拉电阻。P0 是双向 8 位三态 I/O 口。由于内部没有上拉电阻。所以默认是高阻态（指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平，如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定。电路分析时高阻态可做开路理解） ，所以使用时外部必须接上拉电阻。三、寄存器存器 51 单片机共有 21 个并且都是可寻址的列表如下(其中带*号的为 5
4、2 系列所增加的特殊功能寄存器)：MCS51 单片机的特殊功能寄存器符号 地址 功能介绍B F0H B 寄存器ACC E0H 累加器PSW D0H 程序状态字TH2* CDH 定时器/计数器 2（高 8 位）TL2* CCH 定时器/计数器 2（低 8 位）RCAP2H* CBH外部输入（P1.1）计数器/自动再装入模式时初值寄存器高八位RCAP2L* CAH外部输入（P1.1）计数器/自动再装入模式时初值寄存器低八位T2CON* C8H T2 定时器/计数器控制寄存器IP B8H 中断优先级控制寄存器P3 B0H P3 口锁存器IE A8H 中断允许控制寄存器P2 A0H P2 口锁存器SB
5、UF 99H 串行口锁存器SCON 98H 串行口控制寄存器P1 90H P1 口锁存器TH1 8DH 定时器/计数器 1（高 8 位）TH0 8CH 定时器/计数器 1（低 8 位）TL1 8BH 定时器/计数器 0（高 8 位）TL0 8AH 定时器/计数器 0（低 8 位）TMOD 89H T0、T1 定时器/计数器方式控制寄存器TCON 88H T0、T1 定时器/计数器控制寄存器DPH 83H 数据地址指针（高 8 位）DPL 82H 数据地址指针（低 8 位）SP 81H 堆栈指针P0 80H P0 口锁存器PCON 87H 电源控制寄存器分别说明如下：1、ACC-是累加器，通常用
6、 A 表示这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢?或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在 ACC 中的缘故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。自身带有全零标志 Z，若 A=0 则 Z=1;若 A0 则 z=0。该标志常用作程序分枝转移的判断条件。2、B-一个寄存器在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。3、PSW-程序状态字。这是一个很重要的东西，里面放了 CPU 工作时的很多状态，借此，我们可以了解 CPU 的当前状态，并作出相应的处理。它的各位功能请
7、看下表：PSW 程序状态字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0CY AC F0 RS1 RS0 OV P下面我们逐一介绍各位的用途CY：进位标志。8051 中的运算器是一种 8 位的运算器，我们知道，8 位运算器只能表示到 0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过 255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办?最高位就进到这里来。这样就没事了。有进、借位，CY=1;无进、借位，CY=0例：78H+97H(01111000+10010111)AC：辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。例：57H+3AH(01010111+00111010)F0：用户标志位由用户(
8、编程人员)决定什么时候用，什么时候不用。RS1、RS0：工作寄存器组选择位通过修改 PSW 中的 RS1、RS0 两位的状态，就能任选一个工作寄存器区。这个特点提高了 MCS-51 现场保护和现场恢复的速度。对于提高 CPU 的工作效率和响应中断的速度是很有利的。若在一个实际的应用系统中，不需要四组工作寄存器，那么这个区域中多余单元可以作为一般的数据缓冲器使用。工作寄存器区选择RS1RS0当前使用的工作寄存器区 R0R70 0 0 区(0007H)0 1 1 区(080Fh)1 0 2 区(1017h)1 1 3 区(181Fh)0V：溢出标志位运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1;无溢出
9、，OV=0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。P：奇偶校验位它用来表示 ALU 运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为 0。运算结果有奇数个 1，P=1;运算结果有偶数个 1，P=0。例：某运算结果是 78H(01111000)，显然 1 的个数为偶数，所以 P=0。4、DPTR(DPH、DPL)-数据指针可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。分成 DPL(低 8 位)和 DPH(高 8 位)两个寄存器。用来存放 16 位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据RAM 或程序存储器作 64K 字
10、节范围内的数据操作。5、P0、P1、P2、P3-输入输出口(I/O)寄存器这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口(I/O)的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。6、IE-中断充许寄存器可按位寻址，地址：A8HIE 中断允许寄存器B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0EA - ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0EA (IE.7)：EA=0 时，所有中断禁止(即不产生中断);EA=1 时，各中断的产生由个别的允许位决定- (IE.6)：保留ET2(IE.5)：定时 2 溢出中断允许(8052 用)ES (IE.4)：串行口中断允许(ES=1 允许，ES=0 禁止)ET1(IE
11、.3)：定时 1 中断允许EX1(IE.2)：外中断 INT1 中断允许ET0(IE.1)：定时器 0 中断允许EX0(IE.0)：外部中断 INT0 的中断允许7、IP-中断优先级控制寄存器可按位寻址，地址位 B8HIP 中断优先级控制寄存器B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0- - PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0- (IP.7)：保留- (IP.6)：保留PT2(IP.5)：定时 2 中断优先(8052 用)PS (IP.4)：串行口中断优先PT1(IP.3)：定时 1 中断优先PX1(IP.2)：外中断 INT1 中断优先PT0(IP.1)：定时器 0 中断优先P
12、X0(IP.0)：外部中断 INT0 的中断优先8、TMOD-定时器控制寄存器不按位寻址，地址 89HTMOD 定时器控制寄存器B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0GATE ：定时操作开关控制位，当 GATE=1 时，INT0 或 INT1 引脚为高电平，同时 TCON 中的 TR0 或 TR1 控制位为 1 时，计时/计数器 0 或 1 才开始工作。若GATE=0，则只要将 TR0 或 TR1 控制位设为 1，计时/计数器 0 或 1 就开始工作。C/T ：定时器或计数器功能的选择位。C/T=1 为计数器，通过外部引脚 T0
13、 或 T1输入计数脉冲。C/T=0 时为定时器，由内部系统时钟提供计时工作脉冲。M1 、M0：T0、T1 工作模式选择位M1 、M0：T0、T1 工作模式选择位M1 M0 工作模式0 0 方式 0，13 位计数/计时器0 1 方式,1，16 位计数/计时器1 0 方式 2，8 位自动加载计数/计时器1 1方式 3，仅适用于 T0，定时器 0 分为两个独立的 8 位定时器/计数器 TH0 及 TL0，T1 在方式 3 时停止工作9、TCON-定时器控制寄存器可按位寻址，地址位 88HTCON 定时器控制寄存器B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0TF1TR1 TF0 TR0 IE1 IT
14、1 IE0 IT0TF1：定时器 T1 溢出标志，可由程序查询和清零，TF1 也是中断请求源，当 CPU响应 T1 中断时由硬件清零。TF0：定时器 T0 溢出标志，可由程序查询和清零，TF0 也是中断请求源，当 CPU响应 T0 中断时由硬件清零。TR1：T1 充许计数控制位，为 1 时充许 T1 计数。TR0：T0 充许计数控制位，为 1 时充许 T0 计数。IE1：外部中断 1 请示源(INT1，P3.3)标志。IE1=1，外部中断 1 正在向 CPU 请求中断，当 CPU 响应该中断时由硬件清“0”IE1(边沿触发方式)。IT1：外部中断源 1 触发方式控制位。IT1=0，外部中断 1
15、 程控为电平触发方式，当 INT1(P3.3)输入低电平时，置位 IE1。IE0：外部中断 0 请示源(INT0，P3.2)标志。IE0=1，外部中断 1 正在向 CPU 请求中断，当 CPU 响应该中断时由硬件清“0”IE0(边沿触发方式)。IT0：外部中断源 0 触发方式控制位。IT0=0，外部中断 1 程控为电平触发方式，当 INT0(P3.2)输入低电平时，置位 IE0。10、SCON-串行通信控制寄存器它是一个可寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址是 98H，其结构格式如下：SCON 串行通信控制寄存器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0SM0SM1SM2REN
16、TB8RB8TIRI(1)SM0、SM1：串行口工作方式控制位。SM0，SM1 工作方式00 方式 0-波特率由振荡器频率所定：振荡器频率/1201 方式 1-波特率由定时器 T1 或 T2 的溢出率和 SMOD 所定：2SMOD (T1 溢出率)/3210 方式 2-波特率由振荡器频率和 SMOD 所定：2SMOD 振荡器频率/6411 方式 3-波特率由定时器 T1 或 T2 的溢出率和 SMOD 所定：2SMOD (T1 溢出率)/32(2)SM2：多机通信控制位。 多机通信是工作于方式 2 和方式 3，SM2 位主要用于方式 2 和方式 3。接收状态，当串行口工作于方式 2 或 3，以
17、及 SM2=1 时，只有当接收到第 9 位数据(RB8)为 1 时，才把接收到的前 8 位数据送入 SBUF，且置位 RI 发出中断申请，否则会将接受到的数据放弃。当 SM2=0 时，就不管第位数据是 0 还是 1，都难得数据送入 SBUF，并发出中断申请。工作于方式 0 时，SM2 必须为 0。(3)REN：允许接收位。 REN 用于控制数据接收的允许和禁止，REN=1 时，允许接收，REN=0 时，禁止接收。(4)TB8：发送接收数据位 8。 在方式 2 和方式 3 中，TB8 是要发送的即第 9 位数据位。在多机通信中同样亦要传输这一位，并且它代表传输的地址还是数据，TB8=0 为数据，
18、TB8=1 时为地址。(5)RB8：接收数据位 8。在方式 2 和方式 3 中，RB8 存放接收到的第 9 位数据，用以识别接收到的数据特征。(6)TI：发送中断标志位。可寻址标志位。方式 0 时，发送完第 8 位数据后，由硬件置位，其它方式下，在发送或停止位之前由硬件置位，因此，TI=1 表示帧发送结束，TI 可由软件清“0”。(7)RI：接收中断标志位。可寻址标志位。接收完第 8 位数据后，该位由硬件置位，在其他工作方式下，该位由硬件置位，RI=1 表示帧接收完成。11、PCON-电源管理寄存器PCON 主要是为 CHMOS 型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址是87H，其结构格
19、式如下：PCON 电源管理寄存器结构D7 D6D5D4D3 D2 D1D0SMOD- - - GF1GF0PDIDL在 CHMOS 型单片机中，除 SMOD 位外，其他位均为虚设的，SMOD 是串行口波特率倍增位，当 SMOD=1 时，串行口波特率加倍。系统复位默认为 SMOD=0。12、T2CON-T2 状态控制寄存器T2CON 定时器控制寄存器B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0TF2EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2TF2：T2 溢出中断标志。TF2 必须由用户程序清“0” 。当 T2 作为串口波特率发生器时，TF2 不会被置“1” 。EX
20、F2：定时器 T2 外部中断标志。EXEN2 为 1 时，当 T2EX(P1.1)发生负跳变时置1 中断标志 DXF2，EXF2 必须由用户程序清“0” 。TCLK：串行接口的发送时钟选择标志。TCLK=1 时，T2 工作于波特率发生器方式。RCLK：串行接口的接收时钟选择标志位。RCLK=1 时，T2 工作于波特率发生器方式。EXEN2：T2 的外部中断充许标志。C/T2：外部计数器/定时器选择位。C/T2=1 时，T2 为外部事件计数器，计数脉冲来自 T2(P1.0);C/T2=0 时，T2 为定时器，振荡脉冲的十二分频信号作为计数信号。TR2：T2 计数/定时控制位。TR1 为 1 时充许计数，为 0 时禁止计数。CP/RL2：捕捉和常数自动再装入方式选择位。为 1 时工作于捕捉方式，为 0 时T2 工作于常数自动再装入方式。当 TCLK 或 RCLK 为 1 时，CP/RL2 被忽略，T2总是工作于常数自动再装入方式。下面对 T2CON 的 D0、D2、D4、D5 几位主要控制 T2 的工作方式，下面对这几位的组合关系进行总结定时器 T2 方式选择RCLK+TCLKCP/RL2TR2工作方式0 0 1 16 位常数自动再装入方式0 1 1 16 位捕捉方式1 1 串行口波特率发生器方式 0 停止计数
