嵌入式原理

振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期的关系

什么是嵌入式

关键字: 受限
受限的设备 资源受限 成本受限 性能受限

嵌入式系统有什么

CPU

运算器，控制器

内存

寄存器

1.累加器 A

也叫 ACC。用作累加（加减乘除都可以变化为加法）

2.寄存器 B

作为执行乘法和除法操作而设置的

3.特殊寄存器（如 P1.0,p0.1 等）

4.PSW(*)

• CY（PSW.7）：进位标志位
• AC（PSW.6）：辅助进位标志位，当低四位向高四位进位或借位时，AC 置为 1
• F0 (PSW.5): 标志位
• RS1、RS0：用于选择工作寄存区
• OV(PSW.2) : 溢出标志位，溢出则置 0
• PSW.1 位：该位是保留位
• P(PSW.0)：奇偶标志位:奇偶标志位对串行口通讯中的数据传输有重要的意义，常用奇偶检验的方法来检验数据传输的可靠性

程序状态寄存器 PSW 的格式

注意:(ODO).5 =>D5 考试中遇到要能分辨

D7<—————————————————–D0

工作寄存区选择控制位 1 和位 0 的定义

5.程序存储器

用于存储下一条指令地址和中断地址

IO

• P0口是三态双向口，称地址/数据总线口。

  P0口用以输出外部存储器的低 8 位地址。

  由于数据和地址是分时输出，故应在外部加锁存器将此地址数据锁存，地址锁存信号用ALE。

  P0用于读/写外部存储器的数据（Data）。

  当不需要读写外部存储器时，P0 口可用作普通的 I/O 输出端口,此时,需要上拉电阻

  P0口可驱动 8 个 LSTTL 负载

• P1 口有内部上拉单元，每根 I/O 线路可独立的用作输入或输出。用作输入时，端口的位锁存器必须为 1，以关闭输出驱动 FET。这时 P1 口由内部提拉元件拉为高电平，但可以由外部电源拉为低电平。

• P2口在系统扩展时作高 8 位地址线。

  如果没有系统扩展，例如使用8051/8751/8951 单片机不扩展外部存储器时，P2 口也可以作为用户 I/O 口线使用。

  P2口是准双向口。

  P2口可驱动 4 个标准 LSTTL 负载。

• P3口可驱动 4 个标准 LSTTL 负载。P3 口在以下的情况下作为第二功能使用：串行通信使用，外部中断使用，定时器/计数器使用，扩展外部 RAM 时使用控制信号。除上述情况外，则可以当作 I/O 引脚用

单片机的引脚

8051 只有四个口

P0,P1,P2,P3

P0 是三态口!!!

P0、P1、P2、P3 都是双向口：既可以配置为输入也可以配置为输出

8051 引脚对应功能

P1.0 是一个地址为 90h

P1.1 为 91h…以此类推

高电位/低电位：大概 4.5v 以上为高电位，4.5v 一下为低电位、中间为悬空态，如果想要解决悬空态要接上拉电阻和下拉电阻

• 给一个简答题或程序题解读程序在干什么：首先说明是怎么连接的线(不要漏这句话)，然后说明这个按钮或者灯实现了什么功能

• VCC: PIN 40—-电源正端, 为+5V。

• VSS: PIN 20 —-电源地端。

• RESET: PIN9—-复位引脚。当晶体振荡器运行时，只要在这个引脚出现两个机器周期的高电平， 就可以使单片机复位 。PIN9 引脚内部有下拉电阻，用户只要在 VCC 和该引脚之间接电容，就可实现上电复位。

指令系统

伪指令

.HEX 文件不支持伪指令

1.ORG：总是会出现在每段源程序或者数据块的开始，表示程序的起始地址

2.DB：定义字节

3.DW：定义字

实例：

将 54H,10H,30H,72H,‘TYUT’，从 200H 开始将字节存入内存连续单元中

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#指定起始地址因为要从200H开始存储所以起始地址设置为200H
ORG 200H
DATA1:DB 54H,10H,30H,72H
DATA2:DB 'TYUT'

如果改为字存储

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2

ORG 200H
DATA1: DW 5410H,3072H,'TYUT'

4.EQU：相当于’=’

5.END：汇编结束

注意：

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MOV ，@A   #‘@’符号为取地址符 会有两道题让判断其中的值

MOVX A,@DPTR  #MOVX为读取外部存储器PC,DPTR
#将DPTR内数值为地址的外部数据存储器的内容送给A

MOVC A,@A+PC  
#MOVC读取程序存储器的值,这句指令是将A和DPTR两个寄存器的值相加之和作为程序存储器的数据地址，将地址的内容给A

寻址方式

1.寄存器寻址

2.直接寻址

3.立即寻址

4.寄存器间接寻址

4.基址加变址寄存器间接寻址

5.位寻址方式

6.相对寻址方式

运算指令

1.一般加法指令：ADD

2.带进位的加法指令：ADDC

以上两个指令均会影响 AC，CY，OV，P

3.增量指令：INC 增量指令不会影响标志位

5.减法指令：SUBB 会影响标志位 AC，CY，OV，P

6.乘法指令：MUL 会影响 OV 标志，当乘积大于 0FFH 时，OV 置 1，否则清 0；乘法指令总是使 CY 清 0

7.除法指令：DIV

程序设计

目前最常用的编码是 ASCII 码

十进制转化为 BCD 码

162=>BCD 将每一位十进制用四位 BCD 码表示即：0001 0110 0010

延时程序

如果使用 12MHz 晶振，一个机器周期就是 1 微秒

考试会考，变化数值要会计算

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DELAY: MOV R5, #100
DEL0: MOV R6, #200
DEL1: MOV R7, #248
# DJNZ为双指令，即两个机器周期的指令
DEL2: DJNZ R7, DEL2	;248*2+1=497个机器周期
      DJNZ R6, DEL1 ;(248*2+1+2)*200+1=99801个机器周期
      DJNZ R5, DEL0
      RET

中断

中断源 5 个

外部中断源 由单片机的外围引脚 P3.2、P3.3 输入低电平或下降沿信号

1. 中断源发出请求

2. 中断响应（

   •中断源有中断请求；

   • 此中断源的中断允许位为 1；

   • CPU 开中断（即 EA=1）。）IE 为寄存器包含 EA

3. 中断服务（interrupt）

4. 中断返回

与中断相关特殊功能寄存器 SFR

中断允许控制寄存器 IE

有定义的位地址：例：EA=0(禁止中断)反之开中断

1. EA：中断允许的总控制位

2. EX0：外部中断 0 允许控制位

3. EX1：外部中断 1 允许控制位

4. ET0：定时器 0 允许控制位

5. ET1：定时器 1 允许控制位

6. ES：串口中断允许位

注意：先开总中断 EA 再开分中断 ET0 或者 ET1

SETB EA EA = 1

SETB ET0 ET0 = 1

上述两种写法都是对的

定时器控制寄存器 TCON

与中断有关的控制位：

1. IE0：外部中断 0 请求标志位

2. IE1：外部中断 1 请求标志位

3. IT0：外部中断 0 请求方式控制位，为 0 时低电平有效

4. IT1：外部中断 1 请求方式控制位

5. TF0：计数器 0 溢出标志位，当发生溢出时置为 1，转到中断服务

6. TF1：计数器 1 溢出标志位

注意：中断子程序的两种写法

• interrupt{}

• if(IF0 == 1){}

中断优先级控制寄存器 IP

当 CPU 正在执行一个低优先级中断处理程序时，它能被高优先级中断源所中断，但不能被同级中断源所中断。

注意：只有 8052 有 T2 中断源，8051 没有，所以选择题看到 T2 直接排除

串行口控制寄存器 SCON

TI—串行口发送中断请求标志位。

RI—串行口接收中断请求标志位

定时器/计数器

TMOD

工作模式寄存器

四种工作模式

串口

单工，半双工，全双工的区别

单工：数据只能单向传输，发送方只能发送消息，接收方只能接收消息（广播电台）

半双工：数据可以在两个方向上进行传输，但不能同时进行，某一时刻只能单向传输（对讲机）

全双工：数据可以在两个方向上同事进行传输（电话）

系统扩展与接口技术

SPI：常被用作显示屏上

I^{2C：用于读取数据，适用于传感器}

I^{2S:用于处理声音}