菜鳥的基礎(chǔ)知識匯總:單片機(jī)掃盲帖,初學(xué)者必看
(六)學(xué)習(xí)應(yīng)用六大重要部分
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/226881.htm一、總線:我們知道,一個電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中,連線并不成為一個問題,因為各器件間一般是串行關(guān)系,各器件之間的連線并不很多,但計算機(jī)電路卻不一樣,它是以微處理器為核心,各器件都要與微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協(xié)調(diào),所以需要的連線就很多了,如果仍如同模擬電路一樣,在各微處理器和各器件間單獨連線,則線的數(shù)量將多得驚人,所以在微處理機(jī)中引入了總線的概念,各個器件共同享用連線,所有器件的8根數(shù)據(jù)線全部接到8根公用的線上,即相當(dāng)于各個器件并聯(lián)起來,但僅這樣還不行,如果有兩個器件同時送出數(shù)據(jù),一個為0,一個為1,那么,接收方接收到的究竟是什么呢?這種情況是不允許的,所以要通過控制線進(jìn)行控制,使器件分時工作,任何時候只能有一個器件發(fā)送數(shù)據(jù)(可以有多個器件同時接收)。器件的數(shù)據(jù)線也就被稱為數(shù)據(jù)總線,器件所有的控制線被稱為控制總線。在單片機(jī)內(nèi)部或者外部存儲器及其它器件中有存儲單元,這些存儲單元要被分配地址,才能使用,分配地址當(dāng)然也是以電信號的形式給出的,由于存儲單元比較多,所以,用于地址分配的線也較多,這些線被稱為地址總線。
二、數(shù)據(jù)、地址、指令:之所以將這三者放在一起,是因為這三者的本質(zhì)都是一樣的——數(shù)字,或者說都是一串‘0’和‘1’組成的序列。換言之,地址、指令也都是數(shù)據(jù)。指令:由單片機(jī)芯片的設(shè)計者規(guī)定的一種數(shù)字,它與我們常用的指令助記符有著嚴(yán)格的一一對應(yīng)關(guān)系,不可以由單片機(jī)的開發(fā)者更改。地址:是尋找單片機(jī)內(nèi)部、外部的存儲單元、輸入輸出口的依據(jù),內(nèi)部單元的地址值已由芯片設(shè)計者規(guī)定好,不可更改,外部的單元可以由單片機(jī)開發(fā)者自行決定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執(zhí)行過程)。數(shù)據(jù):這是由微處理機(jī)處理的對象,在各種不同的應(yīng)用電路中各不相同,一般而言,被處理的數(shù)據(jù)可能有這么幾種情況:
1.地址(如MOV DPTR,1000H),即地址1000H送入DPTR。
2.方式字或控制字(如MOV TMOD,#3),3即是控制字。
3.常數(shù)(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數(shù)。
4.實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執(zhí)行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗,則執(zhí)行指令:MOV P1,#00H)這里0FFH和00H都是實際輸出值。又如用于LED的字形碼,也是實際輸出的值。
理解了地址、指令的本質(zhì),就不難理解程序運行過程中為什么會跑飛,會把數(shù)據(jù)當(dāng)成指令來執(zhí)行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:初學(xué)時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認(rèn)為第二功能和原功能之間要有一個切換的過程,或者說要有一條指令,事實上,各端口的第二功能完全是自動的,不需要用指令來轉(zhuǎn)換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當(dāng)微片理機(jī)外接RAM或有外部I/O口時,它們被用作第二功能,不能作為通用I/O口使用,只要一微處理機(jī)一執(zhí)行到MOVX指令,就會有相應(yīng)的信號從P3.6或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為通用I/O口使用’也并不是‘不能’而是(使用者)‘不會’將其作為通用I/O口使用。你完全可以在指令中按排一條SETB P3.7的指令,并且當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行到這條指令時,也會使P3.7變?yōu)楦唠娖?,但使用者不會這么去做,因為這通常會導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。
四、程序的執(zhí)行過程: 單片機(jī)在通電復(fù)位后8051內(nèi)的程序計數(shù)器(PC)中的值為‘0000’,所以程序總是從‘0000’單元開始執(zhí)行,也就是說:在系統(tǒng)的ROM中一定要存在‘0000’這個單元,并且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧: 堆棧是一個區(qū)域,是用來存放數(shù)據(jù)的,這個區(qū)域本身沒有任何特殊之處,就是內(nèi)部RAM的一部份,特殊的是它存放和取用數(shù)據(jù)的方式,即所謂的‘先進(jìn)后出,后進(jìn)先出’,并且堆棧有特殊的數(shù)據(jù)傳輸指令,即‘PUSH’和‘POP’,有一個特殊的專為其服務(wù)的單元,即堆棧指針SP,每當(dāng)執(zhí)一次PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動加1,每當(dāng)執(zhí)行一次POP指令,SP就(在原來值的基礎(chǔ)上)自動減1。由于SP中的值可以用指令加以改變,所以只要在程序開始階段更改了SP的值,就可以把堆棧設(shè)置在規(guī)定的內(nèi)存單元中,如在程序開始時,用一條MOV SP,#5FH指令,就時把堆棧設(shè)置在從內(nèi)存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這么一條設(shè)置堆棧指針的指令,因為開機(jī)時,SP的初始值為07H,這樣就使堆棧從08H單元開始往后,而08H到1FH這個區(qū)域正是8031的第二、三、四工作寄存器區(qū),經(jīng)常要被使用,這會造成數(shù)據(jù)的混亂。不同作者編寫程序時,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習(xí)慣問題。當(dāng)設(shè)置好堆棧區(qū)后,并不意味著該區(qū)域成為一種專用內(nèi)存,它還是可以象普通內(nèi)存區(qū)域一樣使用,只是一般情況下編程者不會把它當(dāng)成普通內(nèi)存用了。
六、單片機(jī)的開發(fā)過程: 這里所說的開發(fā)過程并不是一般書中所說的從任務(wù)分析開始,我們假設(shè)已設(shè)計并制作好硬件,下面就是編寫軟件的工作。在編寫軟件之前,首先要確定一些常數(shù)、地址,事實上這些常數(shù)、地址在設(shè)計階段已被直接或間接地確定下來了。如當(dāng)某器件的連線設(shè)計好后,其地址也就被確定了,當(dāng)器件的功能被確定下來后,其控制字也就被確定了。然后用文本編輯器(如EDIT、CCED等)編寫軟件,編寫好后,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,直到?jīng)]有語法錯誤,除了極簡單的程序外,一般應(yīng)用仿真機(jī)對軟件進(jìn)行調(diào)試,直到程序運行正確為止。運行正確后,就可以寫片(將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯后,生成了擴(kuò)展名為HEX的目標(biāo)文件,一般編程器能夠識別這種格式的文件,只要將此文件調(diào)入即可寫片。在此,為使大家對整個過程有個認(rèn)識,舉一例說明:
單片機(jī)試驗板ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START:
MOV SP,#5FH ;設(shè)堆棧
LOOP:
NOP
LJMP LOOP ;循環(huán)
END ;結(jié)束
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