2023年单片机知识点.doc

单片机是一种集成电路芯片，它集成了CPU、寄存器、RAM/ROM以及I/O接口，构成了一种微型计算机系统。这种系统体积小、功耗低、性价比高，数据大都在片内传送，具有较强的抗干扰能力和可靠性。随着技术的发展，单片机的数据位长从1位发展到32位，CPU的处理能力和速度不断提升，片内RAM和ROM的容量也逐渐增大，片内外I/O口和功能模块的数量和种类也在不断增加，外部RAM/IO口和程序存储器的寻址能力也得到了扩展，同时体积减小，功耗降低。 单片机的应用范围非常广泛，包括控制应用、软硬件结合、适应恶劣现场环境的单片机应用等。应用场合涵盖了工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等多个领域。由于应用现场可能面临各种恶劣环境，如电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等，因此在单片机的选用和应用时，需要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和抗反电势干扰技术等多种技术手段，以确保系统稳定可靠地运行。 在单片机的构造和原理方面，MCS-51单片机作为一个典型的8位微处理器，其物理构造包括了P0、P1、P2、P3等输入/输出口，RST复位/VPD后备电源引入端、EA读内/外ROM控制/Vpp编程电压、ALE地址低8位锁存/PROG编程脉冲、PSEN外部ROM读选通信号、XTAL1、XTAL2外接晶振端、Vcc电源和Vss地等引脚。逻辑构造方面，MCS-51单片机由8位微处理器CPU、数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR、内部程序存储器ROM、两个定时/计数器、四个8位可编程I/O并行端口、串行端口、中断控制系统和内部时钟电路构成。 MCS-51单片机的CPU包括了8位算术逻辑运算单元ALU、8位累加器ACC、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成运算器，以及程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成的控制器。此外，MCS-51单片机具有四个双向并行的8位I/O口P0～P3，其中P0口是三态双向口，可以驱动8个TTL电路，而P1、P2、P3口为准双向口，负载能力为4个TTL电路。 在MCS-51单片机的片外总线构造方面，地址总线宽度为16位，数据总线宽度为8位，均为单向总线，而控制总线则用于接受部件状态和发出控制命令。在存储器配置方面，MCS-51单片机具有物理和逻辑上的存储空间分配，包括片内外统一的64KB程序存储地址空间、256B内部数据存储空间、64KB外部数据存储空间等，逻辑上有三个存储空间，使用上有五个存储空间。物理存储器分为片内外，有只能读不能写的存储器、既能读又能写的存储器以及读写速度更快的存储器。片内数据存储器低128单元为00H—7FH，包括寄存器区、位存储区和用户RAM区；片内数据存储器高128单元为80H—0FFH，主要是特殊功能寄存器SFR区。 单片机技术是计算机领域中一项重要的技术，它涉及到微处理器的设计、外围电路的集成以及多种硬件技术的应用。随着技术的不断进步，单片机的性能得到了显著的提升，应用领域也得到了极大的拓展。而对MCS-51单片机的深入理解，有助于我们更好地把握单片机的基础知识和应用技术。