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标题: 51单片机总结更新 [打印本页]

作者: look_w 时间: 2017-9-23 14:53 标题: 51单片机总结更新

本帖最后由 look_w 于 2017-9-23 15:47 编辑

指令理解
计算机系统中可以有多种编程语言，但硬件能够直接识别和执行的只有机器语言。只有采用翻译或解释方法把复杂的高级语言程序转换成机器语言，才能在机器硬件上直接执行来实现相应的功能。由于机器中的所有信息都是通过编码表示的，因此，指令的操作及操作的数据也必须按照一定的格式编码（约定），以便于硬件正确识别。
指令是用来指示处理器进行操作的命令，不同类型的处理器具有不同的指令系统。因为汇编是用这些指令进行编程，所以不便于移植。单片机的能力是通过指令体现的，包括了硬件能够直接实现的所有的运算或操作功能。
一款处理器都有其自己的编译器，我们写的高级程序，会由编译器生成对应的机器语言。
中断

中断寄存器，用于对中断进行控制的，例如开关总中断，必须设置相应位为1才能使用中断。
中断寄存器中也有相应的标志位，当发生中断的时候有的会置位相应的位，（所以不会自动清零的要执行中断的时候清零此标志位）单片机就会转去执行相应的中断程序。（至于如何找找中断程序，如上所示，每个中断都有一个中断入口地址，发生中断的时候，就会跳到此处执行，因为区域有限，一般此位置放的都是跳转指令，找到该位置后再跳到其他处执行程序）
矢量入口单元在编写中断程序时写入对应的“跳板指令”

中断响应：
1．响应条件
CPU响应中断的条件有：
①有中断源发出中断请求；
②中断总允许位EA=1,即CPU开中断；
③申请中断的中断源的中断允许位为1；
满足以上条件，CPU响应中断；如果中断受阻，CPU不会响应中断。
2．响应过程
一旦响应中断，首先置位响应的优先级触发器，然后执行一个硬件子程序调用，把断点地址压入堆栈保护，然后将对应的中断入口地址装入程序计数器PC，使程序转向该中断入口地址，以执行中断服务程序。
：CPU响应中断结束后即转至中断服务程序的入口。从中断服务程序的第一条指令开始到返回指令为止，这个过程称为中断处理或称中断服务。中断处理包括两部分内容：一是保护现场，二是为中断源服务。
中断返回：中断处理程序的最后一条指令是中断返回指令RETI。它的功能是将断点弹出送回PC中，使程序能返回到原来被中断的程序继续执行。

89C51中断响应过程
CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断，89C51首先置位相应的中断“优先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈，以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断标志。

定时器/计数器

1.计数的定义：

计数是指对外部事件进行计数，外部事件的发生以输入脉冲的形式表示，因此计数功能的实质就是对外来的脉冲进行计数，在单片机中对应引脚T0和T1，两个脉冲输入端。

外部输入的脉冲在负跳变时有效（即外部脉冲由1变化到0），计数器加1.
2.定时器：

定时器是通过计数器的计数来实现的，不过此时的计数脉冲来自单片机的内部，因此定时器的实质是对内部脉冲的计数，在单片机中，每个机器周期产生一次计数脉冲，计数器加1.
启动代码

51单片机复位后马上执行STARTUP.A51文件中的启动代码，根据启动代码中的设置依次执行以下操作：

内部RAM清零
外部RAM清零
清零分页的外部RAM
初始化SMALL内存模型的可重入模拟堆栈及其堆栈指针
初始化LARGE内存模型的可重入模拟堆栈及其堆栈指针
初始化COMPACT内存模型的可重入模拟堆栈及其堆栈指针
初始化8051单片机的硬件堆栈指针
将系统控制权转交给初始化全局变量的代码，如果没有被初始化的全局变量则转交给C程序文件中的main函数。

关于启动代码的一个例子
该例子是在网上找的，写的很不错，感谢。放在此处加深理解。
汇编是从0000h开始启动，那么keil c51是如何启动main()函数的？keil c51有一个启动程序startup.a51，它总是和c程序一起编译和链接。下面看看它和main()函数是如何编译的。
//主函数如下：
void main(void)
{
while (1) 这是个无条件空循环。
{
}
}
把上面的main()函数编译后的汇编程序和反汇编代码整理后对照如下；

[cpp] view plain copy

C_C51STARTUP SEGMENT CODE
PR?main?TESTMAIN SEGMENT CODE
STACK SEGMENT IDATA
RSEG ?STACK
DS 1
CSEG AT 0
C_STARTUP: LJMP STARTUP1
C:0x0000 020003 LJMP STARTUP1(C:0003)
RSEG ?C_C51STARTUP
STARTUP1: ；该段程序把内存清零
; MOV R0,#IDATALEN- 1
C:0x0003 787F MOV R0,#0x7F
; CLR A
C:0x0005 E4 CLR A
; MOV @R0,A
IDATALOOP:
C:0x0006 F6 MOV @R0,A
; DJNZ R0,IDATALOOP
C:0x0007 D8FD DJNZ R0,IDATALOOP(C:0006)
; MOV SP,#?STACK-1 ;设制CPU的堆栈起始地址
C:0x0009 758107 MOV SP(0x81),#0x07
; LJMP ?C_START
C:0x000C 02000F LJMP main(C:000F)
RSEG ?PR?main?TESTMAIN
main:
; void main(void)
C:0x000F 80FE SJMP main(C:000F) ;main()函数

现在分析上面的汇编程序就会明白c51程序是如何启动的。
该程序有三个代码段；
第一个代码段C_STARTUP在0x0000地址，是CPU第一条指令的入口，它只有一条长跳转指令，直接跳到第二个代码段.
第二个代码段C_C51STARTUP是可重定位的段，该程序把内存清零，然后再设置CPU的堆栈，最后跳转到main()函数.
第三个代码段就是main()函数,在keil c51编译器里main()的段地址名就是C_START。

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