51单片机知识点回顾

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51单片机知识点回顾

2024-06-25 01:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、单片机又称单片微控制器(单片微型计算机),就是一块集成芯片,具有特殊功能,而它的功能实现需要我们使用者来编程实现。

二、单片机封装表面有一小原点,这个小圆点所对应的引脚就是芯片第一脚,逆时针方向数下去,既1到最后一个脚。

三、单片机时钟脚

单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶体振荡器,他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率,单片机晶振提供的时钟频率越高,那么单片机运行速度就越快,单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

1.外接时钟引脚

一种是片内时钟震荡方式,需在这两个引脚之间接石英晶体和震荡电容(一般取10p~30p),

一种是外部时钟方式,即将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚引入。

XTAL1为片内震荡电路的输入端,XTAL2为片内震荡电路的输出端

片内振荡电路:单片机内部带有振荡电路,如果要外接晶振,连接一个晶振和两个电容即可

注:如果压测量所接晶振是否起振,可用一下方式侧量

(1)用示波器看波形是最直接的,抓晶振的两只脚波形,看看波形是否正确。(两只脚的幅度不同,但波形都一样的!)

单片机的两个信号输入脚一个是(XTAL1)一个是(XTAL2)对应单片机内部的电路是高增益放大器,当外面接晶振的时候,XTAL1对应高增益放大器的输入端,XTAL2对应高增益放大器的输出端,所以你测量的时候应该是高增益输出端有信号也就是XTAL2

 

晶振波形一般是正弦波或者方波,当输出波形是方波时,一般上升沿比较抖,且包含了较多的高频信号,这个时候就要保证测试的带宽足够,理论值是带宽是被测信号频率的2倍,实际测试方波时带宽应该是被测信号频率的10倍。

  除了带宽之外,在测试晶振时,还有一点应该重点注意:晶振对电容负载较敏感,探头电容相对较大,相当于一个很重的负载并联在晶振电路中,容易导致电路停振而得不出正确的测量结果。

  所以在进行晶振测试的时候,需要保证足够的带宽和较小的输入电容。

  示波器测试晶振的正确方法

  首先我们来回答标题的问题,用200M示波器绝对可以测试10M晶振的波形,可是为什么测出来的波形是图1的形状呢?

 这是因为在测试的时候,探头选择了&TImes;1档位,ZDS2000系列标配的ZP1025S探头在&TImes;1档时带宽为10MHz,输入电容为55 pF±10 pF,由此导致了波形的失真。

让我们将探头档位调为&TImes;10档,此时探头带宽为250MHz,输入电容为13pF±5 pF,我们来看看此时的波形吧

(2)用数字万用表的电压档测电压也行,因晶振波形的占空比为50%,所以测得的平均电压为1/2Vcc左右

2.内建RC震荡电路与晶振振荡电路

(1)RC震荡电路主要是容易受电源电压和环境温度影响比较大,导致误差大

(2)晶振震荡电路比较精确,但是不耐摔

所以现在其实大部分是使用内建RC震荡器,因为成本节约,再者现在单片机工艺也很成熟,内建RC精度也可以。

四、复位电路

对51单片机而言,当连续输入两个机器周期以上高电平时有效,复位后程序计数器

PC=0000H,既从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码,通俗讲就是单片机从头开始执行。

复位电路图

五、引脚IO

1.首先来讲讲高阻态

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

高阻态的实质:电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出(输入)电阻非常大。他的极限可以认为悬空。也就是说理论上高阻态不是悬空,它是对地或对电源电阻极大的状态

拿51单片机P0口来说

(1)双向IO ,当P0口用于一般I/O口时,内部接Vcc的那个开关管是与引脚(端口)脱离联系的,这个时候,只有拉地的那个开关管其作用,P0口作为输出,是必须外接上拉电阻的,不然就无法输出高电平;

(2)P0口作为输入,则必须先对端口写1,使拉地的开关管断开,这个时候,如果不接上拉电阻,则是高阻状态,就是一个双向口

如图:

“1”时断开,“0”时闭合。很明显可以看出,当开关闭合时,输出直接接地,所以输出电平为0。而当开关断开时,则输出端悬空了,即高阻态。这时电平状态未知。

所以就有了第一句所讲“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”。如果接上拉电阻,则本身输出高电平,对输入信号的逻辑无影响(注意是对逻辑无影响,对实际参数有无影响我不确定,但是我认为是有的)。

所以,高阻态该端口不会影响到该通信线的电平变化,但还是可以读取端口的电平。一般高阻态都是作为模拟量输入的,因为高阻态不会影响到输入的电平,可以准确的读取模拟量。

2.双向与准双向

双向与准双向,根本原则是双向包含了高阻这个状态,而不在于是否需要先写1或者不写,P1~P3口因为有内部上拉电阻,因此无论如何不是双向;P0口内部无上拉电阻,在处于数据/地址功能时,自动完成3态的转换,是双向,处于一般I/O口时,如果不接外部上拉,而且先向端口写了1,那么就处于高阻状态,此时,它也是一个人为的双向口,这与它处于地址/数据功能时的自动双向有区别,以及与P1~P3处于输入时输出锁存器为1是有区别的

3.

总而言之,若果IO做输入使用前,要先进项写1操作,单片机才能读取外部信号。

准双向IO:顾名思义使其先有个“准”被过程,置1 的操作。

像P0口这样,内部没上拉,要做输出的话,一定要挂上拉电阻(一般选择10K),否则无法输出高电平

六、逻辑电平

1.常用的逻辑电平有:TTL、CMOS、ECL、PECL、LVDS、LVPECL、RS232、RS422、RS485、CML、SSTL、HSTL等

RS232/RS422/RS485是串口(UART)的电平标准,RS232是单端输入输出,RS422和RS485是差分输入输出;

ECL、PECL、LVPECL、LVDS、CML是差分输入输出电平;

SSTL主要用于DDR存储器,HSTL主要用于QDR存储器

2.

TTL电平:  输出高电平>2.4V,输出低电平=2.0V,输入低电平



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