一、總線:
我們(men) 知道,一個(ge) 電路總是由元器件通過電線連接而成的,在模擬電路中 ,連連線並不成為(wei) 一個(ge) 問題,因為(wei) 各器件間一般是串行關(guan) 係,各器件之間的連線並不很 多,但計算機電路卻不一樣,它是以微處理器為(wei) 核心,各器件都要與(yu) 微處理器相連,各器件之間的工作必須相互協調,所以就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線,則線的數量將多得驚人,所以在微處理機中引入了總線的概念,各個(ge) 器件共同享用連線,所有器件的8根數據線全部接到8根公用的線 上,即相當於(yu) 各個(ge) 器件並聯起來,但僅(jin) 這樣還不行,如果有兩(liang) 個(ge) 器件同時送出數據,一個(ge) 為(wei) 0,一個(ge) 為(wei) 1,那麽(me) ,接收方接收到的究竟是什麽(me) 呢?這種情況是是不允許的,所以要通過控製線進行控製,使器件分時工作,任何時候隻能有一個(ge) 器件發送數據(可以有 多個(ge) 器件同時接收)。器件的數據線也就被稱為(wei) 數據總線,器件所有的控製線被稱為(wei) 控製總線。
在單片機內(nei) 部或者外部存儲(chu) 器及其它器件中有存儲(chu) 單元,這些存儲(chu) 單元要被分配地址,才能使用,分配地址當然也是以電信號的形式給出的,由於(yu) 存儲(chu) 單元比較多,所以 ,用於(yu) 地址分的線也較多,這些線被稱為(wei) 地址總線。
二、數據、地址、指令:
之所以將這三者放在一起,是因為(wei) 這三者的本質都是一樣的─數字,或者說都是串‘0’和‘1’組成的序列。換言之,地址、指令也都是數據 。指令由單片機芯片的設計者規定的一種數字,它與(yu) 我們(men) 常用的指令助記符有著嚴(yan) 格的 一一對應著,不可以由單片機的開發者更改。
地址:是尋找單片機內(nei) 部、外部的存儲(chu) 單元、輸入輸出口的依據,內(nei) 部單元的地址值已由芯片設計者規定好,不可更改,外部的單元可以由單片機開發者自行決(jue) 定,但有一些地址單元是一定要有的(詳見程序的執行過程)。
數據:這是由微處理機處理的,在各種不同的應用電路中各不相同,一般而言,被處理的數據可能有這麽(me) 幾種情況:
1地址(如MOV DPTR,#1000H),即地址1000H送入DPTR。
2方式字或控製字(如MOV TMOD,#3),3即是控製字。
3常數(如MOV TH0,#10H)10H即定時常數。
4 實際輸出值(如P1口接彩燈,要燈全亮,則執行指令:MOV P1,#0FFH,要燈全暗, 則執行指令:MOV P1,#00H)這裏0FFH和 00H都是實際輸出值。又如用於(yu) LED的字形碼,也是實際輸出的值。 理解了地址、指令的本質,就不難理解程序運行過程中為(wei) 什麽(me) 會(hui) 跑飛,會(hui) 把數據當成指令來執行了。
三、P0口、P2口和P3的第二功能用法:
初學時往往對P0口、P2口和P3口的第二功能用法迷惑不解,認為(wei) 第二功能和原功能之間要有個(ge) 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,不需要指令來轉換。如P3.6、P3.7分別是WR、RD信號,當微片理機外接RAM或有外部I/O口 時,它們(men) 揮作第二功能,不能作為(wei) 通用I/O口使用,隻要一微處理機一執行到MOVX指令,就會(hui) 有相應的信號從(cong) P3. 或P3.7送出,不需要事先用指令說明。事實上‘不能作為(wei) 通用I/O口使用’也並不是‘不能’而是(使用者)‘不會(hui) ’將其作為(wei) 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,並且當單片機執行到這條指令時,也會(hui) 使P3.7變為(wei) 高電平,但使用者不會(hui) 這麽(me) 做,因為(wei) 這通常這會(hui) 導致係統當掉(即死機)。
四、程序的執行過程
單片機在通電複位後8051內(nei) 的程序計數器(PC)中的值為(wei) ‘0000’,所以程序總是從(cong) ‘0000’單元開始執行,也就是說:在係統的ROM中一定要存在‘0000’個(ge) 單元,並且在‘0000’單元中存放的一定是一條指令。
五、堆棧
堆棧是一個(ge) 區域,是用來存放數據的,這個(ge) 區域本身沒有任何特殊之處,就是內(nei) 部RAM的 一部份,特殊的是它存放和取用數據的方式,即所謂的‘先進後出,後進先出’,並且 堆棧有特有的數據傳(chuan) 輸指令,即‘PUSH’和POP’,有一個(ge) 特殊的專(zhuan) 為(wei) 其服務的單元,即堆棧指針SP 每當執一次 PUSH指令時,SP就(在原來值的基礎上)自動加1,每當執行一次POP指令,SP就(在原來值基礎上)自動減1。由於(yu) SP中的值可以用指令加以改變,所以隻要在程序開始階段更改了SP值,就可以把堆棧設置在規定的內(nei) 存單元中,如在程序開始時用一條MOV SP,#5FH指令,就時把堆棧設置在從(cong) 內(nei) 存單元60H開始的單元中。一般程序的開頭總有這麽(me) 幾條設置堆棧指針的指令,因為(wei) 開機時,SP的初始值為(wei) 07H,這樣就使堆棧從(cong) 08H單元 開始往後08H到1FH這個(ge) 區域正是8031的第二、三、四工作寄存器區,經常要被使用,這會(hui) 造成數據的渾亂(luan) 。不同 作者編寫(xie) 程序時,初始化堆棧指令也不完全相同,這是作者的習(xi) 慣問 題。當設置好堆棧區,並不意味著該區域成為(wei) 一種專(zhuan) 用內(nei) 存,它還是可以象普通內(nei) 存 區域一樣使用,隻是一般情況下編程者不會(hui) 把它當成普通內(nei) 存用了。
六、單片機的開發過程
這裏所說的開發過程並不是一般書(shu) 中所說的從(cong) 任務分析開始,我們(men) 假設已設計並製作好 硬件下麵就是編寫(xie) 軟件的工作。在編寫(xie) 軟件之前,首先要確定一些常數、地址,事實上這些常數、地址在設計階段已被直接或間接地確定下來了。如當某器件的連線設計好後,其地址也就確定了,當器件的功能被確定下來後,其控製字也就被確定了。然後用文本編緝器(如EDIT、CCED 等)寫(xie) 軟件,編寫(xie) 好後,用編譯器對源程序文件編譯,查錯,直到沒有語法錯誤,除了極簡單的程序外,一般應用仿真機對軟件進行調試,直到程序運行正確為(wei) 止。運行正確後, 就可以寫(xie) 將程序固化在EPROM中)。在源程序被編譯後,生成了擴展名為(wei) HEX的目標文件,一般編程器能夠 識別種格式的文件,隻要將此文件調入即可寫(xie) 片。在此,為(wei) 使大家對整個(ge) 過程有個(ge) 認識,舉(ju) 一說明:
ORG 0000H
LJMP START
ORG 040H
START: MOV SP,#5FH ;設堆棧
LOOP: NOP
LJMP LOOP ;循環
END ;