单片机

在上一篇文章“<a href="http://mouser.eetrend.com/content/2019/100046141.html">单片机上拉电阻、下拉电阻的详解和选取（一）</a>”中，我们介绍了上拉电阻、下拉电阻的作用和应用原则。在本文，我们将介绍上拉电阻、下拉电阻的阻值选择原则。

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<strong>四、上拉电阻的阻值选择原则</strong>

<strong>一、定义</strong>

1、上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平，电阻同时起限流作用。下拉同理。

2、上拉是对器件注入电流，下拉是输出电流。

3、弱强只是上拉电阻的阻值不同，没有什么严格区分。

4、对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路），提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路提供电流通道。

<strong>二、上、下拉电阻作用</strong>

1、一般作单键触发使用时，如果IC本身没有内接电阻，为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态，必须在IC外部另接一个电阻。

2、数字电路有三种状态：高电平、低电平和高阻状态。有些应用场合不希望出现高阻状态，可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使其处于稳定状态，具体视设计要求而定。

<strong>51单片机优缺点</strong>

51系列是应用最广泛的单片机，由于产品硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史“悠久”，有先入为主的优势。世界上有许多著名的芯片公司都购买了51芯片的核心专利技术，并在其基础上进行了性能扩充，使得芯片得到进一步的完善，形成了一个庞大的体系，直到现在仍在不断翻新，把单片机世界炒得沸沸扬扬。

<strong>优点一</strong>

51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。

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在讲中断产生背景的时候，我们仅仅讲了看电视和烧水的例子，但是实际生活当中还有更复杂的，比如我正在看电视，这个时候来电话了，我要进入接电话的“中断”程序当中去，就在接电话的同时，听到了水开的声音，水开的“中断”也发生了，我就必须要放下手上的电话，先把煤气关掉，然后再回来听电话，最后听完了电话再看电视，这里就产生了一个优先级的问题。

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还有一种情况，我们在看电视的时候，听到了水开的声音，水开的“中断”发生了，我们要进入关煤气的“中断”程序当中。而在关煤气的同时，电话铃声响了，而这个时候，我们的处理方式是先把煤气关掉，再去接听电话，最后再看电视。

目前常用的单片机中往往都配备了定时器/计数器。在AT89S52芯片内包含有三个16位的定时器/计数器：T0、T1和T2，其核心是加1计数器。我们主要需要掌握的是T0和T1的结构和功能，需注意要从电路结构上来理解功能的实现。定时器/计数器方式寄存器TMOD和定时器/计数器控制寄存器TCON是用于设定定时器/计数器工作方式、定时或计数功能，控制启动或停止以及产生溢出中断的重要模块，应该对这两个寄存器中逐位的定义和功能进行学习和掌握。

<strong>一、定时器/计数器的功能</strong>

AT89S52单片机定时器/计数器的基本部件是两个8位计数器（T1计数器分为高8位TH1和低8位TL1，T0计数器的高8位是TH0，低8位是TL0）。如图1所示。

在我们刚一开始接触到51单片机的时候对P0口必须加上上拉电阻，否则P0就是高阻态。对这个问题可能感到疑惑，为什么是高阻态？加上拉电阻？今天针对这一概念进行简单讲解。

<strong>高阻态</strong>

高阻态这是一个数字电路里常见的术语，指的是电路的一种输出状态，既不是高电平也不是低电平。

如果高阻态再输入下一级电路的话，对下级电路无任何影响，和没接一样，如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平，随它后面接的东西定。

<strong>高阻态的实质</strong>

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。

它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。而实际应用上与引脚的悬空几乎是一样的。

<strong>高阻态的意义</strong>

当门电路的输出上拉管导通而下拉管截止时，输出为高电平，反之就是低电平。

如果当上拉管和下拉管都截止时，输出端就相当于浮空（没有电流流动），其电平随外部电平高低而定，即该门电路放弃对输出端电路的控制。

单片机的模数转换接口（ADC - Analog-to-Digital Converter）将外部的模拟量信号转化为数字信号，因单片机属于数字器件，需将模拟信号转化为数字信号才能够进行处理。目前市场上的很多单片机都自带ADC转换接口，若无ADC转换接口，可以使用ADC模数转换芯片外扩。

ADC模块是将模拟信号转化位数字信号，为用0和1表示的数字信号。对于一个12位ADC（ADC的位数表示将模拟量转换成数字量后所用的二进制位数），可储存数字量范围为：（二进制）000000000000~111111111111，转换为十进制数字范围为0~2^12即0~4095。假设它的参考电压是5V，也就是说把参考电压分为2^12份即4096份，最小分辨率为VREF/4096。也就是说二进制的000000000000代表输入模拟量0V，而111111111111代表最大值VREF。

在MSP430单片机的手册中，对于端口复位后的状态，是这样描述的：复位后，所有端口处于输入状态。

就这个问题，我们来简单说一下单片机上电复位后端口的状态问题。

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首先，单片机上电后尽量避免端口处于输出状态（无论是输出低还是输出高）。

<strong>什么是单片机堆栈？</strong>

在片内RAM中，常常要指定一个专门的区域来存放某些特别的数据，它遵循顺序存取和后进先出(LIFO/FILO)的原则，这个RAM区叫堆栈。

<strong>它的作用</strong>

1、子程序调用和中断服务时，CPU自动将当前PC值压栈保存，返回时自动将PC值弹栈。

2、保护现场/恢复现场

3、数据传输

<strong>单片机堆栈原理</strong>

堆栈区由特殊功能寄存器堆栈指针SP管理。堆栈区可以安排在RAM区任意位置，但一般不安排在工作寄存器区和可按位寻址的RAM区，通常是放在RAM区靠后的位置。

<strong>1、C语言和汇编语言在开发单片机时各有哪些优缺点？</strong>

汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是不同的CPU，其汇编语言可能有所差异，所以不易移植。

C语言是一种结构化的高级语言。其优点是可读性好，移植容易，是普遍使用的一种计算机语言。缺点是占用资源较多，执行效率没有汇编高。

对于目前普遍使用的RISC架构的8bit MCU来说，其内部ROM、RAM、STACK等资源都有限，如果使用C语言编写，一条C语言指令编译后，会变成很多条机器码，很容易出现ROM空间不够、堆栈溢出等问题。而且一些单片机厂家也不一定能提供C编译器。而汇编语言，一条指令就对应一个机器码，每一步执行什么动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。所以在单片机开发中，我们还是建议采用汇编语言比较好。

<strong>2、C或汇编语言可以用于单片机，C++能吗？</strong>

在单片机开发中，主要是汇编和C。

<strong>3、搞单片机开发，一定要会C吗？</strong>