单片机系统的基本概念

（1）单片机组成：中央处理器、存储器、I/O设备。
（2）存储器：物理实质是一组或多组具备数据输入/输出和数据存储功能的集成电路，用于充当设备缓存或保存固定的程序及数据。
 
A、ROM（只读存储器）：一般用于存放固定的程序或数据表格等，数据在掉电后仍然会保留下来。
B、RAM（随机存储器）：用于暂存程序和数据、中间计算结果，或用作堆栈用等，数据在掉电后就会丢失。
 
（3）I/O端口：单片机与外界联系的通道，它可以对各类外部信号（开关量、模拟量、频率信号）进行检测、判断、处理，并可控制各类外部设备。现在的单片机I/O口已经集成了更多的特性和功能，对I/O端口的功能进行了拓展和复用，例如外部中断、ADC检测以及PWM输出等等。
 
（4）输出电平：高电平电压（输出“1”时）和低电平电压（输出“0”时）
A、TTL电平：正逻辑，5V为逻辑正，0V为逻辑负，例如单片机的输出。
B、RS232电平：负逻辑，－12V为逻辑正，＋12V为逻辑负，例如PC的输出。
注：因此在单片机和PC进行通讯的时候需要一个MAX232芯片进行电平转换。
 
（5）堆栈：它是一种线性的数据结构，是一个只有一个进出口的一维空间。
A、堆栈特性：后进先出（LIFO）
B、堆栈指针：用于指示栈顶的位置（地址），当发生压栈或者出栈操作时，导致栈顶位置变化时，堆栈指针会随之变化。
C、堆栈操作：压栈操作（PUSH）和出栈操作（POP）。
D、堆栈类型：“向上生长”型堆栈，每次压栈时堆栈指针加1；“向下生长”型堆栈，每次压栈堆栈时指针减1。
E、堆栈应用：调用子程序、响应中断时，堆栈用于保护现场；还可以用作临时数据缓冲区来使用。
F、使用注意：堆栈溢出问题，压栈和出栈的匹配问题。
（6）定时/计数器：实质都是计数器。用作定时器时是对单片机内部的时钟脉冲进行计数，而在用作计数器时是对单片机外部的输入脉冲进行计数，其作用如下：
A、计时、定时或延时控制；
B、脉冲技术；
C、测量脉冲宽度或频率（捕获功能）
（7）中断：优先级更高的事件发生，打断优先级低的时间进程。引起中断的事件称为中断源。一个单片机可能支持多个中断源，这些中断源可以分为可屏蔽中断和非可屏蔽中断，而这些中断源并不都是系统工作所需的，我们可以根据系统需求屏蔽那些不需要的中断源。
A、中断嵌套：当一个低级中断尚未执行完毕，又发生了一个高级优先级的中断，系统转而执行高级中断服务程序，待处理完高级中断后再回过头来执行低级中断服务程序。
B、中断响应时间是指从发出中断请求到进入中断处理所用的时间；中断处理时间是指中断处理开始到中断处理结束的时间。
C、中断响应过程：
a、保护现场：将当前地址、累加器ACC、状态寄存器保存到堆栈中。
b、切换PC指针：根据不同的中断源所产生的中断，切换到相应的入口地址。
c、执行中断服务处理程序。
d、恢复现场：将保存在堆栈中的主程序地址、累加器ACC、状态寄存器恢复。
e、中断返回：从中断处返回到主程序，继续执行。
D、中断入口地址：单片机为每个中断源分配了不同的中断入口地址，也称为中断向量。
（8）复位：通过外部电路给单片机的复位引进一个复位信号，让系统重新开始运行。
A、复位发生时的动作：
a、PC指针从起始位置开始执行（大多数单片机都时从0x0000处开始执行）。
b、I/O端口设置成缺省状态（高阻态、或者输出低电平）。
c、部分专用控制寄存器SFR恢复到缺省状态。
d、普通RAM不变（如果是上电复位，则是随即数）。
B、两种不同的复位启动方式：
a、冷启动：也叫上电复位，指在断电状态下给系统加电，让系统开始正常运行。
b、热启动：在不断电的状态下，给单片机复位引进一个复位信号，让系统重新开始。
C、两种类型的复位电路：高电平复位和低电平复位。
D注意事项：
a、
注意复位信号的电平状态及持续时间必须满足系统要求。
b、
注意避免复位信号抖动。
（9）时钟电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲电路才能正常工作。时钟电路相当于单片机的心脏，它的每一次跳动（振动节拍）都控制着单片机的工作节奏。振荡得慢时，系统工作速度就慢，振荡得快时，系统工作速度就快（功耗也增大）。
A、振荡周期：振荡源的振荡节拍。
B、机器周期：单片机完成一个基本操作需要的振荡周期（节拍）。
C、指令周期：执行一条指令需要几个机器周期。不同的指令需要的机器周期数不同。