單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用

1、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)應(yīng)用第第2章章 MCS-51單片機(jī)的單片機(jī)的硬件組成與工作原理硬件組成與工作原理 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)ppt ppt 課件課件熟悉熟悉MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)掌握存儲(chǔ)器的組成及地址范圍掌握存儲(chǔ)器的組成及地址范圍熟悉單片機(jī)并行熟悉單片機(jī)并行I/O口的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳送過(guò)程口的結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)傳送過(guò)程掌握硬件系統(tǒng)的組成及外圍電路掌握硬件系統(tǒng)的組成及外圍電路了解單片機(jī)的幾種工作方式了解單片機(jī)的幾種工作方式本章教學(xué)目標(biāo)本章教學(xué)目標(biāo)本章重點(diǎn)與難點(diǎn)本章重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：重點(diǎn)：MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及功能、單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及功能、 存儲(chǔ)器

2、地址分配、存儲(chǔ)器地址分配、 I/O口數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程、口數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程、 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)難點(diǎn)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、難點(diǎn)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成、 并行并行I/O的結(jié)構(gòu)與操作的結(jié)構(gòu)與操作單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)高職高專高職高專 ppt ppt 課件課件 2.1.1 MCS-51單片機(jī)概況單片機(jī)概況 2.1.2 引腳定義及功能引腳定義及功能目錄目錄2.1 MCS-51單片機(jī)概況與引腳功能單片機(jī)概況與引腳功能單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)高職高專高職高專 ppt ppt 課件課件4/15/2022 MCS-51 系列單片機(jī)產(chǎn)品介紹系列單片機(jī)產(chǎn)品介紹型號(hào)型號(hào)程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器/ /可擴(kuò)展空間可擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)

3、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器/ /可擴(kuò)展空可擴(kuò)展空間間定時(shí)定時(shí)器器中斷中斷源源串行口串行口并行并行口口晶振晶振(MHZ)(MHZ)封裝封裝8051/80C514K ROM /60K128B/64K25異步132線21240腳8031/80C310 /64K128B/64K25異步132線21240腳8751/87C514K EPROM /60K 128B/64K25異步132線21240腳8951/89C514K EEPROM/60K128B/64K25異步132線21240腳8052/80C528K ROM /56K256B/64K36異步132線21240腳8032/80C320 /64K256B/6

4、4K36異步132線21240腳8752/87C528K EPROM /56K256B/64K 36異步132線21240腳8952/89C528K EEPROM/56K256B/64K36異步132線21240腳 2.1.1 MCS-51單片機(jī)概況單片機(jī)概況4/15/2022MCS-51單片機(jī)的主要特點(diǎn)單片機(jī)的主要特點(diǎn) （1）擴(kuò)大了內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）和內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）的容量。 （2）具有布爾代數(shù)運(yùn)算能力。 （3）具有32條雙向可被獨(dú)立尋址的I/O口。 （4）具有56個(gè)中斷源，可分為2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)。 （5）具有豐富的指令系統(tǒng)。 （6）具有全雙工傳輸信號(hào)UART。 （7）片內(nèi)具有時(shí)

5、鐘振蕩電路。 （8）燒寫(xiě)工藝上采用可一次性燒寫(xiě)的內(nèi)含ROM或可重復(fù)燒寫(xiě)的EPROM。 2.1.1 MCS-51單片機(jī)概況單片機(jī)概況4/15/2022 8051/80C51引腳封裝引腳封裝 2.1.2 引腳定義及功能引腳定義及功能805112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221VccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 /VppALE/P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5P1.6

6、P1.7 RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1 /P3.2 /P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 /P3.6 /P3.7 XTAL2 XTAL1 Vss0INT1INTWRRDPSENPROGEA各引腳功能如下：各引腳功能如下： 1P0口（口（32腳腳39腳）功能：腳）功能：（1）8位DB；（2）低8位AB（3）普通I/O。 2P1口（口（1腳腳8腳）：普通腳）：普通I/O3P2口（口（21腳腳28腳）功能：腳）功能：（1）普通I/O；（2）高8位AB4P3口（口（10腳腳17腳）功能：腳）功能：（1）普通I/O； （2）第二復(fù)用功能。5Vcc（40腳）：接腳）：接+5V電源。

7、電源。6Vss（20腳）：接地。腳）：接地。7RESET（9腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端。腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端。出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期高電平才可以可靠復(fù)位。8XTAL1（19腳）和腳）和 XTAL2（18腳）：外腳）：外接時(shí)鐘電路的晶振引腳。接時(shí)鐘電路的晶振引腳。9（29腳）：外部腳）：外部ROM讀選通端。讀選通端。11/VPP（腳（腳31）：訪問(wèn)）：訪問(wèn)ROM控制端?？刂贫恕＃?）低平單片機(jī)，讀外部ROM程序。（2）高電平讀內(nèi)部ROM的程序。4/15/2022 8051單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 2.2 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成1CPU:運(yùn)算和控制功能。2片內(nèi)存儲(chǔ)器片內(nèi)存儲(chǔ)器（哈佛結(jié)

8、構(gòu)）：（1）ROM存放程序指令、常數(shù)及常數(shù)表格，大小為4KB，地址范圍：000H0FFFH。（2）RAM存放臨時(shí)數(shù)據(jù)，大小為128B，地址范圍：00H7FH。 3定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器:用于內(nèi)部定時(shí)或外部計(jì)數(shù)4中斷控制器中斷控制器:MCS-51單片機(jī)具有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷系統(tǒng)5并行并行I/O口口:四個(gè)雙向并行I/O口（P0、P1、P2、P3）6全雙工串行口全雙工串行口:實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外部之間的串行數(shù)據(jù)傳送。7OSC:單片機(jī)的時(shí)鐘電路。8特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）21個(gè)，地址范圍：80HFFH。OSC程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM/SFRCPU中斷

9、中斷控制器控制器全雙工全雙工串行口串行口RXD TXD并行并行I/O口口P0 P1 P2 P3 外部時(shí)鐘外部時(shí)鐘定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器T0 T1內(nèi)部總線內(nèi)部總線 總線控制總線控制RST ALE PSENEA0INT1INT4/15/20222.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 2.3.1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址空間分配存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址空間分配2.3.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及特殊功能寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及特殊功能寄存器單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)高職高專高職高專 ppt ppt 課件課件4/15/2022 MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)單片機(jī)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 7FH00HFFFH0000HFFFFH0000HFFFF

10、H0000H對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)傳送指令：對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)傳送指令：MOV MOVC MOVX MOVC 2.3.1 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址空間分配存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及地址空間分配單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)高職高專高職高專 ppt ppt 課件課件4/15/20222.3.2 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及特殊功能寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器及特殊功能寄存器第第0組工作寄存器組工作寄存器第第2組工作寄存器組工作寄存器第第3組工作寄存器組工作寄存器第第1組工作寄存器組工作寄存器位尋址區(qū)位尋址區(qū)用戶用戶RAM區(qū)區(qū)00H7FH30H2FH20H1FHRS1 RS0=11RS1 RS0=10RS1 RS0=01RS1 RS0=00片內(nèi)片內(nèi)RAM（可直接（

11、可直接/間接尋址）間接尋址）SFR（可直接尋址）（可直接尋址）00H7FH80HFFH片內(nèi)片內(nèi)RAM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) :（1）寄存器）寄存器B（2）累加器）累加器ACC（3）程序狀態(tài)寄存器）程序狀態(tài)寄存器PSW（4）IP：中斷優(yōu)先級(jí)。：中斷優(yōu)先級(jí)。（5）IE：中斷允許。：中斷允許。（6）SCON：串行控制。：串行控制。（7）SBUF：串行數(shù)據(jù)緩沖器。：串行數(shù)據(jù)緩沖器。（8）定時(shí)器相關(guān)的寄存器：）定時(shí)器相關(guān)的寄存器：TCON、TMOD、TL0、TH0、TL1、TH1。（9）P0P3端口寄存器端口寄存器 （10）堆棧指針寄存器）堆棧指針寄存器SP：指：指示堆棧頂部地址。系統(tǒng)復(fù)位后，示堆棧頂部地址。系統(tǒng)復(fù)位

12、后，SP初始化為初始化為07H，堆棧從，堆棧從08H單單元開(kāi)始。元開(kāi)始。 （11）數(shù)據(jù)指針寄存器）數(shù)據(jù)指針寄存器DPTR *程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC ：獨(dú)立、自動(dòng)：獨(dú)立、自動(dòng)存放即將執(zhí)行指令的存放即將執(zhí)行指令的16位地址。位地址。單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)高職高專高職高專 ppt ppt 課件課件4/15/20222.4 并行并行IO口結(jié)構(gòu)與操作口結(jié)構(gòu)與操作 2.4.1 P0口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) 2.4.2 P1口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) 2.4.3 P2口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) 2.4.4 P3口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) 4/15/2022 2.4.1 P0口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu)P0用作普通用作普通I/O口：準(zhǔn)雙向口：準(zhǔn)雙向I

13、O.輸出時(shí)，不外接上拉電阻；輸出時(shí)，不外接上拉電阻； 輸入時(shí)，必須先向鎖存器寫(xiě)入輸入時(shí)，必須先向鎖存器寫(xiě)入“1”。P0作地址作地址/數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 :真正真正IO4/15/2022 2.4.2 P1口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu)P1口是準(zhǔn)雙向口是準(zhǔn)雙向I/O口?？凇?/15/2022 2.4.3 P2口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu)P2用作普通用作普通I/O口?？凇2作地址作地址/數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 :真正真正IO。4/15/2022 2.4.4 P3口的結(jié)構(gòu)口的結(jié)構(gòu) P3：普通：普通I/O 口口 第二功能第二功能(Q=1) 4/15/20221、按三總線劃分，四個(gè)I/O口各能用做什么總線？2、SFR區(qū)的空閑空間用戶是否

14、可用？為什么？4/15/20222.5 單片機(jī)的外圍電路單片機(jī)的外圍電路 2.5.1 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路 2.5.2 復(fù)位電路復(fù)位電路4/15/2022 2.5.1 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路C1C2X T A L 1XTAL280518051X T A L 2外外部部時(shí)時(shí)鐘鐘信信號(hào)號(hào)b b）外部方式時(shí)鐘電路）外部方式時(shí)鐘電路1 1c c）外部方式時(shí)鐘電路）外部方式時(shí)鐘電路2 2VC C8051805180518051XTAL1外外部部時(shí)時(shí)鐘鐘信信號(hào)號(hào)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1OSCOSCa）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路）內(nèi)部方式時(shí)鐘電路說(shuō)明說(shuō)明 機(jī)器周期計(jì)算公式：機(jī)器周期計(jì)算公

15、式：T機(jī)器機(jī)器=12（1/fosc） 其中其中fosc為晶振頻率。為晶振頻率。當(dāng)外接晶振頻率為當(dāng)外接晶振頻率為6MHZ時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為2s；當(dāng)外接晶振頻率為當(dāng)外接晶振頻率為12MHZ時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為1s。4/15/2022 2.5.2 復(fù)位電路復(fù)位電路8051C1R15VRST8051C1R15VR2KRSTRST8051+5VKR1C1（a a）上電復(fù)位電路）上電復(fù)位電路 （b b）手動(dòng)按鍵復(fù)位電路）手動(dòng)按鍵復(fù)位電路 （c c）手動(dòng)按鍵與上電復(fù)位電路）手動(dòng)按鍵與上電復(fù)位電路（a）圖中，C1=22F,R1=1K；（b）圖中，C1=10F,R1=8.2 K

16、；（c）圖中，C1=22F,R1=200，R2=1K。4/15/2022單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài) 寄存器寄存器狀態(tài)值狀態(tài)值寄存器寄存器狀態(tài)值狀態(tài)值寄存器寄存器狀態(tài)值狀態(tài)值PCPC0000H0000HDPTRDPTR0000H0000HTL0TL000H00HACCACC00H00HIPIPXXX00000BXXX00000BTH0 TH0 00H00HB B00H00HIEIE0XX00000B0XX00000BTL1 TL1 00H00HPSWPSW00H00HTMODTMODXX0000BXX0000BTH1TH100H00HSPSP07H07HTCONTCON0X000000B0X000000B

17、SCON SCON 00H00HP0-P3P0-P3FFHFFHPCON PCON 0XXX0000B0XXX0000BSBUF SBUF 不定不定4/15/2022 復(fù)位復(fù)位 程序執(zhí)行程序執(zhí)行 低功耗低功耗 2.6 單片機(jī)的工作方式單片機(jī)的工作方式4/15/2022本章小結(jié)本章小結(jié) 1. 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是軟件設(shè)計(jì)的前單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是軟件設(shè)計(jì)的前提，必須了解。提，必須了解。 2.熟悉單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、各熟悉單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、各I/O端口的電路屬性。端口的電路屬性。 3. P0口做為地址低口做為地址低8位，可以與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用端口；

18、位，可以與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用端口； P1口是可以按位編址的輸入、輸出端口；口是可以按位編址的輸入、輸出端口； P2口一般用作地址高口一般用作地址高8位輸出端口；位輸出端口； P3口屬于雙功能端口，若不用第二功能，也可用做通用口屬于雙功能端口，若不用第二功能，也可用做通用I / O 口?？?。 4.機(jī)器周期是執(zhí)行指令的基本時(shí)間單位。機(jī)器周期是執(zhí)行指令的基本時(shí)間單位。 1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期=12個(gè)周期振蕩周期個(gè)周期振蕩周期=6個(gè)時(shí)鐘周期。個(gè)時(shí)鐘周期。 5. 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片和外圍電路，熟悉了單片機(jī)的單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片和外圍電路，熟悉了單片機(jī)的工作方式、理解了外圍電路的功能和特點(diǎn)，對(duì)單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作方式、理解了外圍電路的功能和特點(diǎn)，對(duì)單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的理解。有了進(jìn)一步的理解。4/15/2022自我檢測(cè)與習(xí)題自我檢測(cè)與習(xí)題2-18051單片機(jī)的片內(nèi)、片外單片機(jī)的片內(nèi)、片外ROM通過(guò)哪個(gè)引腳進(jìn)行選擇？通過(guò)哪個(gè)引腳進(jìn)行選擇？2-2MSC-51單片機(jī)內(nèi)部主要由哪些邏輯部件組