單片機(jī)接口技術(shù)電子教案資料

1、第一章 MCS-51單片機(jī)的組成(z chn)及指令系統(tǒng)共三十三頁1.1 MCS-51單片機(jī)的基本(jbn)結(jié)構(gòu)共三十三頁1.1.1 MCS-51單片機(jī)的基本(jbn)組成（1）一個(gè)8位微處理器CPU。（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM。（4）兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可用作定時(shí)器。（5）四個(gè)8位可編程的I/O（輸入/輸出）并行端口，每個(gè)端口既可做輸入，也可做輸出。（6）一個(gè)串行端口，用于數(shù)據(jù)的串行通信。（7）中斷控制系統(tǒng)(kn zh x tn)。（8）內(nèi)部時(shí)鐘電路。共三十三頁微機(jī)(wi j)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)共三十三頁1.1.2 單片機(jī)的引腳及片

2、外總線結(jié)構(gòu)1.1.2.1 MCS-51單片機(jī)芯片(xn pin)引腳描述1主電源引腳VCC和VSS2外接晶振引腳XTAL1和XTAL23控制或其他電源復(fù)用引腳RST/ VP、ALE、PSEN 、EA4輸入(shr)/輸出引腳P0、P1、P2、P3（共32根）共三十三頁共三十三頁P(yáng)1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031805187514039

3、383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 共三十三頁1.1.2.2 單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)微型(wixng)計(jì)算機(jī)中的總線通常分為：（1）地址總線（AB）：地址總線寬度為16位，由P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地址（A8A15）。地址信號(hào)是由CPU發(fā)出的，故地址總線是單方向的。（2）數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，用于傳送數(shù)據(jù)和指令，由P0口提供。（3）

4、控制總線（CB）：控制總線隨時(shí)掌握各種部件的狀態(tài)，并根據(jù)需要向有關(guān)部件發(fā)出命令。 共三十三頁引腳分類(fn li)及結(jié)構(gòu)共三十三頁1.1.3 MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置(pizh)片內(nèi)數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器256 RAM(00-FFH)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64K RAM(0000-FFFFH)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4K ROM(0000-0FFFH)片外程序存儲(chǔ)器64K ROM(0000-FFFFH)共三十三頁特殊功能寄存器通用RAM區(qū)位尋址區(qū)00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位尋址外部ROM內(nèi)部ROM(EA=

5、1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH外 部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（a）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（b）程序存儲(chǔ)器（c）工作寄存器區(qū)共三十三頁1.1.3.1 片內(nèi)數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器片內(nèi)RAM空間(kngjin)為256 ，地址(00-FFH )80-FFH為特殊寄存器區(qū) 共三十三頁1、工作(gngzu)寄存器與RAM的映射共三十三頁工作寄存(jcn)區(qū)的選擇共三十三頁2、位選址(xun zh)區(qū)內(nèi)部(nib)RAM 的20-2FH位地址=（字節(jié)地址-20H）*8+位數(shù)共三十三頁特殊(tsh)寄存器累加器A：累加器是一個(gè)最常

6、用(chn yn)的專用寄存器，其自身帶有全零標(biāo)志Z，若A=0則Z=1；若A0則Z0。該標(biāo)志常用(chn yn)作程序分支的判斷條件。SP：堆棧指針。DPTR：數(shù)據(jù)地址指針寄存器B寄存器： PC寄存器共三十三頁P(yáng)C程序控制(chngxkngzh) 過程共三十三頁P(yáng)SW：程序(chngx)狀態(tài)字寄存器。定義格式。其中，CY：進(jìn)借位標(biāo)志；AC：輔助進(jìn)借位標(biāo)志； F0：用戶標(biāo)志； RS1、RS0：工作寄存器組選擇。D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVXP共三十三頁共三十三頁1.1.3.2 片外數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器又稱外部RAM，當(dāng)片內(nèi)RAM不能滿足數(shù)量上的要求時(shí)

7、，可通過總線端口和其他I/O口擴(kuò)展(kuzhn)外部數(shù)據(jù)RAM，其最大容量可達(dá)64K字節(jié)。在片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)區(qū)和擴(kuò)展的I/O口是統(tǒng)一編址的，使用的指令也完全相同，因此，用戶在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須合理地進(jìn)行外部RAM和I/O端口的地址分配，并保證譯碼的唯一性共三十三頁1.1.3.3 程序(chngx)存儲(chǔ)器程序(chngx)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)包括片內(nèi)和片外程序(chngx)存儲(chǔ)器兩個(gè)部分。其主要用來存放編好的用戶程序(chngx)和表格常數(shù)，它以16位的程序(chngx)計(jì)數(shù)器PC作為地址指針，故尋址空間為64KB共三十三頁共三十三頁1.1.4 CPU的時(shí)序(sh x)及輔助電路1.1.4.1

8、單片機(jī)的時(shí)鐘電路單片機(jī)時(shí)鐘電路通常有兩種形式：1內(nèi)部振蕩方式：MCS-51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。把放大器與作為反饋元件的晶體振蕩器或陶瓷諧振器連接(linji)，就構(gòu)成了內(nèi)部自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。2外部振蕩方式：外部振蕩方式就是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入單片機(jī)內(nèi)。 共三十三頁XTAL2XTAL1MCS-51C1C2CYSXTAL2XTAL1MCS-51+5VVSSTTL外部時(shí)鐘源共三十三頁1.1.4.2 振蕩周期、時(shí)鐘(shzhng)周期、機(jī)器周期和指令周期1振蕩周期(zhuq)：為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)的

9、振蕩源的周期(zhuq)。 2時(shí)鐘周期：是振蕩源信號(hào)經(jīng)二分頻后形成的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 3機(jī)器周期：通常將完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱為機(jī)器周期。 4指令周期：是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間。一個(gè)指令周期通常含有14個(gè)機(jī)器周期共三十三頁P(yáng)1P2S1P2振蕩周期時(shí)鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2共三十三頁若MCS-51單片機(jī)外接晶振為12MHz時(shí)，則單片機(jī)的四個(gè)周期的具體值為：振蕩周期1/12MHz1/12s0.0833s時(shí)鐘(shzhng)周期1

10、/6s0.167s機(jī)器周期1s指令周期14s共三十三頁共三十三頁共三十三頁1.1.4.4 單片機(jī)復(fù)位電路(dinl)及復(fù)位狀態(tài)1復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路包括片內(nèi)、片外兩部分。外部復(fù)位電路就是為內(nèi)部復(fù)位電路提供兩個(gè)(lin )機(jī)器周期以上的高電平而設(shè)計(jì)的。MCS-51單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。 2單片機(jī)復(fù)位后的狀態(tài)單片機(jī)運(yùn)行出錯(cuò)或進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，可按復(fù)位鍵重新運(yùn)行。21個(gè)特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)為確定值，共三十三頁22F C1RST R11K+5V22F C1RST+5VR2200RSTR1+5VC222F 803180518751803180518751803180518

11、751（a）上電復(fù)位電路（c）按鍵脈沖復(fù)位電路（b）按鍵電平復(fù)位電路 R11K共三十三頁特殊功能寄存器初始狀態(tài)特殊功能寄存器初始狀態(tài)A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUFBIP00000BSCON00HIE000000BPCON0B共三十三頁內(nèi)容摘要第一章 MCS-51單片機(jī)的組成及指令系統(tǒng)。第一章 MCS-51單片機(jī)的組成及指令系統(tǒng)。1.1 MCS-51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。1.1.1 MCS-51單片機(jī)的基本組成。（4）兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可用作定時(shí)器。3控制或其他電源復(fù)用引腳RST/ VP