單片機(jī)課件結(jié)構(gòu)

單片機(jī)原理及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院自動(dòng)化系吳定會(huì)單片機(jī)原理及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院1第一章單片機(jī)概述第一章單片機(jī)概述21．實(shí)訓(xùn)目的(1)了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成。(2)通過最簡(jiǎn)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例了解單片機(jī)的基本工作過程。實(shí)訓(xùn)1信號(hào)燈的控制12．實(shí)驗(yàn)電路1．實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)1信號(hào)燈的控制12．實(shí)驗(yàn)電路33．實(shí)訓(xùn)程序 ORG0000HSTART：MOVP1,#00H ACALLDELAY MOVP1,#0FFH ACALLDELAY SJMPSTARTDELAY:MOVR3,#0FFHDEL2:MOVR4,#0FFHDEL1:NOP DJNZR4,DEL1 DJNZR3,DEL2 RET END 0000000011111111ALEWR

RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V單片機(jī)到底是如何實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作？它里面有些什么呢？000000003．實(shí)訓(xùn)程序 ORG0000H00000000111114微機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)微處理器CPU運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件控制計(jì)算機(jī)各部件自動(dòng)地、協(xié)調(diào)一致地工作ＣＰＵ與外圍設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的必經(jīng)通道使用和管理計(jì)算機(jī)的各種程序內(nèi)部存儲(chǔ)器輸入/輸出接口軟件用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件§1-1什么是單片機(jī)一、微機(jī)系統(tǒng)微微型計(jì)算機(jī)微處理器CPU運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)處理信控制計(jì)算機(jī)5微處理器（CPU）運(yùn)算器控制器控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線Input/Output設(shè)備Input/Output接口只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM二、微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)微處理器運(yùn)算器控制器控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線Input/Ou6三、什么是單片機(jī)單片計(jì)算機(jī)：SCMCSingleChipMicroComputer單片機(jī)又稱微控制器：MCUMicroControllerUnit三、什么是單片機(jī)單片計(jì)算機(jī)：SCMC單片機(jī)又稱微控制器：MC7單片機(jī)（微控制器）CPU（微處理器）RAMROM(EPROM)I/O（串、并、C/T、A/D、中斷...）一塊芯片上三、什么是單片機(jī)所謂單片機(jī)是指在一塊硅片上集成了CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM或EPROM）和各種I/O口（包括并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和A/D轉(zhuǎn)換器等），也就是集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。按CPU字長(zhǎng)，可分為4、8、16、32位單片機(jī)。根據(jù)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)不同，單片機(jī)可分為：ROM型單片機(jī)；EPROM型單片機(jī)；E2PROM型單片機(jī)；無ROM型單片機(jī)。單片機(jī)（微控制器）CPU（微處理器）RAMROM8四、通用單片機(jī)和專用單片機(jī)通用單片機(jī)：是一個(gè)基本芯片，內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且通用性強(qiáng)，覆蓋多種應(yīng)用需求。專用單片機(jī)：針對(duì)某一產(chǎn)品，或某一種控制應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)；軟硬件資源利用最優(yōu)；可靠性以及經(jīng)濟(jì)成本最佳。本課程介紹的MCS－51系列單片機(jī)是一種通用單片機(jī)，其結(jié)構(gòu)和原理對(duì)所有單片機(jī)都是適用的。四、通用單片機(jī)和專用單片機(jī)通用單片機(jī)：專用單片機(jī)：本課程介紹9五、單片機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)芯片基礎(chǔ)上，擴(kuò)展其他電路或芯片構(gòu)成具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。六、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)和控制對(duì)象結(jié)合在一起七、單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試工具五、單片機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)芯片基礎(chǔ)上，擴(kuò)展其他電路或芯片構(gòu)成具有10§1-2單片機(jī)的發(fā)展概況首次宣布1971Intel4004４位微處理器第一階段1971-1976萌芽階段4位、8位雙片，功能簡(jiǎn)單； 1974-12Fairchild(仙童）F88位（配3851芯片）。第二階段1976-1978初級(jí)8位機(jī)； 1976-09IntelMCS-48系列 若干I/O、8位C/T 1977-10GIPIC1650系列 有限ROM、RAM 1978ROCKWELR6500/1系列 簡(jiǎn)單中斷第三階段

1978-1982高級(jí)8位機(jī) 1978Motorola6801系列 串I/O、16位C/T 1978-10ZilogZ8系列 較多ROM.RAM 1980IntelMCS-51系列 多級(jí)中斷11§1-2單片機(jī)的發(fā)展概況首次宣布1971Intel第四階段 1982-16位機(jī) 1982IntelMCS-96系列 MostekMK68200系列 據(jù)統(tǒng)計(jì)50多個(gè)系列、300多個(gè)品種 我國(guó)８位單片機(jī)的應(yīng)用，大體上始于1982年。86年上海召開全國(guó)首屆單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)交流會(huì)，成立了單片機(jī)應(yīng)用協(xié)會(huì)，使單片機(jī)應(yīng)用的普及和深化掀起了全國(guó)性的高潮。第四階段 1982-16位機(jī) 我國(guó)８位單片機(jī)的應(yīng)用，大體12CPU的發(fā)展CPU字長(zhǎng)：8位、16位、32位時(shí)鐘頻率：6MHz、12MHz、20MHz雙CPU結(jié)構(gòu)：處理能力大大提高CPU的發(fā)展CPU字長(zhǎng)：8位、16位、32位13片內(nèi)存儲(chǔ)器的發(fā)展所謂片內(nèi)（相對(duì)于片外）：集成在單片機(jī)芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元。擴(kuò)大存儲(chǔ)容量早期單片機(jī)RAM：64－128字節(jié)ROM：1－2K字節(jié)尋址范圍：1－4k（212）新型單片機(jī)RAM：256字節(jié)ROM：8－16K字節(jié)尋址范圍：64k（216）片內(nèi)存儲(chǔ)器的發(fā)展所謂片內(nèi)（相對(duì)于片外）：擴(kuò)大存儲(chǔ)容量早期單片14片內(nèi)EPROM開始E2PROM電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2PROM可在正常工作電壓下進(jìn)行讀寫，并能在斷電情況下，保持信息不丟失。片內(nèi)程序的保密措施片內(nèi)EPROM開始E2PROM電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2PR15

早期單片機(jī)：并行輸入/輸出口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器現(xiàn)代單片機(jī)：大功率輸入/輸出口，可直接驅(qū)動(dòng)VFD（熒光顯示管）；LCD（液晶顯示器）和LED（數(shù)碼顯示管）片內(nèi)A/D，D/A轉(zhuǎn)換器；CRT控制器，LCD、LED驅(qū)動(dòng)器，正弦波發(fā)生器，聲音發(fā)生器，字符發(fā)生器，頻率合成器等。加強(qiáng)片內(nèi)輸入輸出口的功能

16§1-3單片機(jī)的特點(diǎn)體積小、重量輕、便宜、省電?？垢蓴_性能強(qiáng)，可靠性高?？刂乒δ軓?qiáng)，運(yùn)行速度快。片內(nèi)存儲(chǔ)器及I/O口有限，適宜于構(gòu)成專用微機(jī)系統(tǒng)。§1-3單片機(jī)的特點(diǎn)體積小、重量輕、便宜、省電。17§1-4單片機(jī)的應(yīng)用工業(yè)方面：工業(yè)機(jī)器人、過程控制、數(shù)字控制儀器儀表：智能儀器、醫(yī)療器械、色譜儀、視波器民用方面：電路玩具、游戲機(jī)、錄象機(jī)、光盤驅(qū)動(dòng)器電訊方面：調(diào)制解調(diào)器、智能線路運(yùn)行控制導(dǎo)航與控制：導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)控制、智能武器裝置數(shù)據(jù)處理：圖形終端、復(fù)印機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)§1-4單片機(jī)的應(yīng)用工業(yè)方面：工業(yè)機(jī)器人、過程控制、數(shù)字18MCS-48、MCS-51、MCS-96三大系列§1-5INTEL公司系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介76年 MCS-48系列

基本型EPROMROM無ROM(ROMRAM擴(kuò)展C/TI/O中斷）874880488035(1K64B4K/3201*82*82）改進(jìn)型8749 80498039（ROM、RAM擴(kuò)大一倍）8750 80508040（ROM、RAM再擴(kuò)大一倍）MCS-48、MCS-51、MCS-96三大系列§1-51984-85 年 51-96、之間 CHMOS 87C252 83C252 80C252指令與51系列完全兼容，并具有96系列的HSIO（高速輸入輸出）功能。82年 MCS-96 879683968096(ROMRAM擴(kuò)展C/TI/O中斷串口）（8K232B64K/64K4*1640位81HSIO）80年 MCS-51系列基本型 8751 8051 8031改進(jìn)型 8752 8052 803284-85 年 51-96、之間 CHMOS82年 MCS-20常用單片機(jī)系列：Philips51系列ATMEL51系列MicrochipPIC16C5XMotorlaM68HC05、M68HC11、M68HC16；ZilogZ8；NSCOP800、HPC常用單片機(jī)系列：21習(xí)題和思考題一１、一個(gè)完整的單片微機(jī)芯片內(nèi)至少有哪些部件？２、根據(jù)程序存儲(chǔ)器的差別單片機(jī)可以分為那些類型？３、單片機(jī)的主要特性是什么？它適宜于構(gòu)成一個(gè)通用微機(jī)系統(tǒng)還是專用微機(jī)系統(tǒng)？為什么？習(xí)題和思考題一22第二章

MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第二章

MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)23§2-1總體概況Intel80年51子系列：8031、8051、87518031芯片：無內(nèi)部ROM，須外接EPROM8051芯片：內(nèi)部有4KB工廠掩膜編程的ROM8751芯片：內(nèi)部有4KB用戶可編程的EPROM52子系列：8032、8052、8752§2-1總體概況Intel80年24一、主要功能．8位CPU．fosc 1.2～12MHZ．片內(nèi) RAM128B（52為256B）ROM4K（52為8K）．片外擴(kuò)展能力：64KROM,64KRAM(通過P0.P2口擴(kuò)展）．21個(gè)特殊功能寄存器（SFR）．并行I/O口：4×8 P0、P1、P2、P3．一個(gè)全雙工串行口（P3口兩位兼）．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2×16 T0、T1（523個(gè)T2）．中斷源5個(gè)（2外3內(nèi)）,2個(gè)優(yōu)先級(jí)(526個(gè)中斷源）．111條指令，位尋址、位處理能力強(qiáng)．片內(nèi)單總線結(jié)構(gòu)．單一＋5V電源一、主要功能．8位CPU25二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖震蕩器P1驅(qū)動(dòng)器P3驅(qū)動(dòng)器RAM地址寄存器RAMP0驅(qū)動(dòng)器P0鎖存器EPROM或ROMASPB寄存器暫存器1ALUPSW定時(shí)及控制指令寄存器中斷系統(tǒng)串行口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器16位地址寄存器緩沖器PC加1PCDPTR暫存器2P2驅(qū)動(dòng)器P2鎖存器P1鎖存器P3鎖存器PSENALEEARESETXTAL1XTAL2P1.0~P1.7VccVSSP2.0~P2.7P0.0~P0.7P3.0~P3.7CPUROMRAMSFRI/O（PIOSIOC/T...）二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖震蕩器P1驅(qū)動(dòng)器P3驅(qū)動(dòng)器RAMRAMP0驅(qū)26時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時(shí)計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個(gè)全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外部中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ8052+4K8052+128B8052+T2時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并27三、外部引腳說明40腳雙列直插式封裝1）主電源管腳：Vcc:＋5V 正常運(yùn)行、編程、校驗(yàn)Vss:電源地2）外接晶體引腳：XTAL1： 片內(nèi)反相放大器輸入端XTAL2： 片內(nèi)反相放大器輸出端VCCVSSXTAL2

XTAL1RSTP0.0

P0.1

P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0

P1.1

P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0

P3.1

P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7EA1

2

3

4

5

6

7

8

9

10111213141516171819

2040

39

38

37

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35

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313029282726252424222180318051875189C51PSEN三、外部引腳說明40腳雙列直插式封裝1）主電源管腳：228P0口：①雙向I/O口 ②擴(kuò)展：低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線P2口：①準(zhǔn)雙向I/O口 ②擴(kuò)展：高8位地址總線P1口：準(zhǔn)雙向I/O口 52：P1.0 T2計(jì)數(shù)脈沖輸入端P1.1 T2外部控制端T2EXP3口：①準(zhǔn)雙向I/O口 ②第二功能： （P41，表2-1）3）輸入/輸出引腳4×8=32根表2-1P3.0RXDP3.1TXDP3.2INT0P3.3INT1P3.4T0P3.5T1P3.6WRP3.7RDP0口：①雙向I/O口P2口：①準(zhǔn)雙向I/O口P1口294）控制管腳和某些電源復(fù)用管腳ALE/PROG①ALE地址鎖存允許信號(hào)，輸出1/6fosc周期性 正脈沖，當(dāng)訪問外存時(shí)，ALE用于鎖存地址 低字節(jié)。 高電平：地址有效；下降沿：鎖存地址。PSEN外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 從外部ROM取指或常數(shù)時(shí)，每機(jī)器周期2次有效，訪問外部RAM時(shí)無此信號(hào)。②PROGEPROM

編程時(shí)編程脈沖輸入端。 4）控制管腳和某些電源復(fù)用管腳ALE/PROGPSEN30RST/VPD ①RST復(fù)位端（兩個(gè)機(jī)器周期的高電平信號(hào)， 大于10ms） ②VPD:備用電源輸入端（＋5V±0.5V）保護(hù)片內(nèi) RAM數(shù)據(jù)。特點(diǎn): 1）復(fù)用管腳多2）對(duì)外呈三總線②VDD：EPROM外部電源輸入端＋21VEA/VDD

①EA：片外程序存儲(chǔ)器選用端 “0”只選用外部ROM “1”0000H～0FFFH內(nèi)部；0FFFH以上外部RST/VPD ②VPD:備用電源輸入端（＋5V±0.531P2P0地址鎖存ALERSTPSENT0RDWRINT0INT1T1EA803180518751A15~A8A7~A0地址總線D7~D0數(shù)據(jù)總線控制總線P2P0地址鎖存ALERSTPSENT0RDWRINT0IN32習(xí)題與思考題二１、8051單片機(jī)內(nèi)包含哪些主要邏輯功能部件？２、MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)上有哪些主要特點(diǎn)？習(xí)題與思考題二33計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件。由算術(shù)邏輯單元ALU、累加器A、暫存寄存器TR、程序狀態(tài)字PSW和B寄存器等部件組成。微處理器（CPU）：由運(yùn)算器、控制器組成。是計(jì)算機(jī)的核心部件，決定功能特性。功能：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運(yùn)算，位變量處理，數(shù)據(jù)傳送。算術(shù)和邏輯運(yùn)算，可對(duì)半字節(jié)（4位）和單字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作加、減、乘、除、加1、減1、比較等算術(shù)運(yùn)算與、或、異或、求補(bǔ)、循環(huán)等邏輯運(yùn)算布爾處理器（位處理器）§2-2微處理器一、運(yùn)算器計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件。由算術(shù)邏輯單元ALU、累加器A34CAC F0RS1RS0OV — PPSW進(jìn)位輔助進(jìn)位用戶標(biāo)志選擇工作寄存器區(qū)溢出位奇偶位8位寄存器，主要反映程序執(zhí)行過程中的狀態(tài)。程序狀態(tài)字PSWD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1D0（1）進(jìn)位標(biāo)志位C（PSW.7）算術(shù)運(yùn)算：最高位產(chǎn)生進(jìn)位或借位時(shí)，C＝1， 否則C＝0。位操作中:C是位累加器，又稱布爾累加器。CAC F0RS1RS0OV35(2)輔助進(jìn)位標(biāo)志AC（PSW.6)在加減運(yùn)算中，低4位向高4位產(chǎn)生進(jìn)位或借位時(shí)，AC=1；否則AC=0。（3）軟件標(biāo)志F0（PSW.5）用戶自定義狀態(tài)標(biāo)志，可軟件置位或清零。（4）工作寄存器區(qū)選擇位RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)用于選擇工作寄存器Rn的區(qū)域。RS1 RS0 工作寄存器區(qū) 所在地址范圍0 0 0區(qū) 00H~07H0 1 1區(qū) 08H~0FH1 0 2區(qū) 10H~17H1 1 3區(qū) 18H~1FH(2)輔助進(jìn)位標(biāo)志AC（PSW.6)在加減運(yùn)算中36算術(shù)運(yùn)算中，結(jié)果溢出OV=1；否則OV=0。最高位、次高位之一有進(jìn)（借）位時(shí)，OV＝1，否則OV＝0（6）奇偶標(biāo)志P（PSW.0）當(dāng)Acc中有偶數(shù)個(gè)1時(shí)，P=0；當(dāng)Acc中有奇數(shù)個(gè)1時(shí)，P=1。B寄存器 在乘、除運(yùn)算中，存放操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果；在其他運(yùn)算中，可以作為一個(gè)中間結(jié)果寄存器使用。（5）溢出標(biāo)志OV（PSW.2）算術(shù)運(yùn)算中，結(jié)果溢出OV=1；否則OV=0。（6）奇偶標(biāo)志37 控制器是產(chǎn)生操作時(shí)序和控制信號(hào)來控制計(jì)算機(jī)各種操作的部件。是計(jì)算機(jī)的心臟。它包括：指令寄存器 指令譯碼器定時(shí)及控制電路程序計(jì)數(shù)器PC程序地址寄存器數(shù)據(jù)指針DPTR堆棧指針SP時(shí)鐘復(fù)位電路二、控制器 控制器是產(chǎn)生操作時(shí)序和控制信號(hào)來控制計(jì)算機(jī)它包括：指令寄存38指令寄存器指令寄存器用于存放指令代碼CPU執(zhí)行指令過程：由程序存儲(chǔ)器（ROM）中讀取指令代碼送入指令寄存器，經(jīng)譯碼器譯碼后由定時(shí)與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，完成指令功能程序計(jì)數(shù)器PCPC用來存放即將要執(zhí)行的指令地址，共16位，可對(duì)64KROM直接尋址。PC低8位經(jīng)P0口輸出，高8位經(jīng)P2口輸出。指令寄存器指令寄存器用于存放指令代碼CPU執(zhí)行指令過程：程序39三、震蕩器和CPU時(shí)序１、震蕩器 XTAL1、XTAL2為51系列單片機(jī)內(nèi)部反相放大器的輸入端、輸出端，可由這兩引腳接入?yún)⒖紩r(shí)鐘源（內(nèi)部方式或外部方式）。內(nèi)部方式：定時(shí)電路：晶體、電容并聯(lián)諧振晶體：1.2～12MHZ電容：5～30PF頻率微調(diào)晶振XTAL1XTAL280311918C01C02單片機(jī)外接晶體的接法三、震蕩器和CPU時(shí)序１、震蕩器 XTAL1、XTAL2為540外部方式：（Ｐ44表2-2）對(duì)外部震蕩信號(hào)無特殊要求，但需保證高低電平寬度，一般為小于12MHZ的方波。XTAL1XTAL28031外部振蕩源1819+5VHMOS型單片機(jī)片外振蕩器接法外部方式：（Ｐ44表2-2）對(duì)外部震蕩信號(hào)無特412、CPU時(shí)序 一條指令可分解為若干基本微操作，這些微操作所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)在時(shí)間上有嚴(yán)格的先后次序，這種次序就是計(jì)算機(jī)的時(shí)序。S1P1P2S2P1P2S3P1P2S4P1P2S5P1P2S6P1P2振蕩器信號(hào)（XTAL2）ALES1S2S3S4S5S6單周期指令的時(shí)序2、CPU時(shí)序 一條指令可分解為若干基本微操作，這些微操作所42震蕩周期fosc(XTAL2:振蕩器輸出的振蕩脈沖)時(shí)鐘周期（狀態(tài)周期或S周期）=2fosc周期分兩相:（P1運(yùn)算、P2傳送）機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期 指令周期=1～4個(gè)機(jī)器周期(MUL.DIV4周期)ALE=3個(gè)狀態(tài)周期(可作為單片機(jī)時(shí)鐘輸出)例6MHZ1/6us1/3s2s2～8s1s震蕩周期fosc(XTAL2:振蕩器輸出的振蕩脈沖)時(shí)鐘周期43程序存儲(chǔ)器（ROM）－－用來存放程序和始終要保留的數(shù)據(jù)?！?-3存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）－－用來存放程序運(yùn)行中所需要的常數(shù)和變量。當(dāng)然，全局?jǐn)?shù)據(jù)也可以放在RAM中。特點(diǎn)：程序存儲(chǔ)器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）分開，各有各的尋址系統(tǒng)、控制信號(hào)和功能。程序存儲(chǔ)器（ROM）－－用來存放程序和始終要保留的數(shù)據(jù)?！?44從物理空間上看：MCS－51單片機(jī)有四個(gè)存儲(chǔ)器地址空間。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器片外程序存儲(chǔ)器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從物理空間上看：45片內(nèi)ROMEA=1片外ROMEA=0片外ROM0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH片內(nèi)RAMSFR00H7FH80HFFH片外RAM0000HFFFFH程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51子系列的存儲(chǔ)器編址圖8051存儲(chǔ)器映象片內(nèi)ROM片外ROM0000H0000H0FFFH0FFFH46存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)無ROM或EPROM，片外可擴(kuò)展EPROM64K（0000H~FFFFH）片內(nèi)有4KROM或EPROM（0000H~0FFFH），片外可擴(kuò)展EPROM60K（1000H~FFFFH）片內(nèi)RAM256個(gè)字節(jié)片外RAM可擴(kuò)展64K（0000H~FFFFH），包括I/O口。00H~1FH工作寄存器區(qū)20H~2FH位尋址區(qū)30H~7FH普通RAM區(qū)80H~FFHSFR區(qū)存程序數(shù)據(jù)片內(nèi)無ROM或EPROM，片外可片內(nèi)有471

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器80318751805189C51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B（字節(jié)）4K64K64K1

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481、編址情況 統(tǒng)一編址 （1）片內(nèi)無ROM或EPROM時(shí)：外部程序存儲(chǔ)器EA=00000HFFFFHEA=0（即31腳接地）。此時(shí)，單片機(jī)復(fù)位后，PC自動(dòng)指向外部程序存儲(chǔ)器的0000H單元，CPU從外部程序存儲(chǔ)器取指令執(zhí)行。ROM/EPROM存放程序、常數(shù)。指針：程序計(jì)數(shù)器PC，16位，尋址64K0000H～FFFFH外部ROM選通信號(hào)：PSEN一、程序存儲(chǔ)器1、編址情況 統(tǒng)一編址 （1）片內(nèi)無ROM或EPROM時(shí)：外49（2）片內(nèi)有4KROM或EPROM時(shí)：外部程序存儲(chǔ)器內(nèi)部程序存儲(chǔ)器EA=10000HFFFFH1000H0FFFHEA=1（即31腳接電源）。此時(shí)，單片機(jī)復(fù)位后，自動(dòng)先從片內(nèi)開始執(zhí)行程序；當(dāng)PC值大于0FFFH時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器取指令執(zhí)行。注意： 52系列0000H～1FFFH EA=1內(nèi)部；EA=0外部 2000H～FFFFH外部EA不能懸空；8031、8032的EA只能接地。（2）片內(nèi)有4KROM或EPROM時(shí)：0000HFFFF502、幾個(gè)特殊單元（P47表2-4）：0000H上電復(fù)位入口，系統(tǒng)復(fù)位后，PC所指向的單元，程序從 此處開始執(zhí)行； 0003H外部中斷源0（INT0）入口地址；000BH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（T0）入口地址； 0013H外部中斷源1（INT1）入口地址；001BH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T1）入口地址； 0023H串行口中斷源入口地址；002BH定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2（T2）入口地址。2、幾個(gè)特殊單元（P47表2-4）：5151系列單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后PC＝0000H，系統(tǒng)從0000H開始執(zhí)行程序。安排一條跳轉(zhuǎn)指令。0003H－0032H單元被保留專用于中斷服務(wù)程序（入口地址）。每個(gè)中斷服務(wù)程序只有8個(gè)字節(jié)單元存放，顯然不夠，故此8個(gè)單元通常放一條跳轉(zhuǎn)指令，指向被實(shí)際分配的中斷服務(wù)程序段51系列單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位后PC＝0000H，系統(tǒng)從0000H開52用戶ROM區(qū)T2溢出中斷串行口中斷T1溢出中斷外部中斷1（INT1）T0溢出中斷外部中斷0（INT0）LJMP……0000H0002H/0003H000AH/000BH0012H/0013H001AH/001BH0022H/0023H002AH/002BH0032H/0033H0FFFFHT2溢出中斷串行口中斷T1溢出中斷外部中斷1（INT1）T0532FH20H7FH30HFFH80HSFR數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)1FH00H工作寄存器區(qū)18H~1FH00H~07H10H~17H08H~0FH3區(qū)2區(qū)1區(qū)0區(qū)工作寄存器區(qū)這16個(gè)單元的每一位都被賦予了位地址，共有128個(gè)位地址。設(shè)置堆棧，存放數(shù)據(jù)共有21個(gè)特殊功能SFR，占用了80H~FFH的一部分。二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2FH7FHFFHSFR數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)1FH540000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專用

寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0區(qū)R0R7R0R7R0R7R0R71區(qū)2區(qū)3區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F78070030H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/堆棧區(qū)內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器

11第3區(qū)18H~1FH

01第1區(qū)08H~0FHRS1RS0寄存器區(qū)片內(nèi)RAM地址

00第0區(qū)00H~07H10第2區(qū)10H~17H工作寄存器區(qū)選擇位RS0、RS1PSW位地址CYACF0RS1RS0OVF1P二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器0000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器00HFFH5551系列 128B 00H～7FH52系列 256B 00H～FFH工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。①工作寄存器區(qū)00H～1FH分為4個(gè)區(qū)，每區(qū)8個(gè)工作寄存器R0～R7。在指令中，R0~R7代表哪個(gè)區(qū)域，由PSW中的RS1、RS0決定。作用：快速保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、方便編程。其中R0、R1作內(nèi)部RAM間址指針。RS1 RS0 選中0 0 0區(qū)0 1 1區(qū)1 0 2區(qū)1 1 3區(qū)1、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器51系列 128B 00H～7FH工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)56②位尋址區(qū)20H～2FH16個(gè)單元128個(gè)位，編址：00H～7FH軟件觸發(fā)器、各種程序狀態(tài)標(biāo)志、位控制變量③數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（用戶RAM區(qū)）51系列30H～7FH52系列30H～FFH注意：工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)統(tǒng)一編址， 便于統(tǒng)一調(diào)度。④堆棧：后進(jìn)先出RAM區(qū)，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 原則上棧底可設(shè)在內(nèi)部RAM任何區(qū)域，但一般設(shè)在30H～7FH內(nèi)。

指針：SP，復(fù)位時(shí)（SP）=07H，棧底為08H3F3E3D3C3B3A393827H②位尋址區(qū)20H～2FH16個(gè)單元128個(gè)位，編址572、特殊功能寄存器塊 I/O口鎖存器，定時(shí)器，串行口數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，控制寄存器，狀態(tài)寄存器都以特殊功能寄存器的形式出現(xiàn)。共21（26）個(gè)，離散分布在內(nèi)部RAM80H～FFH空間內(nèi)。（P50表2-7）①屬于CPU范圍：A.B.PSW.SP.DPTR(DPL.DPH)②屬于接口范圍：并口：P0、P1、P2、P3串口：SCON、SBUF、PCONC/T：TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1、TL1、 T2CON、RLDL、RLDH、TH2、TL2中斷：IP、IE其中字節(jié)地址能被8整除的SFR具有位地址，可按位尋址2、特殊功能寄存器塊 I/O口鎖存器，定時(shí)器，串行口數(shù)據(jù)緩沖583、外部RAM和I/O口外部RAM和I/O口統(tǒng)一編址，用MOVX指令訪問。指針：R0、R1、DPTR，可尋址64K0000H～FFFFH。4、MCS-51系列單片機(jī)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)：RAM和ROM分開，有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式。地址復(fù)用，一個(gè)地址對(duì)應(yīng)兩個(gè)或兩個(gè)以上單元。TCON(88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0IT0 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88PSW(D0H) C AC F0 RS1 RS0 OV - P D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D03、外部RAM和I/O口外部RAM和I/O口統(tǒng)一編址，用MO59②內(nèi)部RAM位地址和字節(jié)地址復(fù)用00H～7FH位操作指令③SFR與內(nèi)部RAM地址復(fù)用（52）80H～FFHSFR:可直接尋址，RAM：只能用R0、R1間址。④片內(nèi)ROM和片外ROM地址復(fù)用0000H～0FFFH(0000H～1FFFH)當(dāng)EA=1時(shí)，片內(nèi)ROM地址;EA=0時(shí)，片外ROM地址①ROM和外部RAM0000H～FFFFHROM：PC尋址，PSEN選通。外部RAM：DPTR、R0、R1尋址，RD/WR選通。②內(nèi)部RAM位地址和字節(jié)地址復(fù)用00H～7FH③SFR60存儲(chǔ)器 訪問性質(zhì) 所用指令及尋址方式 依次取指 根據(jù)PC值自動(dòng)訪問ROM 程序轉(zhuǎn)移 程序轉(zhuǎn)移類指令 用戶訪問(查表) MOVC指令 訪問整個(gè)字節(jié) MOV指令（寄存器間址，片內(nèi)RAM 直接尋址） 訪問可尋址位 位操作指令（直接尋址）SFR 訪問整個(gè)字節(jié) MOV指令（直接尋址） 訪問可尋址位 位操作指令（直接尋址）片外RAM 地址≤FFH MOVX指令（寄存器間址） 地址＞FFH MOVX指令（DPTR間址）訪問不同存儲(chǔ)器與所用指令及尋址方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)器 訪問性質(zhì) 所用指令及尋址方式訪問不同存儲(chǔ)61習(xí)題和思考題三１、詳細(xì)描繪MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器配置圖。２、MCS-51單片機(jī)是通過哪些方法將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器嚴(yán)格分開的？３、什么是單片機(jī)的特殊功能寄存器？8051/8052各有幾個(gè)特殊功能寄存器？這些特殊功能寄存器占有的地址范圍？４、MCS—51單片機(jī)有哪些可直接尋址的位？５、什么是堆棧？8031的堆棧區(qū)可以設(shè)在什么地方？一般應(yīng)設(shè)在什么區(qū)域？如何實(shí)現(xiàn)？試舉例說明。習(xí)題和思考題三624×8P0、P1、P2、P3。輸出具有鎖存功能;輸入沒有鎖存功能;每位都能獨(dú)立的輸入或輸出。P0.P1.P2.P3準(zhǔn)雙向口(輸入方式:口鎖存器必須為”1”)圖2-15P1口1位結(jié)構(gòu)原理圖一.P1口準(zhǔn)雙向口功能：I/O12DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)上拉電阻P1.i引腳V1Vcc§2-5并行輸入輸出接口4×8P0、P1、P2、P3。631.輸出MOVP1,#data(執(zhí)行寫P1口的指令)若寫“1”.V1截止，P1.i由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。 輸出“1”。若寫“0”.V1導(dǎo)通，P1.i為低電平，輸出“0”。2.輸入MOVA,P1(讀P1口指令)必須先寫“1”，使V1截止,P1.i被拉成高電平,也可被 外部輸入源拉成低電平。12DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)上拉電阻P1.i引腳V1Vcc1.輸出MOVP1,#data(執(zhí)行寫643.CPU讀P1口的兩種情況: ①讀P1口的鎖存器狀態(tài)值(端口操作) “讀—修改—寫”指令,打開三態(tài)門2: (ANL.ORL.JBC.CPL.INC.DEC.DJNZ.) ②讀P1口的引腳,打開三態(tài)門1,讀P1口的輸入狀態(tài)。 (MOVA,P1)4.8032/8052的P1.0,P1.1具有二重功能: P1.0(T2)，P1.1(T2EX)外部控制輸入端5.負(fù)載能力輸出:可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載(>400A)輸入:可被任何TTL電路和MOS電路所驅(qū)動(dòng)。3.CPU讀P1口的兩種情況:65P1.78031P1.0燈泡顯示開關(guān)設(shè)數(shù)例：如圖在P1口的低4位接紐子開關(guān)，高4位接指示燈。試編程，要求讀入低4位的開關(guān)狀態(tài)，從高4位輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)指示燈發(fā)光。P1口輸入輸出程序： MOVA,#0FFH MOVP1,A ；設(shè)P1口為輸入方式 MOVA,P1 ；讀開關(guān)所設(shè)的數(shù) SWAPA ；（A）高低四位互換 MOVP1,A ；置有關(guān)燈泡發(fā)光P1.7燈泡顯示開關(guān)設(shè)數(shù)例：如圖在P1口的低4位接紐66二、P3口準(zhǔn)雙向、雙功能口12DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)上拉電阻P3.i引腳V1Vcc&34第二功能輸出第二功能輸入圖2-17P3.口1位結(jié)構(gòu)原理圖功能:1)準(zhǔn)雙向I/O:操作同P1,第二功能輸出線為高電平。二、P3口準(zhǔn)雙向、雙功能口12DQ讀存儲(chǔ)器672)第二功能:輸出:口線鎖存器必須為“1”,此時(shí)門3的輸出狀態(tài)由 第二 功能線確定，P3.i狀態(tài)取決于第二功能線的電平。輸入:RXD、INT0、INT1、T0、T1經(jīng)緩沖器4輸入,直 接進(jìn)入芯片內(nèi)部。P3口的每一位都可獨(dú)立地定義為第一I/O功能,或第二 I/O功能。負(fù)載能力同P1。12DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)上拉電阻P3.i引腳V1Vcc&34第二功能輸出第二功能輸入2)第二功能:12DQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部68三、P0口:三態(tài)雙向口功能:1.I/O2.地址／數(shù)據(jù)總線口 功能選擇:由多路開關(guān)MUX控制12DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)P0.i引腳V1Vcc&3地址/數(shù)據(jù)輸出圖2-18P0.口1位結(jié)構(gòu)原理圖V2&4“0”“1”控制信號(hào)三、P0口:三態(tài)雙向口功能:1.I/O12D69I/O:控制信號(hào)“0”.MUX→Q端,V2截止 寫入“1”:V1也截止,P0.i高阻態(tài)(外加提升電阻)“0”:V1導(dǎo)通,輸出“0”地址/數(shù)據(jù): 控制信號(hào)“1”,MUX→地址/數(shù)據(jù)端,分時(shí) 輸出外部存儲(chǔ)器低8位地址A0~A7和數(shù)據(jù)?！?”：V1截止,V2導(dǎo)通,輸出“1”“0”：V1導(dǎo)通,V2截止,輸出“0” 地址由ALE下降沿鎖存,地址信息來自于片內(nèi)的 R0,R1,PCL,DPL。8031/8032,P0口只能作為地址/數(shù)據(jù)總線口用。輸出可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL電路。I/O:控制信號(hào)“0”.MUX→Q端,V2截止70四、P2口準(zhǔn)雙向口DQCLKQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線寫存儲(chǔ)器信號(hào)讀信號(hào)P2.i引腳V112Vcc&3地址圖2-18P2.口1位結(jié)構(gòu)原理圖控制信號(hào)上拉電阻功能:1.I/O 2.地址總線口,輸出8位A8~A15地址。 MUX控制同P0口 地址信息來源于PCH,DPH。8031/8032一般作為地址總線口使用。負(fù)載能力:驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL電路。四、P2口準(zhǔn)雙向口DQ讀存儲(chǔ)器信號(hào)內(nèi)部總線71五、P0、P2口的地址/數(shù)據(jù)總線功能圖4-1MCS-51系列單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)的三總線結(jié)構(gòu)P2P08031ALEPSENRDWRINT0INT1EARST地址鎖存器A8~A15A0~A7D0~D7地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線五、P0、P2口的地址/數(shù)據(jù)總線功能圖4-1MCS-572習(xí)題和思考題四1、試根據(jù)P1口和P3口的結(jié)構(gòu)特性，指出它們作為輸入口或第二功能輸入/輸出的條件。2、MCS-51中無ROM型單片機(jī)在應(yīng)用中P2口和P0口能否直接作為輸入/輸出連接開關(guān)、指示燈之類的外圍設(shè)備？為什么？3、畫出MCS-51系列單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)的三總線結(jié)構(gòu)圖。習(xí)題和思考題四73111111110000000011111111010101011ALEWR

RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7指令1：MOVP1,#00H指令2：MOVP1,#0FFH指令3：MOVP1,#0AAH(三)輸出舉例指令4：CLRP1.0指令5：SETBP1.0+5V下一頁(yè)111111110000000011111111010101741111111111111111(3)輸入舉例S0+5V4.7kWALEWR

RDP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7讀端口：MOVP3,#11111111BMOVA,P389C51××××××××寄存器A注：當(dāng)I/O端口作為輸入使用時(shí)，需先向端口寫入“1”，使內(nèi)部的FET截止，再讀入引腳的狀態(tài)。你知道P3.4對(duì)應(yīng)寄存器A哪一位嗎？P3.4你知道這是為什么嗎？11111111011111111111111111(3)輸入舉例S0+5V4754、時(shí)鐘電路與復(fù)位電路

(1)時(shí)鐘振蕩電路4、時(shí)鐘電路與復(fù)位電路

(1)時(shí)鐘振蕩電路76(2)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位條件:必須使RST引腳持續(xù)10ms以上高電平(外部時(shí)鐘12MHz)(2)復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位條件:必須使RST引腳持續(xù)77指令寄存器譯碼地址譯碼程序計(jì)數(shù)器地址寄存器累加器A運(yùn)算器①②存儲(chǔ)器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部地址總線AB數(shù)據(jù)緩沖器外部數(shù)據(jù)總線DB寄存器區(qū)外部控制總線CB內(nèi)部控制信號(hào)時(shí)鐘及清零5、單片機(jī)的工作過程取指過程例:MOVA,#09H74H

09H;把09H送到累加器A中執(zhí)行過程PC=0000H0001H0000H0002H0111010000001001(PC)(PC)0001H0002H0000H外部控制總線CB取指過程(PC)執(zhí)行過程你知道PC的作用嗎？地址程序計(jì)數(shù)器地址寄存器累加器A運(yùn)算器外部地址總線AB數(shù)據(jù)緩781、8031有四個(gè)工作寄存器區(qū)，由PSW狀態(tài)字中的RS1、RS0兩位的狀態(tài)來決定，單片機(jī)復(fù)位后，若執(zhí)行SETBRS1指令，此時(shí)只能使用（）區(qū)的工作寄存器。A．0區(qū)B．1區(qū)C．2區(qū)D．3區(qū)課堂練習(xí)1、8031有四個(gè)工作寄存器區(qū)，由PSW狀態(tài)字中的RS1、R792.

09H位所在的單元地址是（）A．02HC．08HB．21HD．20H課堂練習(xí)2.09H位所在的單元地址是（）A．02HC．803.單片機(jī)在進(jìn)行取指令操作時(shí)，指令的地址是由（）的內(nèi)容決定。A．SPC．DPTRD．PSEN和ALE

B．PC課堂練習(xí)3.單片機(jī)在進(jìn)行取指令操作時(shí)，指令的地址是由（）814.P1口作輸入用途之前必須()。A．外接高電平

B．外接上拉電阻C．相應(yīng)端口先置0

D．相應(yīng)端口先置1

課堂練習(xí)4.P1口作輸入用途之前必須()。A．外接高電平825.程序計(jì)數(shù)器PC用來()。A．存放指令

B．存放上一條的指令地址D．存放正在執(zhí)行的指令地址

C．存放下一條的指令地址

課堂練習(xí)5.程序計(jì)數(shù)器PC用來()。A．存放指令B．存放上831.

數(shù)123可能是()。A.二進(jìn)制數(shù)B.八進(jìn)制數(shù)C.十六進(jìn)制數(shù)D．四進(jìn)制數(shù)E.十進(jìn)制數(shù)2.

8031單片機(jī)內(nèi)部RAM包括()。A.程序存儲(chǔ)區(qū)B．堆棧區(qū)C．工作寄存器及特殊功能區(qū)D．位尋址區(qū)E.中斷入口地址區(qū)3.

8051單片機(jī)CPU的主要功能有()。A.產(chǎn)生控制信號(hào)B．存儲(chǔ)數(shù)據(jù)C.算術(shù)、邏輯運(yùn)算及位操作D．I/O端口數(shù)據(jù)傳送E.驅(qū)動(dòng)LED思考題1.數(shù)123可能是()。思考題84思考題4.單片機(jī)能夠直接運(yùn)行的程序是（）。A.匯編源程序B.C語(yǔ)言源程序C.高級(jí)語(yǔ)言程序D.機(jī)器語(yǔ)言源程序5.十進(jìn)制數(shù)126其對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制可表示為()。A．8FB．8EC．FED.7E6.十進(jìn)制數(shù)89.75其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制可表示為().A.10001001.01110101B．1001001.10C.1011001.11D.1001001.117.二進(jìn)制數(shù)110010010對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)可表示為()A.192HB．C90HC．1A2HD.CA0H8.二進(jìn)制數(shù)110110110對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)可表示為()。A．1D3HB，1B6HC．DBOHD.666H9.-3的補(bǔ)碼是()。A．10000011B.11111100C．11111110D．11111101思考題4.單片機(jī)能夠直接運(yùn)行的程序是（85思考題10.CPU主要的組成部部分為()。A．運(yùn)算器，控制器B．加法器，寄存器C.運(yùn)算器,寄存器D.運(yùn)算器，指令譯碼器11.INTEL8051CPU是()位的單片機(jī)。A．16B．4C．8D.準(zhǔn)16位12.對(duì)于INTEL8031來說，/EA腳總是()A.接地B.接電源C.懸空D.不用13.在單片機(jī)中，通常將一些中間計(jì)算結(jié)果放在(）中A.累加器B．控制器C.程序存儲(chǔ)器D.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器14.程序計(jì)數(shù)器PC用來()。A．存放指令B．存放正在執(zhí)行的指令地址C.存放下一條的指令地址D．存放上一條的指令地址思考題10.CPU主要的組成部部分為()。86思考題15.指令和程序是以()形式存放在程序存儲(chǔ)器中。A.源程序B.匯編程序C.二進(jìn)制編碼D．BCD碼16.單片機(jī)應(yīng)用程序一般存放在()中。A.RAMB．ROMC.寄存器D．CPU17.單片機(jī)上電后或復(fù)位后，工作寄存器R0是在()。A.0區(qū)00H單元B．0區(qū)01H單元C.1區(qū)09H單元D．SFR18.進(jìn)位標(biāo)志CY在()中。A.累加器AB．算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALUC．程序狀態(tài)字寄存器PSWD.DPDR19.單片機(jī)8051的XTALl和XTAL2引腳是（）引腳A.外接定時(shí)器B．外接串行口C.外接中斷D.外接晶振思考題15.指令和程序是以()形式存放在程87思考題20.8031復(fù)位后，PC與SP的值為()。A．0000H，00HB．0000H，07HC．0003H，07HD.0800H，00H21.P0,P1口作輸入用途之前必須()。A.相應(yīng)端口先置1B．相應(yīng)端口先置0C．外接高電平D．外接上拉電阻22.8031單片機(jī)中既可位尋址，又可字節(jié)尋址的單元是（）。A．20HB．30HC．00HD．70H23.8031單片機(jī)中片內(nèi)RAM共有()字節(jié)。A．128B．256C．4KD．64K24.當(dāng)標(biāo)志寄存器PSW的RS0、RS1分別為1和0時(shí)，系統(tǒng)選用的工作寄存器組為()。A.組0B．組1C．組2D.組3思考題20.8031復(fù)位后，PC與SP的值為(88思考題25.8051的內(nèi)部RAM中，可以進(jìn)行位尋址的地址空間為()。A.00H~2FHB．20H~2FHC．00H~FFHD.20H~FFH110.26.8051的程序計(jì)數(shù)器PC為16位計(jì)數(shù)器，其尋址范圍是()。A.8KB.16KC．32KD．64K27.8051單片機(jī)中，唯一一個(gè)用戶不能直接使用的寄存器是()。A．PSWB.DPTRC．PCD.B28.對(duì)MCS-51單片機(jī)來說，其內(nèi)部RAM()。A.只能位尋址D．只能字節(jié)尋址C．既能位尋又能字節(jié)尋址D．少部分能位尋址29.所謂系統(tǒng)總線，指的是()。A.數(shù)據(jù)總線B．地址總線C.內(nèi)部總線D．外部總線E．控制總線思考題25.8051的內(nèi)部RAM中，可以進(jìn)行位尋址89單片機(jī)原理及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院自動(dòng)化系吳定會(huì)單片機(jī)原理及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院90第一章單片機(jī)概述第一章單片機(jī)概述911．實(shí)訓(xùn)目的(1)了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成。(2)通過最簡(jiǎn)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)例了解單片機(jī)的基本工作過程。實(shí)訓(xùn)1信號(hào)燈的控制12．實(shí)驗(yàn)電路1．實(shí)訓(xùn)目的實(shí)訓(xùn)1信號(hào)燈的控制12．實(shí)驗(yàn)電路923．實(shí)訓(xùn)程序 ORG0000HSTART：MOVP1,#00H ACALLDELAY MOVP1,#0FFH ACALLDELAY SJMPSTARTDELAY:MOVR3,#0FFHDEL2:MOVR4,#0FFHDEL1:NOP DJNZR4,DEL1 DJNZR3,DEL2 RET END 0000000011111111ALEWR

RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V單片機(jī)到底是如何實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作？它里面有些什么呢？000000003．實(shí)訓(xùn)程序 ORG0000H000000001111193微機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)微處理器CPU運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)處理信息的主要部件控制計(jì)算機(jī)各部件自動(dòng)地、協(xié)調(diào)一致地工作ＣＰＵ與外圍設(shè)備之間進(jìn)行信息交換的必經(jīng)通道使用和管理計(jì)算機(jī)的各種程序內(nèi)部存儲(chǔ)器輸入/輸出接口軟件用來存放程序和數(shù)據(jù)的部件§1-1什么是單片機(jī)一、微機(jī)系統(tǒng)微微型計(jì)算機(jī)微處理器CPU運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)處理信控制計(jì)算機(jī)94微處理器（CPU）運(yùn)算器控制器控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線Input/Output設(shè)備Input/Output接口只讀存儲(chǔ)器ROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM二、微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)微處理器運(yùn)算器控制器控制總線數(shù)據(jù)總線地址總線Input/Ou95三、什么是單片機(jī)單片計(jì)算機(jī)：SCMCSingleChipMicroComputer單片機(jī)又稱微控制器：MCUMicroControllerUnit三、什么是單片機(jī)單片計(jì)算機(jī)：SCMC單片機(jī)又稱微控制器：MC96單片機(jī)（微控制器）CPU（微處理器）RAMROM(EPROM)I/O（串、并、C/T、A/D、中斷...）一塊芯片上三、什么是單片機(jī)所謂單片機(jī)是指在一塊硅片上集成了CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM或EPROM）和各種I/O口（包括并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和A/D轉(zhuǎn)換器等），也就是集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)。按CPU字長(zhǎng)，可分為4、8、16、32位單片機(jī)。根據(jù)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)不同，單片機(jī)可分為：ROM型單片機(jī)；EPROM型單片機(jī)；E2PROM型單片機(jī)；無ROM型單片機(jī)。單片機(jī)（微控制器）CPU（微處理器）RAMROM97四、通用單片機(jī)和專用單片機(jī)通用單片機(jī)：是一個(gè)基本芯片，內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且通用性強(qiáng)，覆蓋多種應(yīng)用需求。專用單片機(jī)：針對(duì)某一產(chǎn)品，或某一種控制應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)；軟硬件資源利用最優(yōu)；可靠性以及經(jīng)濟(jì)成本最佳。本課程介紹的MCS－51系列單片機(jī)是一種通用單片機(jī)，其結(jié)構(gòu)和原理對(duì)所有單片機(jī)都是適用的。四、通用單片機(jī)和專用單片機(jī)通用單片機(jī)：專用單片機(jī)：本課程介紹98五、單片機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)芯片基礎(chǔ)上，擴(kuò)展其他電路或芯片構(gòu)成具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。六、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，系統(tǒng)和控制對(duì)象結(jié)合在一起七、單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試工具五、單片機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)芯片基礎(chǔ)上，擴(kuò)展其他電路或芯片構(gòu)成具有99§1-2單片機(jī)的發(fā)展概況首次宣布1971Intel4004４位微處理器第一階段1971-1976萌芽階段4位、8位雙片，功能簡(jiǎn)單； 1974-12Fairchild(仙童）F88位（配3851芯片）。第二階段1976-1978初級(jí)8位機(jī)； 1976-09IntelMCS-48系列 若干I/O、8位C/T 1977-10GIPIC1650系列 有限ROM、RAM 1978ROCKWELR6500/1系列 簡(jiǎn)單中斷第三階段

1978-1982高級(jí)8位機(jī) 1978Motorola6801系列 串I/O、16位C/T 1978-10ZilogZ8系列 較多ROM.RAM 1980IntelMCS-51系列 多級(jí)中斷100§1-2單片機(jī)的發(fā)展概況首次宣布1971Intel第四階段 1982-16位機(jī) 1982IntelMCS-96系列 MostekMK68200系列 據(jù)統(tǒng)計(jì)50多個(gè)系列、300多個(gè)品種 我國(guó)８位單片機(jī)的應(yīng)用，大體上始于1982年。86年上海召開全國(guó)首屆單片機(jī)應(yīng)用與開發(fā)交流會(huì)，成立了單片機(jī)應(yīng)用協(xié)會(huì)，使單片機(jī)應(yīng)用的普及和深化掀起了全國(guó)性的高潮。第四階段 1982-16位機(jī) 我國(guó)８位單片機(jī)的應(yīng)用，大體101CPU的發(fā)展CPU字長(zhǎng)：8位、16位、32位時(shí)鐘頻率：6MHz、12MHz、20MHz雙CPU結(jié)構(gòu)：處理能力大大提高CPU的發(fā)展CPU字長(zhǎng)：8位、16位、32位102片內(nèi)存儲(chǔ)器的發(fā)展所謂片內(nèi)（相對(duì)于片外）：集成在單片機(jī)芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元。擴(kuò)大存儲(chǔ)容量早期單片機(jī)RAM：64－128字節(jié)ROM：1－2K字節(jié)尋址范圍：1－4k（212）新型單片機(jī)RAM：256字節(jié)ROM：8－16K字節(jié)尋址范圍：64k（216）片內(nèi)存儲(chǔ)器的發(fā)展所謂片內(nèi)（相對(duì)于片外）：擴(kuò)大存儲(chǔ)容量早期單片103片內(nèi)EPROM開始E2PROM電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2PROM可在正常工作電壓下進(jìn)行讀寫，并能在斷電情況下，保持信息不丟失。片內(nèi)程序的保密措施片內(nèi)EPROM開始E2PROM電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器E2PR104

早期單片機(jī)：并行輸入/輸出口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器現(xiàn)代單片機(jī)：大功率輸入/輸出口，可直接驅(qū)動(dòng)VFD（熒光顯示管）；LCD（液晶顯示器）和LED（數(shù)碼顯示管）片內(nèi)A/D，D/A轉(zhuǎn)換器；CRT控制器，LCD、LED驅(qū)動(dòng)器，正弦波發(fā)生器，聲音發(fā)生器，字符發(fā)生器，頻率合成器等。加強(qiáng)片內(nèi)輸入輸出口的功能

105§1-3單片機(jī)的特點(diǎn)體積小、重量輕、便宜、省電?？垢蓴_性能強(qiáng)，可靠性高?？刂乒δ軓?qiáng)，運(yùn)行速度快。片內(nèi)存儲(chǔ)器及I/O口有限，適宜于構(gòu)成專用微機(jī)系統(tǒng)?！?-3單片機(jī)的特點(diǎn)體積小、重量輕、便宜、省電。106§1-4單片機(jī)的應(yīng)用工業(yè)方面：工業(yè)機(jī)器人、過程控制、數(shù)字控制儀器儀表：智能儀器、醫(yī)療器械、色譜儀、視波器民用方面：電路玩具、游戲機(jī)、錄象機(jī)、光盤驅(qū)動(dòng)器電訊方面：調(diào)制解調(diào)器、智能線路運(yùn)行控制導(dǎo)航與控制：導(dǎo)彈、魚雷制導(dǎo)控制、智能武器裝置數(shù)據(jù)處理：圖形終端、復(fù)印機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)§1-4單片機(jī)的應(yīng)用工業(yè)方面：工業(yè)機(jī)器人、過程控制、數(shù)字107MCS-48、MCS-51、MCS-96三大系列§1-5INTEL公司系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介76年 MCS-48系列

基本型EPROMROM無ROM(ROMRAM擴(kuò)展C/TI/O中斷）874880488035(1K64B4K/3201*82*82）改進(jìn)型8749 80498039（ROM、RAM擴(kuò)大一倍）8750 80508040（ROM、RAM再擴(kuò)大一倍）MCS-48、MCS-51、MCS-96三大系列§1-510884-85 年 51-96、之間 CHMOS 87C252 83C252 80C252指令與51系列完全兼容，并具有96系列的HSIO（高速輸入輸出）功能。82年 MCS-96 879683968096(ROMRAM擴(kuò)展C/TI/O中斷串口）（8K232B64K/64K4*1640位81HSIO）80年 MCS-51系列基本型 8751 8051 8031改進(jìn)型 8752 8052 803284-85 年 51-96、之間 CHMOS82年 MCS-109常用單片機(jī)系列：Philips51系列ATMEL51系列MicrochipPIC16C5XMotorlaM68HC05、M68HC11、M68HC16；ZilogZ8；NSCOP800、HPC常用單片機(jī)系列：110習(xí)題和思考題一１、一個(gè)完整的單片微機(jī)芯片內(nèi)至少有哪些部件？２、根據(jù)程序存儲(chǔ)器的差別單片機(jī)可以分為那些類型？３、單片機(jī)的主要特性是什么？它適宜于構(gòu)成一個(gè)通用微機(jī)系統(tǒng)還是專用微機(jī)系統(tǒng)？為什么？習(xí)題和思考題一111第二章

MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第二章

MCS-51系列單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)112§2-1總體概況Intel80年51子系列：8031、8051、87518031芯片：無內(nèi)部ROM，須外接EPROM8051芯片：內(nèi)部有4KB工廠掩膜編程的ROM8751芯片：內(nèi)部有4KB用戶可編程的EPROM52子系列：8032、8052、8752§2-1總體概況Intel80年113一、主要功能．8位CPU．fosc 1.2～12MHZ．片內(nèi) RAM128B（52為256B）ROM4K（52為8K）．片外擴(kuò)展能力：64KROM,64KRAM(通過P0.P2口擴(kuò)展）．21個(gè)特殊功能寄存器（SFR）．并行I/O口：4×8 P0、P1、P2、P3．一個(gè)全雙工串行口（P3口兩位兼）．定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2×16 T0、T1（523個(gè)T2）．中斷源5個(gè)（2外3內(nèi)）,2個(gè)優(yōu)先級(jí)(526個(gè)中斷源）．111條指令，位尋址、位處理能力強(qiáng)．片內(nèi)單總線結(jié)構(gòu)．單一＋5V電源一、主要功能．8位CPU114二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖震蕩器P1驅(qū)動(dòng)器P3驅(qū)動(dòng)器RAM地址寄存器RAMP0驅(qū)動(dòng)器P0鎖存器EPROM或ROMASPB寄存器暫存器1ALUPSW定時(shí)及控制指令寄存器中斷系統(tǒng)串行口定時(shí)器/計(jì)數(shù)器16位地址寄存器緩沖器PC加1PCDPTR暫存器2P2驅(qū)動(dòng)器P2鎖存器P1鎖存器P3鎖存器PSENALEEARESETXTAL1XTAL2P1.0~P1.7VccVSSP2.0~P2.7P0.0~P0.7P3.0~P3.7CPUROMRAMSFRI/O（PIOSIOC/T...）二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖震蕩器P1驅(qū)動(dòng)器P3驅(qū)動(dòng)器RAMRAMP0驅(qū)115時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時(shí)計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個(gè)全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外部中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MH