單片機(jī)原理與應(yīng)的項(xiàng)目-數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)教學(xué)課件

單片機(jī)原理與應(yīng)的項(xiàng)目——數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)6、法律的基礎(chǔ)有兩個(gè)，而且只有兩個(gè)……公平和實(shí)用?！?、有兩種和平的暴力，那就是法律和禮節(jié)?！璧?、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序?！獊喞锸慷嗟?、上帝把法律和公平湊合在一起，可是人類(lèi)卻把它拆開(kāi)?！椤た茽栴D10、一切法律都是無(wú)用的，因?yàn)楹萌擞貌恢鼈?，而壞人又不?huì)因?yàn)樗鼈兌兊靡?guī)矩起來(lái)?！轮円怂箚纹瑱C(jī)原理與應(yīng)的項(xiàng)目——數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)單片機(jī)原理與應(yīng)的項(xiàng)目——數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)6、法律的基礎(chǔ)有兩個(gè)，而且只有兩個(gè)……公平和實(shí)用。——伯克7、有兩種和平的暴力，那就是法律和禮節(jié)。——歌德8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序?！獊喞锸慷嗟?、上帝把法律和公平湊合在一起，可是人類(lèi)卻把它拆開(kāi)。——查·科爾頓10、一切法律都是無(wú)用的，因?yàn)楹萌擞貌恢鼈?，而壞人又不?huì)因?yàn)樗鼈兌兊靡?guī)矩起來(lái)?！轮円怂箚纹瑱C(jī)與嵌入系統(tǒng)2008/02電氣與自動(dòng)化項(xiàng)目數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)一、項(xiàng)目描述：通過(guò)下面三個(gè)任務(wù)的思考與學(xué)習(xí)，完成數(shù)據(jù)塊搬運(yùn)程序。任務(wù)一、編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)塊交換。任務(wù)二、編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)片外數(shù)據(jù)塊交換。任務(wù)三、編程實(shí)現(xiàn)單片機(jī)片內(nèi)片外數(shù)據(jù)塊交換。四、相關(guān)知識(shí)

概念五、任務(wù)

任務(wù)一

任務(wù)二

任務(wù)三相關(guān)知識(shí)--單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)◆邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳◆內(nèi)部存儲(chǔ)器◆并行輸入/輸出口電路

◆MCS-51單片機(jī)引腳及片外總線結(jié)構(gòu)

邏輯結(jié)構(gòu)及信號(hào)引腳※結(jié)構(gòu)框圖※內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)※信號(hào)引腳結(jié)構(gòu)框圖8031無(wú)內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)CPU運(yùn)算器電路CPU控制器電路CPU控制器電路

80C51MCS—51CPUCPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)：（1）運(yùn)算器電路：算術(shù)邏輯單元ALU、累加器ACC、寄存器B、程序狀態(tài)字PSW和2個(gè)暫存器等。算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU(8位)：+、–、×、÷算術(shù)運(yùn)算，與、或、非、異或邏輯運(yùn)算，循環(huán)移位、位處理。（2）控制器電路：程序計(jì)數(shù)器PC、PC+1寄存器、指令寄存器、指令譯碼器、定時(shí)與控制電路等。

信號(hào)引腳1、I/O口線功能4個(gè)8位并行I/O接口引腳P0.0～P0.7、P1.0～P1.7

、P2.0～P2.7和

P3.0～P3.7為多功能引腳，可自動(dòng)切換用作數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和或I/O接口外部引腳。2、控制線ALE：地址鎖存允許信號(hào)端PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)端EA/VPP

：程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端/編程電源輸入端80C512、控制線RST/VPD：復(fù)位信號(hào)端和后備電源輸入端。輸入10ms以上高電平脈沖，單片機(jī)復(fù)位。VPD使用后備電源，可實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)。復(fù)位電路： （1）上電復(fù)位 （2）外部信號(hào)復(fù)位3、電源及時(shí)鐘引線

工作電源：VCC、VSS時(shí)鐘輸入：XTAL1、XTAL2。RESET+5V200Ω1K30μF單片機(jī)RST內(nèi)部存儲(chǔ)器※內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元※內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元※堆棧操作※內(nèi)部程序存儲(chǔ)器※存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器低128單元低128單元是單片機(jī)的真正RAM存儲(chǔ)器。

分為三個(gè)區(qū)域：

1．寄存器區(qū)：

4組寄存器（寄存器陣列）。即4個(gè)工作寄存器0區(qū)～3區(qū)。每組8個(gè)寄存單元（每單元8位），以R0～R7作寄存器名，暫存運(yùn)算數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。字節(jié)地址為00H～1FH。2．位尋址區(qū)：

字節(jié)地址為20H～2FH，既可作RAM，也可位操作。共有16個(gè)RAM單元，共128位，位地址為00H～7FH。3．用戶(hù)RAM區(qū)：

32個(gè)單元，地址為30H～7FH，在一般應(yīng)用中常作堆棧區(qū)。字節(jié)地址位地址用PSW中的兩位PSW.4和PSW.3來(lái)切換工作寄存器區(qū)，選用一個(gè)工作寄存器區(qū)進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器高128單元內(nèi)部RAM的高128單元——專(zhuān)用寄存器(SFR)區(qū)地址為80H～FFH（也稱(chēng)特殊功能寄存器）1、SFR（80H～FFH）介紹：※有2套地址其字節(jié)地址可被8整除。

※專(zhuān)用寄存器：A、B、PSW、DPTR、SP。

※I/O接口寄存器：P0、P1、P2、P3、SBUF、TMOD、TCON、SCON…字節(jié)地址：只21個(gè)有效（其中僅11個(gè)有位地址）位地址：只83位有效字節(jié)地址位地址

(1)

程序計(jì)數(shù)器PC（16位）：CPU總是按PC的指示讀取程序。PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器。其內(nèi)容為將要執(zhí)行的指令地址（即下一條指令地址），可自動(dòng)加1。因此CPU執(zhí)行程序一般是順序方式。當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)移、子程序調(diào)用、中斷和復(fù)位等操作，PC被強(qiáng)制改寫(xiě)，程序執(zhí)行順序也發(fā)生改變。復(fù)位時(shí)，PC=0000H。(2)

累加器Acc（8位）：需要ALU處理的數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果多數(shù)要經(jīng)過(guò)累加器A。(3)

寄存器B（8位）：與A累加器配合執(zhí)行乘、除運(yùn)算。也可用作通用寄存器。(4)

程序狀態(tài)字PSW（8位）：存放ALU運(yùn)算過(guò)程的標(biāo)志狀態(tài)。(5)

數(shù)據(jù)指針DPTR

（16位）：

存放片外存儲(chǔ)器地址，作為片外存儲(chǔ)器的指針?？煞殖蓛蓚€(gè)8位寄存器DPH、DPL使用。位序B7B6B5B4B3B2B1B0位符號(hào)CYACF0RS1RS0OVF1P2.專(zhuān)用寄存器的字節(jié)尋址注意：

◆21個(gè)可字節(jié)尋址的專(zhuān)用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，共83個(gè)可尋址位。盡管還剩余許多空閑單元，但用戶(hù)并不能使用。

◆在22個(gè)專(zhuān)用寄存器中，唯一一個(gè)不可尋址的PC。PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。

◆對(duì)專(zhuān)用寄存器只能使用直接尋址方式，書(shū)寫(xiě)時(shí)既可使用寄存器符號(hào)，也可使用寄存器單元地址。MCS-51的寄存器在片內(nèi)RAM都有映像地址。

使用時(shí):既可用寄存器名，也可用對(duì)應(yīng)單元地址。字節(jié)地址位地址字節(jié)地址2.2.3堆棧操作堆棧類(lèi)型向上生長(zhǎng)型（向地址增大的方向生成）：MCS—51系列向下生長(zhǎng)型（向地址較低的方向生成）：MCS—96系列堆棧指針SP（8位）：MCS—51系列的堆棧是按“先進(jìn)后出”原則存取數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)。MCS—51堆棧設(shè)在片內(nèi)RAM區(qū)。數(shù)據(jù)入棧時(shí)：先SP自動(dòng)加1，后寫(xiě)入數(shù)據(jù)，SP始終指向棧頂?shù)刂贰?/p>

——“先加后壓”數(shù)據(jù)出棧時(shí)：先讀出數(shù)據(jù)，后SP自動(dòng)減1，SP始終指向棧頂?shù)刂贰?/p>

——“先彈后減”復(fù)位時(shí)

SP=07H。但在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將SP值初始化為30H以后，以免占用寶貴的寄存器區(qū)和位地址區(qū)。2.2.4內(nèi)部程序存儲(chǔ)器80C51內(nèi)有4KBROM，其地址為0000H～0FFFH（內(nèi)部ROM）。其中0000H～0002H是系統(tǒng)的啟動(dòng)單元。系統(tǒng)復(fù)位后(PC)＝0000H，開(kāi)始取指令執(zhí)行程序。如果不從0000H開(kāi)始，應(yīng)存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便直接轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的程序。作用：（1）用來(lái)存放固化了的用戶(hù)程序，取指地址由程序計(jì)數(shù)器PC給出，PC具有自動(dòng)加1的功能；（2）固化一片數(shù)據(jù)區(qū)，存放被查詢(xún)的表格和參數(shù)等。中斷入口：0003H～0023H

0003H～000AH 外部中斷0（INT0）中斷地址區(qū)000BH～0012H 定時(shí)器/記數(shù)器0（T0）中斷地址區(qū)0013H～001AH 外部中斷1（INT1）中斷地址區(qū)001BH～0022H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T1）中斷地址區(qū)0023H～002AH 串行（RI/TI）中斷地址區(qū)中斷服務(wù)程序存放方法：（1）從中斷地址區(qū)首地址開(kāi)始，在中斷地址區(qū)中直接存放；（2）從中斷地址區(qū)首地址開(kāi)始，存放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便中斷響應(yīng)后，通過(guò)中斷地址區(qū)，再轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序的實(shí)際入口地址區(qū)去。程序存儲(chǔ)器保留的單元：2.2.5存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)普林斯頓結(jié)構(gòu)：

程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，統(tǒng)一編址。哈佛結(jié)構(gòu)：

程序與數(shù)據(jù)分為兩個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)器邏輯空間，分開(kāi)編址。物理上4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)器邏輯上3個(gè)存儲(chǔ)器地址空間：64KB程序存儲(chǔ)器256B片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64KB片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8031805164KB存儲(chǔ)器小結(jié)：

MCS—51的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是分開(kāi)的（屬于哈佛結(jié)構(gòu)），地址空間重迭，最大可擴(kuò)展到64KB。1、程序存儲(chǔ)器ROM（1）8031內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器由于8031無(wú)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，需外接，因此，端必須外接低電平。（2）8051、8751內(nèi)部有4KBROM/EPROM： =0，使用外部程序存儲(chǔ)器； =1，使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器4KB空間，當(dāng)PC的值超過(guò)4KB范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向外部程序存儲(chǔ)器。2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM（1）內(nèi)部RAM中低128B，00H～7FH；（2）外部RAM，可擴(kuò)至64KB，0000H～FFFFH。MCS—51共有四個(gè)8位的雙向并行I/O口，分別記作P0、P1、P2和P3。實(shí)際上它們已被歸入專(zhuān)用寄存器之列?？谑且粋€(gè)綜合概念，是一個(gè)集數(shù)據(jù)輸入緩沖、數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)及鎖存等多項(xiàng)功能為一體的I/O電路。對(duì)于口有時(shí)也稱(chēng)為端口。2.3并行輸入/輸出口電路一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器和兩個(gè)三態(tài)數(shù)據(jù)輸入緩沖器。一個(gè)多路轉(zhuǎn)接電路MUX在控制信號(hào)的作用下，MUX可以分別接通鎖存器輸出或地址/數(shù)據(jù)線。當(dāng)作為通用的I/O口使用時(shí)，內(nèi)部的控制信號(hào)為低電平，封鎖與門(mén)將輸出驅(qū)動(dòng)電路的上拉場(chǎng)效應(yīng)管（FET）截止，同時(shí)使MUX接通鎖存器~Q端的輸出通路。P0口：作通用I/O口使用，所以在電路結(jié)構(gòu)上與P0口有一些不同之處。首先它不再需要多路轉(zhuǎn)接電路MUX，其次是電路的內(nèi)部有上拉電阻。與場(chǎng)效應(yīng)管共同組成輸出驅(qū)動(dòng)電路。作為輸出口使用時(shí)，已能向外提供推拉電流負(fù)載，無(wú)需再外接上拉電阻。P1口：P2口電路中比P1口多了一個(gè)多路轉(zhuǎn)換電路MUX，這又正好與P0口一樣。P2口也可以作為通用I/O口使用。這時(shí)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)倒向鎖存器的Q端。但通常應(yīng)用情況下，P2口是作為高位地址線使用，此時(shí)多路轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)應(yīng)倒向相反方向。：P2口:P3口的特點(diǎn)在于為適應(yīng)引腳信號(hào)第二功能的需要。對(duì)于第二功能為輸出的信號(hào)引腳，當(dāng)作為I/O使用時(shí)，第二功能信號(hào)引線應(yīng)保持高電平，與非門(mén)開(kāi)通，以維持從鎖存器到輸出端數(shù)據(jù)輸出通路的暢通。當(dāng)輸出第二功能信號(hào)時(shí)，該位的鎖存器應(yīng)置“1”，使與非門(mén)對(duì)第二功能信號(hào)的輸出是暢通的，從而實(shí)現(xiàn)第二功能信號(hào)的輸出。P3口：（1）系統(tǒng)總線：

地址總線（16位）：P0（地址低8位）、P2口（地址高8位）

數(shù)據(jù)總線（8位）：P0口（地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用，借助ALE）；

控制總線（6根）：P3口的第二功能和9、29、30、31腳；（2）供用戶(hù)使用的端口：P1口、部分未作第二功能的P3口；（3）P0口作地址/數(shù)據(jù)時(shí)，是真正的雙向口，三態(tài)，負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL電路；P1～P3是準(zhǔn)雙向口，負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL電路。（4）P0～P3在用作輸入之前必須先寫(xiě)“1”，即： （P0）=FFH～（P3）=FFH。端口小結(jié)：2.4.1MCS-51單片機(jī)芯片引腳描述2.4.2MCS-51單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)2.4MCS-51單片機(jī)引腳及片外總線結(jié)構(gòu)2.4.1MCS-51單片機(jī)芯片引腳描述下圖為MCS-51單片機(jī)的引腳配置圖。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/VPD、ALE/、和/VPP4．輸入/輸出引腳P0、P1、P2、P3（共32根）P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031805187514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

MCS-51單片機(jī)的引腳配置圖地址鎖存器CBI/OA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0DBABP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RESETP3.0P3.1P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P