《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》課件-第二章 最小單片機(jī)系統(tǒng)

第2章最小單片機(jī)系統(tǒng)本章教學(xué)計(jì)劃：

理論+實(shí)踐教學(xué)8學(xué)時(shí)本章教學(xué)重點(diǎn)：掌握MCS51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)掌握MCS51單片機(jī)的外部引腳掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)了解C51單片機(jī)簡(jiǎn)單編程2.1MCS單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)2.2MCS-51引腳2.3單片機(jī)最小系統(tǒng)2.4LED介紹2.5點(diǎn)亮LED程序代碼編寫2.6Keil51和Proteus安裝與使用主要內(nèi)容：CPU時(shí)鐘電路

ROMRAM并行接口串行接口中斷系統(tǒng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0T1P0P1P2P3TXDRXDINT0INT12.1MCS單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)各功能部件：1.CPU（微處理器）：由運(yùn)算器和控制器所構(gòu)成2.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM:RamdomAccessMemory）片內(nèi)為128個(gè)字節(jié)（52子系列的為256個(gè)字節(jié)）3.程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM:ReadOnlyMemory）用來(lái)存放應(yīng)用程序和表格之類的固定常數(shù)。

8031:無(wú)此部件；

8051:4K字節(jié)ROM；

8751:4K字節(jié)EPROM；

89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字節(jié)閃存。4.P1口、P2口、P3口、P0口：為4個(gè)并行8位I/O口。5.串行口1個(gè)全雙工的異步串行口6.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器7.中斷系統(tǒng)

8.時(shí)鐘電路

2.2MCS-51的引腳

40只引腳雙列直插封裝（DIP）引腳邏輯圖8051單片機(jī)為40條引腳雙列直插式封裝引腳可分為三個(gè)部分1.引腳總體介紹（1）電源及時(shí)鐘引腳:Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。（2）控制引腳：

PSEN*、EA*

、ALE、RESET

（3）I/O口引腳：P0、P1、P2、P3，4個(gè)8位I/O口2.電源及時(shí)鐘引腳

1)電源引腳

（a）Vcc（40腳）：+5V電源；（b）Vss（20腳）：接地。

2)時(shí)鐘引腳

（a）XTAL1（19腳）：采用外接晶體振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)接地。（b）XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。3.控制引腳

(1)RST/VPD(9腳)：復(fù)位與備用電源(2)ALE/PROG*（30腳）：第一功能ALE

：地址鎖存允許第二功能PROG*：編程脈沖輸入端。(3)PSEN*

（29腳）：讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)?？梢则?qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。(4)EA*/VPP(31腳)：EA*為內(nèi)外程序存儲(chǔ)器選擇控制

EA*=1，訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，

EA*=0，單片機(jī)則只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。第二功能VPP，用于施加編程電壓。4.I/O口引腳(1)P0口：雙向8位三態(tài)I/O口，地址總線（低8位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。(2)P1口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。(3)P2口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，與地址總線（高8位）復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。(4)P3口：8位準(zhǔn)雙向I/O口，雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。注意:準(zhǔn)雙向口與雙向三態(tài)口的差別。當(dāng)3個(gè)準(zhǔn)雙向I/O口作輸入口使用時(shí)，要向該口先寫“1”，另外準(zhǔn)雙向I/O口無(wú)高阻的“浮空”狀態(tài)。2.3單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)的必備條件1、電源2、EA引腳(直接上拉至高電平)3、晶體振蕩電路（時(shí)鐘電路）4、復(fù)位電路3時(shí)鐘電路(P18)時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所必需的時(shí)鐘控制信號(hào)。單片機(jī)所有的工作都要以這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)步調(diào)來(lái)進(jìn)行工作。時(shí)鐘電路時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，電路的質(zhì)量直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路有兩種方式：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。1）內(nèi)部時(shí)鐘方式(P18)

內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，其輸入端：XTAL1，輸出端：XTAL2。

C1和C2典型值通常選擇為30pF左右。晶體的振蕩頻率在1.2MHz～12MHz之間。某些高速單片機(jī)芯片的時(shí)鐘頻率已達(dá)40MHz。2）外部時(shí)鐘方式

常用于多片MCS-51單片機(jī)同時(shí)工作。

4復(fù)位操作和復(fù)位電路復(fù)位操作單片機(jī)的初始化操作，擺脫死鎖狀態(tài)。

引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使MCS-51復(fù)位。復(fù)位時(shí)，PC初始化為0000H，使MCS-51單片機(jī)從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。

除PC之外，復(fù)位操作還對(duì)其它一些寄存器有影響。

SP=07H，P0-P3的引腳均為高電平。

在復(fù)位有效期間，ALE腳和PSEN*腳均為高電平，內(nèi)部RAM的狀態(tài)不受復(fù)位的影響。MCS-51單片機(jī)各寄存器的復(fù)位狀態(tài)

00HTCON0000HPC

00HTMOD0×××0000BPCON0×000000BIE不定SBUF

××000000BIP00HSCON0FFHP0~P300HTH10000HDPTR00HTL107HSP00HTH000HPSW00HTL000HACC復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位

最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路:復(fù)位電路

按鍵手動(dòng)復(fù)位

2.4LED介紹

通常紅色貼片LED:靠電流驅(qū)動(dòng)，電壓1.8V~2.2V，電流1到20mA，在1到5mA亮度有所變化，5mA以上亮度基本無(wú)變化。點(diǎn)亮一個(gè)LED發(fā)光二極管`2.5點(diǎn)亮LED程序代碼編寫點(diǎn)亮LED假設(shè)單片機(jī)的P1.0腳連接一個(gè)LED，如圖2-10所示，圖中D1是LED。P54:注意1電容電阻的取值2P口仿真圖與程序?qū)?yīng)起來(lái)

根據(jù)LED的顯示情況來(lái)寫程序，假設(shè)要求LED閃動(dòng)就可以，程序如下：這個(gè)程序就可以在Protues上看到單片機(jī)的P1.0連接的LED不斷閃爍，延時(shí)時(shí)間間隔是大約500msLED變換一次。/***************************************************/#include<reg52.h>//包含特殊功能寄存器定義的頭文件#defineucharunsignedchar//預(yù)定義voiddelay(uchar);//函數(shù)聲明sbitLED=P1^0;//位地址聲明，定義P1.0為L(zhǎng)ED/***************************************************/voidmain(void)//主函數(shù)，任何一個(gè)C程序有且僅有一個(gè)主函數(shù){

//{}是成對(duì)出現(xiàn)的，這里表示函數(shù)的起始與結(jié)束

while(1)//死循環(huán),讓程序停留在所希望的狀態(tài)下，不//要亂運(yùn)行{LED=!LED;//取反后送到LED端口；分號(hào)表示一條語(yǔ)句結(jié)束delay(255);delay(255);}//調(diào)用延時(shí)函數(shù)，延時(shí)510ms}/****************************************************/voiddelay(ucharx)//延時(shí)函數(shù){uchark;while(x--)for(k=0;k<125;k++);}/*****************************************************/程序宏觀框架結(jié)構(gòu)2.流水燈控制

圖中的單片機(jī)可以是AT89C51系列的單片機(jī)，也可以是任意的51內(nèi)核的單片機(jī)，其中8個(gè)LED采用共陽(yáng)極的連接方法，即8個(gè)LED的公共端是接在正電源上的，此時(shí)當(dāng)單片機(jī)的P1各端口如果是輸出低電平時(shí)，LED亮，當(dāng)各端口輸出高電平時(shí)，LED滅。下面的程序給出了8個(gè)LED燈循環(huán)顯示，即LED燈按照順序一個(gè)一個(gè)點(diǎn)亮的程序。#include<reg52.h>//定義特殊功能寄存器庫(kù)#include<intrins.h>//定義循環(huán)左移、右移等函數(shù)庫(kù)#defineucharunsignedchar//預(yù)定義#defineuintunsignedintvoiddelay(uchar);//函數(shù)聲明voidmain(void){ucharLedTemp;LedTemp=0xfe;//初始值while(1){P1=LedTemp;//送值到端口LedTemp=_crol_(LedTemp,1);//循環(huán)左移delay(255);delay(255);delay(255);delay(255);//延時(shí)}}voiddelay(ucharx)//延時(shí)函數(shù){uchark;while(x--)for(k=0;k<125;k++);}本程序的功能是將8個(gè)LED循環(huán)點(diǎn)亮，中間延時(shí)大約1秒（假設(shè)晶體振蕩器的頻率是11.0592MHz）。送給P1端口的變量LedTemp的初始值為0xfe，寫成二進(jìn)制為11111110，因?yàn)槭堑碗娖絃ED點(diǎn)亮，所以只有一個(gè)LED燈被點(diǎn)亮，送完第一次的值后，LedTemp循環(huán)左移，循環(huán)后的二進(jìn)制代碼是11111101，延時(shí)大約1秒后，將新