单片机应用技术-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,机械工业出版社,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单片机应用技术-课件,1,单片机应用技术-课件,2,单片机应用技术-课件,3,熟悉,MCS-51,单片机的内部结构及特点,掌握存储器的组成及地址范围,熟悉单片机并行,I/O,口的结构及数据传送过程,掌握硬件系统的组成及外围电路,了解单片机的几种工作方式,本章教学目标,本章重点与难点,重点：,MCS-51,单片机内部结构组成及功能、,存储器地址分配、,I/O,口数据传输过程、,单片机最小系统,难点：内部结构组成、,并行,I/O,的结构与操作,单片机应用技术,高职高专,ppt,课件,熟悉MCS-51单片机的内部结构及特点本章教学目标本章重点与,4,2.1.1 MCS-51,单片机概况,2.1.2,引脚定义及功能,目录,2.1 MCS-51,单片机概况与引脚功能,单片机应用技术,高职高专,ppt,课件,2.1.1 MCS-51单片机概况 2.1.2 引脚定,5,MCS-51,系列单片机产品介绍,型号,程序存储器,/,可扩展空间,数据存储器,/,可扩展空间,定时器,中断源,串行口,并行口,晶振,(MHZ),封装,8051/80C51,4K ROM/60K,128B/64K,2,5,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8031/80C31,0/64K,128B/64K,2,5,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8751/87C51,4K EPROM/60K,128B/64K,2,5,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8951/89C51,4K EEPROM/60K,128B/64K,2,5,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8052/80C52,8K ROM/56K,256B/64K,3,6,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8032/80C32,0/64K,256B/64K,3,6,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8752/87C52,8K EPROM/56K,256B/64K,3,6,异步,1,32,线,2,12,40,脚,8952/89C52,8K EEPROM/56K,256B/64K,3,6,异步,1,32,线,2,12,40,脚,2.1.1 MCS-51,单片机概况,11/17/2024,MCS-51 系列单片机产品介绍型号程序存储器/可扩展空,6,MCS-51,单片机的主要特点,（,1,）扩大了内部程序存储器（,ROM,）和内部数据存储器（,RAM,）的容量。,（,2,）具有布尔代数运算能力。,（,3,）具有,32,条双向可被独立寻址的,I/O,口。,（,4,）具有,5,6,个中断源，可分为,2,个中断优先级。,（,5,）具有丰富的指令系统。,（,6,）具有全双工传输信号,UART,。,（,7,）片内具有时钟振荡电路。,（,8,）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含,ROM,或可重复烧写的,EPROM,。,2.1.1 MCS-51,单片机概况,11/17/2024,MCS-51单片机的主要特点 2.1.1 MCS-51单片,7,8051/80C51,引脚封装,2.1.2,引脚定义及功能,8051,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,40,39,38,37,36,35,34,33,32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22,21,Vcc,P0.0,P0.1,P0.2,P0.3,P0.4,P0.5,P0.6,P0.7,/Vpp,ALE/,P2.7,P2.6,P2.5,P2.4,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0,P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7,RST/VPD,RXD/P3.0,TXD/P3.1,/P3.2,/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,/P3.6,/P3.7,XTAL2,XTAL1,Vss,各引脚功能如下：,1,P0,口（,32,脚,39,脚）功能：,（,1,）,8,位,DB,；（,2,）低,8,位,AB,（,3,）普通,I/O,。,2,P1,口（,1,脚,8,脚）：普通,I/O,3,P2,口（,21,脚,28,脚）功能：,（,1,）普通,I/O,；（,2,）高,8,位,AB,4,P3,口（,10,脚,17,脚）功能：,（,1,）普通,I/O,；（,2,）第二复用功能。,5,Vcc,（,40,脚）：接,+5V,电源。,6,Vss,（,20,脚）：接地。,7,RESET,（,9,脚）：复位信号输入端。,出现两个机器周期高电平才可以可靠复位。,8,XTAL1,（,19,脚）和,XTAL2,（,18,脚）：外接时钟电路的晶振引脚。,9,（,29,脚）：外部,ROM,读选通端。,11,/VPP,（脚,31,）：访问,ROM,控制端。,（,1,）低平单片机，读外部,ROM,程序。,（,2,）高电平读内部,ROM,的程序。,11/17/2024,8051/80C51引脚封装 2.1.2 引脚定义及功,8,8051,单片机内部结构框图,2.2,单片机内部结构组成,1,CPU:,运算和控制功能。,2,片内存储器,（哈佛结构）：,（,1,）,ROM,存放程序指令、常数及常数表格，大小为,4KB,，地址范围：,000H0FFFH,。,（,2,）,RAM,存放临时数据，大小为,128B,，地址范围：,00H7FH,。,3,定时器,/,计数器,:,用于内部定时或外部计数,4,中断控制器,:,MCS-51,单片机具有,5,个中断源，,2,个优先级的中断系统,5,并行,I/O,口,:,四个双向并行,I/O,口（,P0,、,P1,、,P2,、,P3,）,6,全双工串行口,:,实现单片机与外部之间的串行数据传送。,7,OSC:,单片机的时钟电路。,8,特殊功能寄存器（,SFR,）,21,个，地址范围：,80H,FFH,。,OSC,程序存储器,ROM,数据存储器,RAM/SFR,CPU,中断,控制器,全双工,串行口,RXD TXD,并行,I/O,口,P0 P1 P2 P3,外部时钟,定时器,/,计数器,T0 T1,内部总线,总线控制,RST ALE,11/17/2024,8051单片机内部结构框图 2.2 单片机内部结构组成1,9,2.3,存储器结构,2.3.1,存储器结构及地址空间分配,2.3.2,内部数据存储器及特殊功能寄存器,单片机应用技术,高职高专,ppt,课件,11/17/2024,2.3 存储器结构 2.3.1 存储器结构及地址空间分,10,MCS-51,单片机存储器结构,7FH,00H,FFFH,0000H,FFFFH,0000H,FFFFH,0000H,对应数据传送指令：,MOV MOVC MOVX MOVC,2.3.1,存储器结构及地址空间分配,单片机应用技术,高职高专,ppt,课件,11/17/2024,MCS-51单片机存储器结构 7FHFFFHFFFFH,11,2.3.2,内部数据存储器及特殊功能寄存器,第,0,组工作寄存器,第,2,组工作寄存器,第,3,组工作寄存器,第,1,组工作寄存器,位寻址区,用户,RAM,区,00H,7FH,30H,2FH,20H,1FH,RS1 RS0=11,RS1 RS0=10,RS1 RS0=01,RS1 RS0=00,片内,RAM,（可直接,/,间接寻址）,SFR,（可直接寻址）,00H,7FH,80H,FFH,片内,RAM,结构,:,（,1,）寄存器,B,（,2,）累加器,ACC,（,3,）程序状态寄存器,PSW,（,4,）,IP,：中断优先级。,（,5,）,IE,：中断允许。,（,6,）,SCON,：串行控制。,（,7,）,SBUF,：串行数据缓冲器。,（,8,）定时器相关的寄存器：,TCON,、,TMOD,、,TL0,、,TH0,、,TL1,、,TH1,。,（,9,）,P0,P3,端口寄存器,（,10,）堆栈指针寄存器,SP,：指示堆栈顶部地址。系统复位后，,SP,初始化为,07H,，堆栈从,08H,单元开始。,（,11,）数据指针寄存器,DPTR,*,程序计数器,PC,：独立、自动存放即将执行指令的,16,位地址。,单片机应用技术,高职高专,ppt,课件,11/17/2024,2.3.2 内部数据存储器及特殊功能寄存器第0组工作寄存器,12,2.4,并行,I,O,口结构与操作,2.4.1 P0,口的结构,2.4.2 P1,口的结构,2.4.3 P2,口的结构,2.4.4 P3,口的结构,11/17/2024,2.4 并行IO口结构与操作 2.4.1 P0口的结构,13,2.4.1 P0,口的结构,P0,用作普通,I/O,口：,准,双向,IO.,输出时，不外接上拉电阻；,输入时，必须,先向锁存器写入“,1”,。,P0,作地址,/,数据总线,:,真正,IO,11/17/2024,2.4.1 P0口的结构P0用作普通I/O口：准双向IO,14,2.4.2 P1,口的结构,P1,口是,准,双向,I/O,口。,11/17/2024,2.4.2 P1口的结构P1口是准双向I/O口。10/8,15,2.4.3 P2,口的结构,P2,用作普通,I/O,口。,P2,作地址,/,数据总线,:,真正,IO,。,11/17/2024,2.4.3 P2口的结构P2用作普通I/O口。10/8/,16,2.4.4 P3,口的结构,P3,：普通,I/O,口,第二功能,(Q=1),11/17/2024,2.4.4 P3口的结构 P3：普通I/O 口10/8/,17,1,、按三总线划分，四个,I/O,口各能用做什么总线？,2,、,SFR,区的空闲空间用户是否可用？为什么？,11/17/2024,1、按三总线划分，四个I/O口各能用做什么总线？10/8/2,18,2.5,单片机的外围电路,2.5.1,时钟电路,2.5.2,复位电路,11/17/2024,2.5 单片机的外围电路 2.5.1 时钟电路 2.5,19,2.5.1,时钟电路,C1,C2,X,T,A,L,1,XTAL2,8051,X,T,A,L,2,外部时钟信号,b,）,外部方式时钟电路,1,c,）,外部方式时钟电路,2,V,C,C,8051,8051,XTAL1,外部时钟信号,内部时钟信号,XTAL2,XTAL1,OSC,a,）内部方式时钟电路,说明,机器周期计算公式：,T,机器,=12,（,1/fosc,）,其中,fosc,为晶振频率。,当外接晶振频率为,6MHZ,时，一个机器周期为,2s,；,当外接晶振频率为,12MHZ,时，一个机器周期为,1s,。,11/17/2024,2.5.1 时钟电路C1C2XTAL1XTAL28051,20,2.5.2,复位电路,8051,C1,R1,5V,RST,8051,C1,R1,5V,R2,K,RST,RST,8051,+5V,K,R1,C1,（,a,）上电复位电路 （,b,）手动按键复位电路 （,c,）手动按键与上电复位电路,（,a,）图中，,C1=22F,R1=1K,；,（,b,）图中，,C1=10F,R1=8.2 K,；,（,c,）图中，,C1=22F,R1=200,，,R2=1K,。,11/17/2024,2.5.2 复位电路8051C1R15VRST8051,21,单片机的复位状态,寄存器,状态值,寄存器,状态值,寄存器,状态值,PC,0000H,DPTR,0000H,TL0,00H,ACC,00H,IP,XXX00000B,TH0,00H,B,00H,IE,0XX00000B,TL1,00