单片机及接口技2.1ppt课件

1、第二章第二章 51系列单片机运用根底系列单片机运用根底单单片片机机基基本本结结构构与与工工作作原原理理2.1 单片机根本构造与任务原理单片机根本构造与任务原理2.1.1 单片机典型构造单片机典型构造ROM(程序存储器程序存储器)RAM (数据存储器数据存储器)(包括特殊功能存放器包括特殊功能存放器SFR Special Function Reg.)CPU外围单元外围单元外外围围扩扩展展单单元元定时器定时器/计数器计数器中断系统中断系统串行口串行口根本功能单元根本功能单元CPU总线控制逻辑总线控制逻辑时钟、复位电路时钟、复位电路CPU系统系统单片机最小系统：单片机最小系统：CPUCPU系统，系统

2、，CPUCPU外围单元、根本功能单元外围单元、根本功能单元 哈佛哈佛HarvardHarvard构造：构造：ROMROM和和RAMRAM分开分开冯冯. . 诺伊曼构造：诺伊曼构造：ROMROM和和RAMRAM共用同一个空间，如共用同一个空间，如80868086微机微机单单片片机机典典型型结结构构单单片片机机引引脚脚P1P1口口P3P3口口P0P0口口P2P2口口单单片片机机引引脚脚单单片片机机引引脚脚 第二功能第二功能P3.0P3.0RXD RXD ReceiveReceive串行数据接纳口串行数据接纳口P3.1P3.1TXD (Transmit)TXD (Transmit)串行数据发送口串行

3、数据发送口P3.2P3.2INT0 (INT0 (平平) (Interrupt) (Interrupt)外中断外中断0 0输入输入P3.3P3.3INT1(INT1(平平) )外中断外中断1 1输入输入P3.4P3.4T0 T0 计时器计时器0 0P3.5P3.5T1T1计时器计时器1 1P3.6P3.6WR(WR(平平) )外部外部RAMRAM写选通讯号写选通讯号P3.7P3.7RD(RD(平平) )外部外部RAMRAM读选通讯号读选通讯号 单单片片机机引引脚脚3 3控制引脚控制引脚a.RST/VPDa.RST/VPD：RSTRST为复位线，为复位线，VPDVPD备用电源，即复位电源备用电源

4、，即复位电源作为作为VccVcc的备用电源。的备用电源。b.b.振荡电路时钟输入线振荡电路时钟输入线 XTAL2 XTAL2接高电平端，接高电平端，XTAL1XTAL1接低电平端接低电平端c.PSEN(c.PSEN(平平) )：片外：片外ROMROM选通线选通线d.ALE/PROG(d.ALE/PROG(平平) )：ALEALEAddress Latch EnableAddress Latch Enable为为P0P0口口所外接的地址锁存器所外接的地址锁存器7437374373的地址锁存允许信号，的地址锁存允许信号，e.EA(e.EA(平平)/VPP)/VPP：EAEA平平Enable Acc

5、essEnable Access为允许访问为允许访问片外片外ROMROM存储器。存储器。EAEA平为低电平表示只访问片外平为低电平表示只访问片外ROMROM，不访问片内，不访问片内ROMROM。VPPVPP输入可擦写输入可擦写ROMROMEPROMEPROM的编程电源，如的编程电源，如87518751单片机。单片机。单单片片机机引引脚脚1 1ROMROM的类型的类型单单片片机机程程序序存存储储器器a. MaskROMa. MaskROM：掩膜：掩膜ROMROM，厂家在单片机掩膜工艺阶，厂家在单片机掩膜工艺阶段将程序代码和数据掩膜到程序存储器中，用段将程序代码和数据掩膜到程序存储器中，用于批量消

6、费于批量消费b. b. 可编程序存储器可编程序存储器PROM Programmable Read PROM Programmable Read Only MemoryOnly Memory只能编写一次只能编写一次由于由于FlashROMFlashROM环境顺应性差，所以，开发调试时常环境顺应性差，所以，开发调试时常用用FlashROMFlashROM型单片机，实践运用中常采用型单片机，实践运用中常采用PROMPROM型单型单片机片机单单片片机机程程序序存存储储器器c. EPROMc. EPROM：可擦写可编程序存储器：可擦写可编程序存储器Erasable Erasable Programmab

7、le Read Only MemoryProgrammable Read Only Memory，紫外线照射，紫外线照射擦除，专门的写入安装写入。擦除，专门的写入安装写入。d. E2PROM: d. E2PROM: 新型新型EPROMEPROM，与，与RAMRAM类似类似e. FlashROMe. FlashROM：用户可多次写入。快速闪存储器：用户可多次写入。快速闪存储器FlashMemoryFlashMemory2 2ROMROM容量及访问容量及访问思索：假设采用片内思索：假设采用片内ROMROM，又采用片外，又采用片外ROMROM，那么，那么片外片外ROMROM的编址范围？的编址范围？单

8、单片片机机程程序序存存储储器器a.8031a.8031无片内无片内ROMROM，80518051有有4KB4KB片内片内ROMROM，编址：，编址：0000H-0000H-1000H1000Hb.b.片内外片内外ROMROM最多共最多共64KB 64KB 由于由于1616根地址线，根地址线，216=64K216=64Kc.c.经过经过EAEA平信号来控制访问片内、片外平信号来控制访问片内、片外ROMROM。EA(EA(平平) )为低电平，只访问片外为低电平，只访问片外ROMROM，不访问片内，不访问片内ROMROMd. d. 假设运用片内假设运用片内ROMROM，因片内，因片内ROMROM为为

9、4KB4KB，片外，片外ROMROM可扩可扩展展60KB60KB，一致编地址，片内，一致编地址，片内ROMROM为低地址。为低地址。e. PSEN(e. PSEN(平平) )选通片外选通片外ROMROM片内片内RAMRAM共共256 Byte256 Byte，编址范围，编址范围00H-FFH00H-FFH片外片外RAMRAM最多最多64KB 64KB 由于由于1616根地址线，编址范围根地址线，编址范围0000H-FFFFH0000H-FFFFH思索：思索：1 1片内片内RAMRAM和片外和片外RAMRAM均经过地址访问，各自的地址均经过地址访问，各自的地址范围？单片机如何区分两者的访问？范围

10、？单片机如何区分两者的访问？2 2片外片外ROMROM和片外和片外RAMRAM各自的地址范围？单片机如何各自的地址范围？单片机如何区分两者的访问？区分两者的访问？单单片片机机数数据据存存储储器器0 0组组1 1组组3 3组组2 2组组单单片片机机数数据据存存储储器器21H21H0F0F0E0E0D0D0C0C0B0B0A0A0909080820H20H0707060605050404030302020101000002H02H可以表示为可以表示为20H.220H.2位地址在位寻址指令中运用。位地址在位寻址指令中运用。例如：例如：a.a. 任务存放器区任务存放器区00H-1FH00H-1FH 3

11、2 32个单元个单元 共共4 4组，每组组，每组8 8个单元，这个单元，这8 8个单元称为个单元称为R0-R0-R7R7b.b. 位寻址区位寻址区20H2FH20H2FH 16 16个单元个单元 共有共有1616* *8=1288=128个位，每位都分配了一个地址个位，每位都分配了一个地址，即，即00H-7FH00H-7FH，或者用单元号，或者用单元号. .位号表示位号表示单单片片机机数数据据存存储储器器c.c. 便签区便签区30H-7FH30H-7FH 80 80个单元个单元 用于存放用户数据或作堆栈区运用用于存放用户数据或作堆栈区运用单单片片机机数数据据存存储储器器2) 212) 21个特

12、殊功能存放器个特殊功能存放器Special Function Special Function Register SFRRegister SFRPSW7PSW7PSW6PSW6PSW5PSW5PSW4PSW4PSW3PSW3PSW2PSW2PSW1PSW1PSW0PSW0CyCyACACF0F0RS1RS1RS0RS0OVOVP P单单片片机机数数据据存存储储器器单单片片机机数数据据存存储储器器单单片片机机数数据据存存储储器器单单片片机机数数据据存存储储器器c. c. 输入输出存放器输入输出存放器P0 - P3P0 - P3d. d. 串行口存放器串行口存放器SCONSCON：串行口控制存放器

13、：串行口控制存放器 Serial ControlSerial ControlSBUFSBUF：串行口数据缓冲器：串行口数据缓冲器 Serial BufferSerial Buffer单单片片机机数数据据存存储储器器e. e. 中断存放器中断存放器IPIP：中断优先权存放器：中断优先权存放器IEIE：中断允许存放器：中断允许存放器分别为分别为P0-P3P0-P3端口的存放器。如指令：端口的存放器。如指令：MOV P0MOV P0，A A ；将；将A A存放器的内容从存放器的内容从P0P0口输出口输出单单片片机机数数据据存存储储器器单单片片机机输输入入输输出出端端口口a. P1a. P1口作输出用

14、，假设输出口作输出用，假设输出1 1，BUF2BUF2输出输出1 1，锁存器，锁存器Q(Q(平平) )端输出端输出0 0，T2T2不导通，不导通，A A点电位为点电位为1 1。假设输。假设输出出0 0，BUF2BUF2输出输出0 0，Q(Q(平平) )端输出端输出1 1，T2T2导通，导通，A A点电点电位为位为0 0b. P1b. P1口作输入用，需先使口作输入用，需先使T2T2不通，即要先输出不通，即要先输出1 1。输。输入数据从入数据从BUF1BUF1读入。因此，从读入。因此，从P1P1口输入数据，须口输入数据，须预先送预先送1 1，为置，为置P1.nP1.n为输入线。为输入线。单单片片

15、机机输输入入输输出出端端口口单单片片机机输输入入输输出出端端口口2) P32) P3口口( (用作输入输出端口或特殊功能输入输出用作输入输出端口或特殊功能输入输出) )场效应场效应管管T TD QD Q锁存器锁存器CLK CLK Q Q写锁写锁存器存器内部内部总线总线VccVccP3.nP3.n引脚引脚P3P3口锁存器口锁存器BUF1BUF1读锁存器读锁存器读端口读端口读引脚读引脚内部上拉电阻内部上拉电阻BUF2BUF2A A替代输替代输出功能出功能替代输入功能替代输入功能单单片片机机输输入入输输出出端端口口单单片片机机输输入入输输出出端端口口 D Q D Q锁存器锁存器CLK CLK Q Q

16、写锁写锁存器存器内部内部总线总线MUXMUX( (多路开关多路开关) )地址地址控制控制VccVccP 0 . nP 0 . n 引引脚脚P0P0端口锁存器端口锁存器BUF1BUF1读锁存器读锁存器读端口读端口读引脚读引脚内部上拉内部上拉电阻电阻BUF2BUF2单单片片机机输输入入输输出出端端口口单单片片机机输输入入输输出出端端口口4) P04) P0口口输入输入/ /输出端口、低输出端口、低8 8位地址输出，或数据输入输出位地址输出，或数据输入输出T2T2 D Q D Q锁存器锁存器CLK CLK Q Q写写锁锁存存器器内部总线内部总线MUXMUX( (多路开关多路开关) )地址地址/ /数据数据 控制控制& &VcVcc cP 0 . nP 0 . n 引引脚脚P0P0端口锁存器端口锁存器BUF1BUF1读锁存器读锁存器读端口读端