单片机基础知识课件

1单片机基础知识1单片机基础知识教学目的了解计算机的两大分类了解单片机的发展及分类了解MCS-51系列单片机的常用机型了解单片机的不同封装理解AT89C52单片机的原理结构理解特殊功能寄存器的含义和作用2教学目的了解计算机的两大分类2本章内容单片机的发展与应用单片机的分类AT89系列单片机的基本特性AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片机的时钟与复位电路AT89C52单片机的低功耗工作方式3本章内容单片机的发展与应用3

引言单片机全称为单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer），在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器(C/T)和多种I/O。一块芯片就是一台计算机。俗话说：麻雀虽小，五脏俱全。单片机具有体积小、功能强、价格便宜等优点，被广泛应用在产品智能化和工业自动化上。4引言单片机全称为单片微型计算单片机存在于：计算机键盘（8049）、硬盘控制器、网卡（i960）饭卡读卡器VCD机、洗衣机、电饭煲、微波炉——家用电器商务通、好译通、文曲星、PDA手机——手持设备存储示波器、温控仪、电子秤——智能仪器仪表心电监护仪（Holter）等医疗仪器智能玩具、游戏机、电子宠物高级汽车、飞机、火车及黑匣子智能大厦——电表水表煤气POS、ATM、出租车计价器5单片机存在于：计算机键盘（8049）、硬盘控制器、网卡（i9三金工程：金卡（IC卡）、金税（税务）、金桥（即指网络）。计算机的应用：1、非嵌入式应用：通用微机；2、嵌入式应用：微控制器（即单片机）、微处理器、DSP（数字信号处理器）信息家电(IA，InformationAppliance)：机顶盒嵌入式系统（EmbeddedSystem）：一种以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。

最活跃方向：嵌入式系统、网络6三金工程：金卡（IC卡）、金税（税务）、金桥（即指网络）。6单片机应用特点：1、小巧、灵活、成本低、易于产品化2、面向控制3、抗干扰能力强4、方便实现多机和分布式控制7单片机应用特点：1、小巧、灵活、成本低、易于产品化7单片机现状：微机产量80%1、4位机NEC公司μPD75XX系列和NS公司COP400INTEL40402、8位机INTELMCS-51系列（PHILIPS,ATMEL,WINBOND）MOTOROLA68HCHMICROCHIPPIC16XXZILOGZ8NEC公司μPD78XX8单片机现状：微机产量80%1、4位机83、16位机INTELMCS-96系列NSHPC16040NEC783XXPHILIPSXA系列4、32位机INTEL386EX，StrongARM，xScaleMOTOROLA68KMX15、64位机93、16位机9单片机的编程规范化网络化发展实时多任务操作系统RTOS（Real-TimeOperatingSystem）：VxWorks，PSOS，QNX，WindowsCE现场总线技术FieldBus：LonWorksLocalNetworkCANBusControlAreaNetwork10单片机的编程规范化网络化发展实时多任务操作系统RTOS（Re单片机的概念在一块硅片上集成了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路的微型计算机即为单片机（microcontroller）

因为它是为了实时控制应用而设计制造，所以又称为微控制器。一般统称为微型处理部件MCU（MicroControllerUnit）11单片机的概念111212单片机与微型机的区别微型机由CPU、存储器、I/O接口及中断系统组成，各部分通过总线连接单片机将CPU、存储器、I/O接口（并、串）和A/D集成在一块芯片上，各部分用内部总线连接通用计算机的缺点（*）：1）系统的软硬件的应用/配置比比较低。2）可靠性差。3）价格高13单片机与微型机的区别13单片机的特点1）片内存储容量小2）集成度高3）高可靠性单片机按工业级制造，可靠性>商用品，价格<军用品高可靠性原因（*）4）易扩展5）控制功能强14单片机的特点1）片内存储容量小146）性能价格比高7）低功耗8）保密性好156）性能价格比高151.1单片机的发展与应用单片机的发展历史单片机的应用1.1单片机的发展与应用单片机的发展历史单片机的发展历史单片机概念由美国仙童（Fairchild）提出。第一阶段1974-1976

特点：初级阶段，还需要外接ROM、定时/计数器、I/O口等，还没有形成真正意义上的单片机

第二阶段1976-1980特点：走向成熟，代表产品为美国Intel公司生产的8048

第三阶段1980-1983特点：已成熟，代表产品为美国Intel公司生产的8051第四阶段1983-今

特点：百花齐放阶段，上千种型号1.1单片机的发展与应用

17单片机的发展历史单片机概念由美国仙童（Fairchild）提单片机的应用工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器人、机电一体化产品、光机电一体化产品等等。通信领域：调制解调器（MODEM）、程控交换技术、手机等等。军事领域：导弹控制、鱼雷制导、各种雷达系统、智能武器装备、航天飞机导航系统等等。医疗器械领域：智能血压计、B超仪、彩超仪、普通CT仪、核磁共振仪、心电图仪、脑电图仪等等。家用电器领域：冰箱、彩电、洗衣机、缝纫机、微波炉、空调机、摩托车、小汽车等等。1.1单片机的发展与应用

18单片机的应用工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器人1.2单片机的分类通用/专用运行位使用域1.2单片机的分类通用/专用通用/专用、运行位通用/专用通用单片机专用单片机运行位8位单片机16位单片机32位单片机64位单片机1.2单片机的分类20通用/专用、运行位通用/专用1.2单片机的分类20使用域使用域家电类单片机工控类单片机通信类单片机军工类单片机1.2单片机的分类21使用域使用域1.2单片机的分类211.3AT89系列单片机的基本特性标准型AT89系列单片机的基本特征高档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机的基本特征AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品1.3AT89系列单片机的基本特性标准型AT89系列单片标准型AT89系列单片机的基本特征标准型AT89系列单片机：AT89C51、AT89C52、AT89S51、AT89S52基本特征：1、8051的内核2、片内有装程序的闪存，装数据的RAM3、提供丰富的I/O口：32条I/O连接线4、提供定时器、计数器、外中断、串行通信等资源5、工作电源的电压为（5±0.2）V；6、振荡器最高频率为24MHz1.3AT89系列单片机的基本特性23标准型AT89系列单片机的基本特征标准型AT89系列单片机：高档型AT89系列单片机的基本特性高档型AT89系列单片机：AT89C51RC、AT89S8252、AT89S53、AT89C55WD等基本特征：标准型AT89＋资源升级上述资源升级有：芯片内Flash程序存储器增加到：32KB；芯片内的数据存储器增加到：512B；数据指针增加到：2个1.3AT89系列单片机的基本特性24高档型AT89系列单片机的基本特性高档型AT89系列单片机：低档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机：AT89C1051、AT89C2051、AT89C1051U等基本特征：比标准型AT89资源少，比标准型AT89体积小1.3AT89系列单片机的基本特性25低档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机：AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形式：1、PDIP（PlasticDualInlinePackage）——塑封双列直插式封装2、PQFP（PlasticQuadFlatPackage）——塑封方形贴片式封装1.3AT89系列单片机的基本特性26AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形式：3、TQFP（ThinPlasticGullWingQuadFlatPack）——塑封超薄封装形式方形贴片式封装4、PLCC（PlasticJ-LeadedChipCarrie）——塑封方形引脚插入式封装1.3AT89系列单片机的基本特性27AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品注：①不推荐在新的产品设计中应用，可用替代产品。②新产品设计中建议采用推荐产品。

1.3AT89系列单片机的基本特性28部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品1.3AT89系1.4AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片机的CPUAT89C52单片机的存储器AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分1.4AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片AT89C52单片机的CPU1.4AT89C52单片机的内部结构30AT89C52单片机的CPU1.4AT89C52单片机的AT89C52单片机的CPU由运算器和控制器组成1、运算器ALU功能：算术运算：加、减、乘、除逻辑运算：与、或、异或位操作（布尔）：与、或、取反由加法器和其他逻辑电路组成，两个操作数分别通过暂存器1和暂存器2输入，运算结果的状态送程序状态字PSW31AT89C52单片机的CPU由运算器和控制器组成3132322、控制器、时钟电路和基本时序周期控制逻辑包括：定时和控制逻辑、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR、程序计数器PC单片机工作过程（*）8051控制器功能：在单片机内部协调各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作，并对单片机发出若干控制信息。332、控制器、时钟电路和基本时序周期331）程序计数器（PC）16位，存放即将执行的指令地址。功能：CPU工作时可根据PC内容去程序存储器中到对应的地址取指令代码。可顺序递增或被赋予新的值2）指令寄存器IR（*）3）指令译码器ID（*）4）数据指针DPTR（*）16位地址寄存器5）定时与控制部件：产生CPU所需的机器时钟

341）程序计数器（PC）346）时序（*）概念：一条指令译码产生的一系列微操作信号在时间上有严格的先后次序，这种次序就是计算机的时序。a、振荡周期b、时钟周期c、机器周期d、指令周期356）时序（*）35振荡周期：1/fOSC时钟周期：2/fOSC机器周期：12/fOSC=T指令周期：1~4T（*）36振荡周期：1/fOSC36AT89C52单片机的存储器存储器特点：程序存储器分开哈佛型数据存储器合并普林斯顿型37AT89C52单片机的存储器37AT89C52单片机的存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.15存储器空间分布图38AT89C52单片机的存储器1.4AT89C52单片机的程序存储器最大64K，放程序和始终要保留的常数1、程序存储器分布1）内部（片上）：8K2）外部（扩展）：64K0000H~1FFFH8K2000H~FFFFH56K3）用PC作为地址指针，通过16位地址总线39程序存储器最大64K，放程序和始终要保留的常数39程序存储器4）8031上无内部程序存储器，8051有4KROM，8751有4KEPROM作为程序存储器，AT89C52有8KFlash5）内外部的低8K空间地址重叠，不能同时使用/EA=1：内部/EA=0：外部使用AT89C52时，/EA=1，即要接高电平（+5V），当PC超过8KB，自动转2000H~FFFFH（片外）

8031无内部程序存储器，其/EA应接地（*）40程序存储器4）8031上无内部程序存储器，8051有4KR程序存储器程序存储器使用时注意的问题（*）1）注意/EA是否接地2）编程时用户主程序应放在0030H后例：ORG0000HLJMPminORG0030Hmin：NOPNOPLJMPmin41程序存储器程序存储器使用时注意的问题（*）41数据存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.16片内数据存储器的结构

42数据存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.1数据存储器（可读写）放程序运行中所需的常数或变量1、外部64K（movx）：0000H~FFFFH2、内部数据存储器分为物理上独立且性质不同的几个区（256B，mov）43数据存储器（可读写）放程序运行中所需的常数或变量43数据存储器片内部分2块：00~7FH：128B，RAM区80H~FFH：128B，特殊功能寄存器区（SFR区）44数据存储器片内部分2块：44数据存储器内部RAM（低128B）分为：通用寄存器区：4组（R0~R7）可位寻址区：20H~2FH（16个）用户RAM45数据存储器内部RAM（低128B）分为：45

片内RAM区结构4646

1.通用寄存器区4个组0区00H~07H1区08H~0FH2区10H~17H3区18H~1FH由PSW中的RS1,RS0来决定用哪个工作区(00,01,10,11)设置4个工作寄存器区的原因47

1.通用寄存器区4个组474848例：若程序分三段，在1段R0工作在0区（00H），在2段R0中的内容要改变，在3段程序中要用到1段中的R0的内容（0区中A*B，结果送R0，1区中02H送R0）49例：若程序分三段，在1段R0工作在0区（00H），在2段R0

CLRRS0 CLRRS1 MOVA,#02H MOVB,#03H MULAB MOVR0,A SETBRS0 MOV R0,#02H INCR0 MOV A,R0 CLR RS0 MOV B,R0 ADD A,B END50 CLRRS0502.可位寻址区位寻址区范围：20~2FH,16字节位地址范围：00~7FH,128位512.可位寻址区位寻址区范围：20~2FH,16字节515252*：1、2FH的D3位对应的位地址是多少？若（2FH）=28H，则2FH.3=？2、movC,00HmovA,00H（20H）=55H,（00H）=55H,则C,A的值分别为多少？3、movC,20HmovA,20H（24H）=55H,（20H）=33H53*：1、2FH的D3位对应的位地址是多少？533.用户RAM（数据缓冲区、堆栈区、数据区）30H~7FH堆栈,向上增长543.用户RAM（数据缓冲区、堆栈区、数据区）544.专用寄存器区（特殊功能寄存器）位于内部RAM的80H~FFH,只能采用直接寻址方式除PC和4组R0~R7外其他都是SFR,有的寄存器可以进行位操作，有的不行。可位寻址的SFR其地址可被8整除（即其字节地址的低位非0即8）554.专用寄存器区（特殊功能寄存器）5556561）累加器Acc（*）功能：算术运算、送数、比较、布尔操作（位操作）等围绕Acc进行书写：位操作与push,pop指令中写为Acc，其他情况下写成A571）累加器Acc（*）572）B寄存器（*）功能：用于乘除指令汇编(8086)：8051：MOVAL,05HMOVA,#05HMOVBL,11HMOVB,#11HMULBLMULABAX<=(AL)*(BL)B,A<=(A)*(B)DIVAB；A放被除数，B放除数。结果A放商，B放余数582）B寄存器（*）583）程序状态字PSW593）程序状态字PSW59CY：进位标志。算术运算时最高位有进位/借位时硬件自动置1，软件也可直接对其进行操作。AC：半进位标志。D3->D4进位/借位时置1，软件不能对其进行操作。F0：状态标记，用软件置位或清零RS1,RS0：通用寄存器选择位OV：溢出标志。带符号数运算结果超出-128~+127、无符号数乘法结果超过255或除数为0时置1，否则OV=0P：奇偶标志。每条指令执行完，A中的1的个数为奇数时置1，偶数时置0。常用于串行通讯的奇偶校验60CY：进位标志。算术运算时最高位有进位/借位时硬件自动置1，4）SP51单片机的堆栈为向上增长型（*）614）SP61初始时指向栈底，初始值=07H，事实上从08H单元开始放数注：初始化程序中应对SP修改（*）MOVSP,#30H62初始时指向栈底，初始值=07H，事实上从08H单元开始放数65）DPTR数据指针（*）16位，也可分成两个8位的寄存器DPH,DPL。MOVDPH,#05HMOVA,DPH；（A）=05H当DPTR放16位对64KB外部数据存储器寻址时，可作为间址寄存器用MOVDPTR,#1234HMOVXA,@DPTR(1234H)=08H,则（A）=08H635）DPTR数据指针（*）63当DPTR放16位对程序存储器访问时，可作为基址寄存器用MOVCA,@A+DPTRA<=((A)+(DPTR))注：在中断服务程序中，若要将DPTR中内容压栈时，应分为高8位（DPH）和低8位（DPL）分别压栈（因为栈指针是8位寄存器）64当DPTR放16位对程序存储器访问时，可作为基址寄存器用64与通用微机不同的特点程序存贮器和数据存贮器严格分开特殊功能寄存器和内部数据存贮器统一编址65与通用微机不同的特点65AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分AT89C52单片机的I/O接口AT89C52单片机内部集成了4个可编程的并行I/O接口（P0~P3）,每个接口电路都具有锁存器和驱动器，P0~P3口同RAM统一编址，可以当作特殊功能寄存器SFR来寻址。AT89C52单片机可以利用其I/O接口直接与外围电路相连，在实际使用中要注意，P0~P3口在开机或复位时均呈高电平。第4章对I/O接口有专门介绍。1.4AT89C52单片机的内部结构66AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分AT89AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分AT89C52单片机的特殊功能部分AT89C52单片机内部集成有定时/计数器、串行通信控制器、外中断控制器等特殊功能部件，从而使AT89C52单片机具有定时/计数功能、全双工串行通信功能、实现对外部事件实时响应的中断处理功能，表1.7给出了所有特殊功能寄存器，详细介绍见后面有关章节。1.4AT89C52单片机的内部结构67AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分AT891.5AT89C52单片机的时钟与复位电路复位操作和复位电路振荡电路和时钟1.5AT89C52单片机的时钟与复位电路复位操作和复复位操作和复位电路1.5AT89C52单片机的时钟与复位电路图1.17两种复位电路69复位操作和复位电路1.5AT89C52单片机的时钟与复位1.2.6单片机工作方式复位后的初始值：SP=07HP0~P3=0FFHPC=0000HSFR=0（SBUF内容不定）复位后从0000H开始执行程序复位不影响RAM的状态701.2.6单片机工作方式复位后的初始值：70振荡电路和时钟内部高增益放大器引脚XTAL1和XTAL2时钟产生方式：内部方式：石英晶体晶振外部方式：外部振荡信号作单片机时钟71振荡电路和时钟内部高增益放大器引脚XTAL1和XTAL271振荡电路和时钟1.5AT89C52单片机的时钟与复位电路图1.18AT89C52振荡器的连接72振荡电路和时钟1.5AT89C52单片机的时钟与复位电路1.6AT89C52单片机的低功耗工作方式节电（空闲）工作方式——CPU停止，RAM、定时器、串行口和中断系统继续工作掉电工作方式——仅给RAM供电，50μA

1.6AT89C52单片机的低功耗工作方式节电（空闲）工本章小结计算机可以分为两大类：通用计算机和嵌入式计算机，单片机属嵌入式计算机类。嵌入式计算机是面向设备使用的计算机，设备嵌入了单片机后升格成“智能设备”。如普通洗衣机嵌入了单片机后升格成全自动洗衣机。单片机的种类系列很多，本书主要讲MCS-51系列，此系列单片机的生产商很多，本书重点介绍了Atmel生产的89系列单片机：AT89C52。AT89C52单片机出厂时片内带有8KB的Flash程序存储器和256B的数据存储器RAM,片内还带有定时/计数器、中断控制器、串行通信控制等资源，使用很方便。在学习中请注意，下列三种说法都是一个意思：MCS-51系列，51系列，8051系列。本章小结计算机可以分为两大类：通用计算机和嵌入式计算机，单片1单片机基础知识1单片机基础知识教学目的了解计算机的两大分类了解单片机的发展及分类了解MCS-51系列单片机的常用机型了解单片机的不同封装理解AT89C52单片机的原理结构理解特殊功能寄存器的含义和作用76教学目的了解计算机的两大分类2本章内容单片机的发展与应用单片机的分类AT89系列单片机的基本特性AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片机的时钟与复位电路AT89C52单片机的低功耗工作方式77本章内容单片机的发展与应用3

引言单片机全称为单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer），在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器(C/T)和多种I/O。一块芯片就是一台计算机。俗话说：麻雀虽小，五脏俱全。单片机具有体积小、功能强、价格便宜等优点，被广泛应用在产品智能化和工业自动化上。78引言单片机全称为单片微型计算单片机存在于：计算机键盘（8049）、硬盘控制器、网卡（i960）饭卡读卡器VCD机、洗衣机、电饭煲、微波炉——家用电器商务通、好译通、文曲星、PDA手机——手持设备存储示波器、温控仪、电子秤——智能仪器仪表心电监护仪（Holter）等医疗仪器智能玩具、游戏机、电子宠物高级汽车、飞机、火车及黑匣子智能大厦——电表水表煤气POS、ATM、出租车计价器79单片机存在于：计算机键盘（8049）、硬盘控制器、网卡（i9三金工程：金卡（IC卡）、金税（税务）、金桥（即指网络）。计算机的应用：1、非嵌入式应用：通用微机；2、嵌入式应用：微控制器（即单片机）、微处理器、DSP（数字信号处理器）信息家电(IA，InformationAppliance)：机顶盒嵌入式系统（EmbeddedSystem）：一种以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。

最活跃方向：嵌入式系统、网络80三金工程：金卡（IC卡）、金税（税务）、金桥（即指网络）。6单片机应用特点：1、小巧、灵活、成本低、易于产品化2、面向控制3、抗干扰能力强4、方便实现多机和分布式控制81单片机应用特点：1、小巧、灵活、成本低、易于产品化7单片机现状：微机产量80%1、4位机NEC公司μPD75XX系列和NS公司COP400INTEL40402、8位机INTELMCS-51系列（PHILIPS,ATMEL,WINBOND）MOTOROLA68HCHMICROCHIPPIC16XXZILOGZ8NEC公司μPD78XX82单片机现状：微机产量80%1、4位机83、16位机INTELMCS-96系列NSHPC16040NEC783XXPHILIPSXA系列4、32位机INTEL386EX，StrongARM，xScaleMOTOROLA68KMX15、64位机833、16位机9单片机的编程规范化网络化发展实时多任务操作系统RTOS（Real-TimeOperatingSystem）：VxWorks，PSOS，QNX，WindowsCE现场总线技术FieldBus：LonWorksLocalNetworkCANBusControlAreaNetwork84单片机的编程规范化网络化发展实时多任务操作系统RTOS（Re单片机的概念在一块硅片上集成了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路的微型计算机即为单片机（microcontroller）

因为它是为了实时控制应用而设计制造，所以又称为微控制器。一般统称为微型处理部件MCU（MicroControllerUnit）85单片机的概念118612单片机与微型机的区别微型机由CPU、存储器、I/O接口及中断系统组成，各部分通过总线连接单片机将CPU、存储器、I/O接口（并、串）和A/D集成在一块芯片上，各部分用内部总线连接通用计算机的缺点（*）：1）系统的软硬件的应用/配置比比较低。2）可靠性差。3）价格高87单片机与微型机的区别13单片机的特点1）片内存储容量小2）集成度高3）高可靠性单片机按工业级制造，可靠性>商用品，价格<军用品高可靠性原因（*）4）易扩展5）控制功能强88单片机的特点1）片内存储容量小146）性能价格比高7）低功耗8）保密性好896）性能价格比高151.1单片机的发展与应用单片机的发展历史单片机的应用1.1单片机的发展与应用单片机的发展历史单片机的发展历史单片机概念由美国仙童（Fairchild）提出。第一阶段1974-1976

特点：初级阶段，还需要外接ROM、定时/计数器、I/O口等，还没有形成真正意义上的单片机

第二阶段1976-1980特点：走向成熟，代表产品为美国Intel公司生产的8048

第三阶段1980-1983特点：已成熟，代表产品为美国Intel公司生产的8051第四阶段1983-今

特点：百花齐放阶段，上千种型号1.1单片机的发展与应用

91单片机的发展历史单片机概念由美国仙童（Fairchild）提单片机的应用工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器人、机电一体化产品、光机电一体化产品等等。通信领域：调制解调器（MODEM）、程控交换技术、手机等等。军事领域：导弹控制、鱼雷制导、各种雷达系统、智能武器装备、航天飞机导航系统等等。医疗器械领域：智能血压计、B超仪、彩超仪、普通CT仪、核磁共振仪、心电图仪、脑电图仪等等。家用电器领域：冰箱、彩电、洗衣机、缝纫机、微波炉、空调机、摩托车、小汽车等等。1.1单片机的发展与应用

92单片机的应用工业领域：各种测控系统、数字采集系统、工业机器人1.2单片机的分类通用/专用运行位使用域1.2单片机的分类通用/专用通用/专用、运行位通用/专用通用单片机专用单片机运行位8位单片机16位单片机32位单片机64位单片机1.2单片机的分类94通用/专用、运行位通用/专用1.2单片机的分类20使用域使用域家电类单片机工控类单片机通信类单片机军工类单片机1.2单片机的分类95使用域使用域1.2单片机的分类211.3AT89系列单片机的基本特性标准型AT89系列单片机的基本特征高档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机的基本特征AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品1.3AT89系列单片机的基本特性标准型AT89系列单片标准型AT89系列单片机的基本特征标准型AT89系列单片机：AT89C51、AT89C52、AT89S51、AT89S52基本特征：1、8051的内核2、片内有装程序的闪存，装数据的RAM3、提供丰富的I/O口：32条I/O连接线4、提供定时器、计数器、外中断、串行通信等资源5、工作电源的电压为（5±0.2）V；6、振荡器最高频率为24MHz1.3AT89系列单片机的基本特性97标准型AT89系列单片机的基本特征标准型AT89系列单片机：高档型AT89系列单片机的基本特性高档型AT89系列单片机：AT89C51RC、AT89S8252、AT89S53、AT89C55WD等基本特征：标准型AT89＋资源升级上述资源升级有：芯片内Flash程序存储器增加到：32KB；芯片内的数据存储器增加到：512B；数据指针增加到：2个1.3AT89系列单片机的基本特性98高档型AT89系列单片机的基本特性高档型AT89系列单片机：低档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机：AT89C1051、AT89C2051、AT89C1051U等基本特征：比标准型AT89资源少，比标准型AT89体积小1.3AT89系列单片机的基本特性99低档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机：AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形式：1、PDIP（PlasticDualInlinePackage）——塑封双列直插式封装2、PQFP（PlasticQuadFlatPackage）——塑封方形贴片式封装1.3AT89系列单片机的基本特性100AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形式：3、TQFP（ThinPlasticGullWingQuadFlatPack）——塑封超薄封装形式方形贴片式封装4、PLCC（PlasticJ-LeadedChipCarrie）——塑封方形引脚插入式封装1.3AT89系列单片机的基本特性101AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式单片机的常见封装形部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品注：①不推荐在新的产品设计中应用，可用替代产品。②新产品设计中建议采用推荐产品。

1.3AT89系列单片机的基本特性102部分ATMEL单片机的升级替代及推荐产品1.3AT89系1.4AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片机的CPUAT89C52单片机的存储器AT89C52单片机的I/O接口部分和特殊功能部分1.4AT89C52单片机的内部结构AT89C52单片AT89C52单片机的CPU1.4AT89C52单片机的内部结构104AT89C52单片机的CPU1.4AT89C52单片机的AT89C52单片机的CPU由运算器和控制器组成1、运算器ALU功能：算术运算：加、减、乘、除逻辑运算：与、或、异或位操作（布尔）：与、或、取反由加法器和其他逻辑电路组成，两个操作数分别通过暂存器1和暂存器2输入，运算结果的状态送程序状态字PSW105AT89C52单片机的CPU由运算器和控制器组成31106322、控制器、时钟电路和基本时序周期控制逻辑包括：定时和控制逻辑、指令寄存器、译码器、地址指针DPTR、程序计数器PC单片机工作过程（*）8051控制器功能：在单片机内部协调各功能部件之间的数据传送、数据运算等操作，并对单片机发出若干控制信息。1072、控制器、时钟电路和基本时序周期331）程序计数器（PC）16位，存放即将执行的指令地址。功能：CPU工作时可根据PC内容去程序存储器中到对应的地址取指令代码。可顺序递增或被赋予新的值2）指令寄存器IR（*）3）指令译码器ID（*）4）数据指针DPTR（*）16位地址寄存器5）定时与控制部件：产生CPU所需的机器时钟

1081）程序计数器（PC）346）时序（*）概念：一条指令译码产生的一系列微操作信号在时间上有严格的先后次序，这种次序就是计算机的时序。a、振荡周期b、时钟周期c、机器周期d、指令周期1096）时序（*）35振荡周期：1/fOSC时钟周期：2/fOSC机器周期：12/fOSC=T指令周期：1~4T（*）110振荡周期：1/fOSC36AT89C52单片机的存储器存储器特点：程序存储器分开哈佛型数据存储器合并普林斯顿型111AT89C52单片机的存储器37AT89C52单片机的存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.15存储器空间分布图112AT89C52单片机的存储器1.4AT89C52单片机的程序存储器最大64K，放程序和始终要保留的常数1、程序存储器分布1）内部（片上）：8K2）外部（扩展）：64K0000H~1FFFH8K2000H~FFFFH56K3）用PC作为地址指针，通过16位地址总线113程序存储器最大64K，放程序和始终要保留的常数39程序存储器4）8031上无内部程序存储器，8051有4KROM，8751有4KEPROM作为程序存储器，AT89C52有8KFlash5）内外部的低8K空间地址重叠，不能同时使用/EA=1：内部/EA=0：外部使用AT89C52时，/EA=1，即要接高电平（+5V），当PC超过8KB，自动转2000H~FFFFH（片外）

8031无内部程序存储器，其/EA应接地（*）114程序存储器4）8031上无内部程序存储器，8051有4KR程序存储器程序存储器使用时注意的问题（*）1）注意/EA是否接地2）编程时用户主程序应放在0030H后例：ORG0000HLJMPminORG0030Hmin：NOPNOPLJMPmin115程序存储器程序存储器使用时注意的问题（*）41数据存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.16片内数据存储器的结构

116数据存储器1.4AT89C52单片机的内部结构图1.1数据存储器（可读写）放程序运行中所需的常数或变量1、外部64K（movx）：0000H~FFFFH2、内部数据存储器分为物理上独立且性质不同的几个区（256B，mov）117数据存储器（可读写）放程序运行中所需的常数或变量43数据存储器片内部分2块：00~7FH：128B，RAM区80H~FFH：128B，特殊功能寄存器区（SFR区）118数据存储器片内部分2块：44数据存储器内部RAM（低128B）分为：通用寄存器区：4组（R0~R7）可位寻址区：20H~2FH（16个）用户RAM119数据存储器内部RAM（低128B）分为：45

片内RAM区结构12046

1.通用寄存器区4个组0区00H~07H1区08H~0FH2区10H~17H3区18H~1FH由PSW中的RS1,RS0来决定用哪个工作区(00,01,10,11)设置4个工作寄存器区的原因121

1.通用寄存器区4个组4712248例：若程序分三段，在1段R0工作在0区（00H），在2段R0中的内容要改变，在3段程序中要用到1段中的R0的内容（0区中A*B，结果送R0，1区中02H送R0）123例：若程序分三段，在1段R0工作在0区（00H），在2段R0

CLRRS0 CLRRS1 MOVA,#02H MOVB,#03H MULAB MOVR0,A SETBRS0 MOV R0,#02H INCR0 MOV A,R0 CLR RS0 MOV B,R0 ADD A,B END124 CLRRS0502.可位寻址区位寻址区范围：20~2FH,16字节位地址范围：00~7FH,128位1252.可位寻址区位寻址区范围：20~2FH,16字节5112652*：1、2FH的D3位对应的位地址是多少？若（2FH）=28H，则2FH.3=？2、movC,00HmovA,00H（20H）=55H,（00H）=55H,则C,A的值分别为多少？3、movC,20HmovA,20H（24H）=55H,（20H）=33H127*：1、2FH的D3位对应的位地址是多少？533.用户RAM（数据缓冲区、堆栈区、数据区）30H~7FH堆栈,向上增长1283.用户RAM（数据缓冲区、堆栈区、数据区）544.专用寄存器区（特殊功能寄存器）位于内部RAM的80H~FFH,只能采用直接寻址方式除PC和4组R0~R7外其他都是SFR,有的寄存器可以进行位操作，有的不行。可位寻址的SFR其地址可被8整除（即其字节地址的低位非0即8）1294.专用寄存器区（特殊功能寄存器）55130561）累加器Acc（*）功能：算术运算、送数、比较、布尔操作（位操作）等围绕Acc进行书写：位操作与push,pop指令中写为Acc，其他情况下写成A1311）累加器Acc（*）572）B寄存器（*）功能：用于乘除指令汇编(8086)：8051：MOVAL,05HMOVA,#05HMOVBL,11HMOVB,#11HMULBLMULABAX<=(AL)*(BL)B,A<=(A)*(B)DIVAB；A放被除数，B放除数。结果A放商，B放余数1322）B寄存器（*）583）程序状态字PSW1333）程序状态字PSW59CY：进位标志。算术运算时最高位有进位/借位时硬件自动置1，软件也可直接对其进行操作。AC：半进位标志。D3->D4进位/借位时置1，软件不能对其进行操作。F0：状态标记，用软件置位或清零RS1,RS0：通用寄存器选择位OV：溢出标志。带符号数运算结果超出-128~+127、无符号数乘法结果超过255或除数为0时置1，否则OV=0P：奇偶标志。每条指令执行完，A中的1的个数为奇数时置1，偶数时置0。常用于串行通讯的奇偶校验134CY：进位标志。算术运算时最高位有进位/借位时硬件自动置1，4）SP51单片机的堆栈为向上增