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文档简介
单片机原理
单
机_____
单片机应用技术
单片机原理
nn
ss汇
单
—
—
编
片
51语
系51
单
机
言
列
片
基
程
单
机
础
序
片
指
知
设
机
令
识
计
结
系
构
统
官I
传感器
A/D转换信号放大
驱动电路
单片机内部结构
单片机内部并行口
单
片显示器接口
机
接键盘接口
口
技中断系统
术
定时计数器
单片机扩展技术
A/D和D/A转换接口
学习接口技术的几点要求:
・记笔记
•重视实验
・利用网上资源
www.51c51.com
www.51dz.com
www.8888c.com
•认真完成作业
PI
第/章接。技术然述
第一章接口技术概述
1.1微机系统的组成
1.2MCS-51系列单片机
第/章接。技术然述
1.1微机系统的组成
1.1.1微机系统的硬件组成
LL2单片机系统的硬件组成
LL3微机系统的软件组成
第章接。技术然述
•♦7■■■♦■■■■一■■■o■♦■■o•■o
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
DB
AB
CB
微机的工作过程
.第♦7■章■■接.。■技■■术.然■述■■o♦■■■•■.
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
4DB
AAB
LnCB
数据处理和发
送控制信号,指
挥CPU内、外各部
件协调工作。
第/章接。技术然述
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
DB
AB
CB
第/章接。技术然述
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
DB
AB
CB
.第♦7■章■■接.。■技■■术.然■述■■o♦■■■•■.
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
DB
AB
CB
界,共人们识别和存储。
第/章接。技术然述
1.1.1微机系统的硬件组成
任何一个完整的微机系统都由硬件和软件组成。
其基本结构框图如下:
第/章接。技术然述
筱菽祈涵寝•‘
微机的工作过程就是CPU不断执行指令的过程,CPU在执行指令
的过程中要与存储器和外设交换信息。
1.CPU与存储器的信息交换过程包括:CPU向存储器写入信息,称
之为写操作;CPU从存储器读取信息,称之为读操作。
2.CPU与外设的信息交换过程包括:CPU向外设输出信息,称之为
输出;CPU从外设输入信息,称之为输入。
外设
第/章接。技术然述
••・■■♦■■■。•■■■•一♦■■■♦・
CPU从存储器读取信息的过程
1CPU发送存储单元的地址码--AB--存储器
2CPU发送RD控制信号-------CB——存储器
3存储器送出选中单元的内容--DB--CPU
DB
0000H
CPU
CB
RD
输
地
021入n
I/O口
址on
输
译50H
出
码*•
电
器*
路外设
FFH
第7章接。技术然述
CPU向存储器写入信息的过程
1CPU发送存储单元的地址码--AB--存储器
2CPU发送WR控制信号-------CB--存储器
3CPU送出欲写入的内容-----DB--进入存储器的选中单元
65HDB丁
0000HAR、
CPU
CB
WR
输
地
入I/O口
址
输
译
出
码
电
器
路外设
第/章接。技术然述
»•■■♦■■■■■,■.■■■o,
CPU从输入外设输入信息的过程
1CPU发送端口的地址码----AB-一端口
2CPU发送RD控制信号-----CB-一端口
3端口送出选中外设的内容——DB——CPU
DB
201OH
CPU
RD
地址译码器数据缓冲器1T
存储器
输K输出
外设外设
第/章接。技术然述
»•■■♦■■■■■,■.■■■o,
CPU向输出外设输出信息的过程
1CPU发送端口的地址码一-AB----端口
2CPU发送WR控制信号--一CB一一端口
3CPU送出欲写入的内容--DB—进入选中端口
DB
43H<
2011H
CPU"
WR
地址译码器数据缓冲器1T
存储器
输入输出
外设外设
第/章接。技术然述
■■♦■■■.■■■■■■■o■■■G•■.
1.1.2单片机系统的硬件组成
单片机是指集成了CPU、存储器、I/O口以及其他辅助电路大规模
集成电路芯片。
1单片机内部资源够用时,不需要外扩芯片,通过I/O口直接与外设
连接。单片机最小控制系统
2单片机内部资源不够用时,需要外扩芯片,外扩芯片通过三总线与
CPU交换信息。单片机扩展控制系统
■
第/章接。技术然述
单片机最小控制系统的结构图
TOT1
+5V
返回
第/章接。技术然述
»■■♦■■■O■■■■•■■■O♦♦■■
单片机扩展系统的结构图
DB,
返回
第7章接。技术然述
m丁燕沆素流前囊(商莪
微机系统的软件分成2类:系统软件和应用软件。
(1).系统软件
一般由专门的计算机软件技术人员设计和编制,如
操作系统,各种语言的编译程序,监控程序。
(2).应用软件
用户为解决自己的问题而编制的程序。
在单片机控制系统中,为实现某一功能而编制的驱动
程序属于应用软件的范畴。
’在接口技术中我们常常编制外设的驱动程序。,
第7章接。技术然述
•♦■■■♦■■■■一■■■o■♦■■o•■o
1.2MCS-51系列单片机
L2.lMCS-51系列单片机的分类
122MCS-51系列单片机的结构
123MCS-51系列单片机的引脚
<
习题
第7章接。技术然述
1.2.1MCS-51系列单片机的分类
常用的MCS51系列单片机有2种类型的产品:
8051/8751/89C51和8031。它们的结构基本相同,其主要差别反
映在存储器的配置上的不同:
①8051内设有4KB的掩膜ROM。
②8751内设有4KB的EPROM。
③89c51内设有4KB的E2PROM。
④8031内没有ROM。
第/章接。技术然述
1.2.2MCS-51系列单片机的结构
TOT1
第/章接。技术然述
L^Pok—►
作用:PC存放CPU将要执行的指令所在的ROM单元的地址。
特点:①具有自动加1功能。
②CPU复位时PC=0000H,当8051脱离复位状态时,开始从0000H
处执行程序,因此,用户程序应该从0000HROM单元存放。
③PC的值可以用转移和调用/返回指令修改。
无条件转移指令/LJMP/SJMP标
JMP@A+DPTR
条件转移指令:JZ/JNZ标号
JC/JNC标号
JB/JNBBIT,标号
DJNZRn/direct/A/@Ri,标号
CJNEA/Rn/@Ri,#DATA8,标号
CJNEA,direct,标号
调用指令:LCALL/ACALL标号
返回指令:RET
第/章接。技术然述
DPTRRAMPC-RO
89c51内有256B的RAM单元,其地址范围为OOH—FFH,分为两大部
分:低128字节(00H〜7FH)为真正的RAM区;
高128字节(80H〜FFH)为华寺殊功能寄存器区SFR。
21个SFG分散在高128B的地址空间内,分别
是:A,B,PSW,SP,DPH,DPL,
PO,Pl,P2,P3,IP,IE,TCON,
TMOD,THO,TLO,TH1,TL1,
SCON,SBUF,PCONo
低128B的RAM应用最为灵活,可用于暂存
用户的数据,它分为独立的且性质不同的3
部分:①工作寄存器区(OOH—1FH)
②位寻址区(20H—2FH)
③普通RAM区(30H—7FH)
第/章接。技术然述
1、工作寄存器区是指00H〜
1FH区,共分4个组,每组有8个单7FH
元,共32个内部RAM单元。普通RAM区
2、每次只能有1组作为工作寄30H
存器使用,其它各组可以作为一2FH
般的数据缓冲区使用。
位寻址区
3、作为工作寄存器使用的8个
单元,又称为R0—R720H
4、程序状态字PSW中的PSW.31FH
(RS0)和PSW.4(RS1)两位
来选择哪一组作为工作寄存器
使用。CPU通过软件修改PSW
中RS0和RS1两位的状态,就可
任选一个工作寄存器工作。00H
返回
第/章接。技术然述
■■oo<
RSI、RS0与片内工作寄存器组的对应关系
RS1RS0寄存器组片内PAM地址通用寄存器名称
000组00H-07HR0〜R7
011组08H〜0FHR0〜R7
102组10H〜17HR0〜R7
013组18H-1FHR0〜R7
■
返回
第/章接。技术然述
.〉■■■■O■■■■.■■■.
工作寄存器和RAM地址对照表
工作寄存器。组工作寄存器1组工作寄存器2组工作寄存器3组
地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器
00HR008HR010HR018HR0
01HR109HR111HR119HR1
02HR2OAHR212HR21AHR2
03HR3OBHR313HR31BHR3
04HR4OCHR414HR41CHR4
05HR5ODHR515HR51DHR5
06HR6OEHR616HR61EHR6
07HR7OFHR717HR71FHR7
、a
返回
第/章接。技术然述
1、位寻址区是指20H〜2FH
单元,共16个单元。7FH
2、位寻址区的16个单元(共
计128位)的每1位都有一个8普通RAM区
30H
位表示的位地址,位地址范围
为00H〜1FH。
如表所示。涓位寻址区
3、其位地址的表示方法有2种:
①直接位地址(用8位二进制20H
数表示)和②单元地址.位号。
1FH
对于这些位有专门的位操
作指令,如SETB,CLR,
CPL,JB,JNB等。工作寄存器区
4、同样,位寻址的RAM单元
也可以按字节操作作为一般的
数据缓冲区。
00H
返叵
…第,章接…口整本搬・述.再_前___能___渐莅地址表
RAM地址D7D6D5D4D3D2DIDO
20H0706050403020100
21HOF0E0DOCOBOA0908
22H1716151413121110
23HIFIEIDICIB1A1918
24H2726252423222120
25H2F2E2D2C2B2A2928
26H37363534333231.30
27H3F3E3D3C3B3A3938
28H4746454443424140
29H4F4E4D4C4B4A.49,48
2AH5756555453525150
2BH5F5E5D5C5B5A5958
2CH6766656463626160:
2DH6F6E6D6C6B6A6968
2EH7776757473727170
q2FH7F7E7D7C7B7A7978
返回
第/章接。技术然述
.〉■■■■O■■■■.■■■.
用于存储一般
的8位数
据,这部
分单元只
能按字节
操
作。通常,堆
栈都置于
这部分空
间。
返回
第/章接。技术然述
累加器在微处理器中占有很
重要的位置。很多指令都是
对.A操作的。
ADDA,Rn/direct/@Ri/#DATAPO
TMP
ADDCA,Rn/direct/@Ri/#DATAPl
SUBBA,Rn/direct/@Ri/#DATAP2
MULABP3
DIVAB
RL/RLC/RR/RLCA
ANLA,Rn/direct/@Ri/#DATA
口定时
ORLA,Rn/direct/@Ri/#DATA
XRLA,Rn/direct/@Ri/#DATA
CPL/CLRA
MOVXA,@DPTR/@Ri
MOVX@DPTR/@Ri,A
MOVCA,@A+DPTR/@A+PC
返回
第/章接。技术然述
DPTRRAMPC—ROM
P0PO
ATMPB
P1
P2<一"►P2
1、在进行乘除法运算时,存放参与运算的一个操作数。P3
MULAB;将累加器A的内容与寄存器B的内容相乘,乘积
的低8位存放在累加器A中,高8位存放于寄存
器B中。
DIVAB;将累加器A中的内容除以寄存器B中的8位无
符号整数,所得商的整数部分存放在累加器A中,
余数部分存放在寄存器B中。
2、除此之外,作为一般REG使用。
返回
第/章接。技术然述
DPTRPC—ROM
P0-P°
TMPB
Pl
P2◄-►P2
ALU一P3
P3
1、PSW称为程序状态字寄存器,是一个8位寄存器。存放运
算结果的一些特征,也用于指定工作寄存器组。
2、DJ-D6-D5JD4-X>3-DIDO
&AcFlRS1RSOOvP
返回
第/章接。技术然述
DPTRRAMPC—ROM
PO0P°
ATMPB
Pl
P2
P3
1、SP称为堆栈指针,SP用来存放堆
栈栈顶的地址。
定时
2、CPU复位时SP=08H,可以用
MOVSP,#DATA8修改SP的值。
返回
第1章接。技术然述
DPTRRAMPC-ROM
U-PO^-P。
AiTIVfPlR1—.PI
「1、数据指针DPTR是一个16位的专用寄存器,主要用来存放16位
―P2
地址,其高位字节寄存器用DPH表示,低位字节寄存器用DPL表示。—►
P3
2、既可作为一个16位寄存器DPTR来处理,也可作为两个独立的
8位寄存器DPH和DPL来处理。
3、CPU复位时DPTR=0000H,可以用MOVDPTR,
#DATA16或MOVDPH,#DATA8,MOVDPL,#DATA8修改
DPTR的值。当CPU与外RAM或外设交换信息时,外RAM单元
的地址或外设的地址由DPTR给出。
返回
第7章接。技术然述
•♦■■■♦■■■■一■■■o■♦■■o•■o习题
1.3.3MCS-51单片机的引脚
用户I/O
P1.0—140——Vvcc
<=
P1.1—239—P0.0PlP2地址线
P1.2—338——P0.1
P1.3——437—P0.2
P1.4——536—P0.3
P1.5——635—P0.4P0
数据线
P1.6——734一P0.5P3
P1.7——833—P0.6
RST/VPD——932—P0.7ALE
P3.0/RXD——10器;31—EA/V
ppPSEN
P3.1/TXD——11803130—ALE/PROG—控制线
P3.2INT0——1229—PSENEA
P33/INT1——1328—P2.7
P3.4/T0——1427—P2.6RST
P3.5/T1——1526一P2.5
P3.6/WR——1625——P2.4
P3.7/RD—1724—P2.3XIVCC
XTAL2——1823—P2.2
XTAL1—1922—P2.1X2GND
V一
▼SS2021——P2.01
(a)管脚图;(b)引脚功能分类
MCS51单片机形成三总线的电路图
第/章接。技术然述
DPTRRAM
pok^0°
B
P0.0--P0.7
P2
1、没有外扩芯片时,作为一般<一"►P2
P3
的IN\OUT线,直接与外设通信。P3
2、有外扩Mem时,先送出外
Mem的地址码的低八位,然后传
定时
送数据信息。
X2
外ROM:PC的低8位由P0.0—-
P0.7送出。
外RAM:皿由P0.0--P0.7
返口
第/章接。技术然述
DPTRRAMROM
P0-P°
SPATMPBPl
-匕
P2.0—P2.7P22
1、没有外扩芯片时,作为一般的P3
IN\OUT线,直接与外设通信
2、有外扩Mem时,送出外Mem的
地址码的高八位
外ROM:西由P2・0・・・
PSENP2.7送出
外RAM:由P2.0—P2.7送出
第/章接。技术然述
XI
X2
PSENRSTALEEA
AT
返回
第/章接。技术然述
第/章接。技术然述
ALE地址锁存允许
1、当8051由P0口送出低8位地址码
时,8051由ALE送出一高电平信号,作
为外部锁存器的触发信号。
在单片机(CPU)与外界交换信息的
过程中,地址信息必须维持不变,而
P0口不能维持低8位地址的不变,所
以应该外接锁
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