大学课件单片机综述

1、1,第一章 单片机综述 （1.5）,+ 外设（键盘、显示、AD、DA）,1、单片机的概念（单片微型计算机、微控制器） 将CPU、存储器、定时器/计数器、多种I/O接口等电路集成在一块芯片上所构成的计算机。 2、单片机的内部结构：,2,2.1 单片机的内部结构,由运算器（ALU）、控制器和专用寄存器组构成,程序计数器PC：存放下一条需要执行的指令内存地址，自动加1。,16位、决定了可以寻址的程序存储器的空间64KB。 上电后初始值是0000H，所以从该地址开始执行程序。,累加器A、B 程序状态字PSW,堆栈指针SP,数据指针DPTR,3,存储器结构-ROM,8051的内部ROM 4K B； 80

2、31没有内部ROM。 如果使用8051，/EA引脚如何连接？如果片内ROM用完了怎么办？也就是说当PC值为多少的时候，会转到片外ROM执行？ 内部ROM和外部ROM的最大寻址空间多大？决定于哪个寄存器？,单片机的存储器 有ROM、RAM之分；还有片内、片外之分,4,存储器部分片内RAM,8051片内RAM 128字节（地址00-7FH），片外RAM 可扩展64KB（地址0000H-FFFFH）。共同占用部分访问时用MOV和MOVX指令区别。 片内RAM分为：(1）工作寄存器区（00H-1FH）4组R0-R7 （2）位寻址区（20H-2FH）：两种访问方法。 （3）便笺区（30H-7FH）,5,

3、6,上电后，默认使用的是哪一组工作寄存器？地址是多少？如果要更改工作寄存器的地址，使用什么寄存器、什么指令？,7,7FH 便笺区 30H,2FH 位寻址区 20H,1FH 工作寄存器区 00H,1、位寻址区是指 20H2FH单元，共16个单元。 2、 位寻址区的 16个单元（共计128位）的每1位都有一个8位表示的位地址, 位地址范围为00H1FH。 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。 两种寻址方法：假如寻找0B位，可以用 SETB 0BH； SETB 21H.3；,8,7FH 真正RAM区 00H,FFH SFR区 80H,1、高128B的RAM单元中有

4、21个单元可用，这21个分散在高128B的地址空间内，分别是A，B，PSW，SP，DPH，DPL，P0，P1，P2，P3，IP，IE，TCON，TMOD，TH0，TL0，TH1，TL1，SCON，SBUF，PCON。 2、11个可以按位寻址。规律：地址可以被8整除。,3 特殊功能寄存器区（SFR）：有特殊用途的寄存器的集合。参见P58表2-3、图2-6,9,控制引脚的功能,单片机最小系统的组成,10,3、控制线,RST复位信号 需要让8051复位时，给该引脚高电平，并保持24个时钟周期。,地址锁存允许/编程线 有外部存储器：访问外存时锁存低8位地址 无外部存储器时，ALE输出为晶振6分频的脉冲

5、序列，可用作外部时钟源；,片外ROM选通线。MOVC命令时自动在该脚产生负脉冲，选通外部ROM,-允许访问片外存储器/编程电源线） /EA=1 从内部开始执行程序； /EA=0 只访问外程序存储器；,11,7.上电自动复位和手动复位,上电复位,按键电平复位,复位在RST引脚上保持24个震荡周期(即两个机器周期)以上的高电平,习题,12,第六章 MCS-51的中断系统,（1）什么是中断，中断的作用是什么？,13,80C51中断系统结构示意图,14,15,中断相关的几个重要SFR,3）中断允许寄存器IE（A8H）,16,4）中断优先级寄存器IP（B8H）,5）定时器方式控制寄存器TMOD（89H

6、不能位寻址）,同级中断的优先级顺序 INT0 T0 INT1 T1 串行口。,17,外部中断初始化步骤,3、开中断,2、设立优先级,1、设立触发方式（电平or边沿）,例6.1 请写出/INT1为低电平触发 和高中断优先级的中断系统初始化程序 CLRIT1 ;电平触发 IT1 = 0; SETBEX1 EX1 = 1; SETBPX1 PX1 = 1; SETBEA EA = 1;,18,、,TCON（模式控制寄存器）：用来设置定时器/计数器的操作模式； TMOD（方式寄存器）：用来控制定时器的启动与停止。 TH0、TL0、TH1、TL1：两个16位加法计数器 T0 和 T1 均可分成2个独立的

7、8位计数器，用于存放定时或计数的初值，并用作加1的计数。 与定时器/计数器相关的输入引脚有四个： T0、T1、 、,。,5.MCS-51定时器逻辑结构与相关寄存器,19,20,控制寄存器TCON是一个8位寄存器，既可以字节寻址也可以位寻址，字节地址为88H，位寻址的地址为88H8FH。其格式为：,TF1和TF0：分别为T1和T0的溢出标志。当定时器/计数器计满产生溢出时，由硬件自动置“1”，可申请中断。 TR1和TR0：为定时器/计数器T1和T0的启动、停止控制位。 IE1和IE0：外部中断1（ ）和外部中断0（ ）的中断请求标志位。当外部中断源有请求时其对应的中断标志位置“1”。 IT1和I

8、T0：为外部中断1和外部中断0的触发方式选择位。ITi设置为“0”时为电平触发方式；设置为“1”时为边沿触发方式。 系统复位时，TCON被清0。,控制寄存器TCON（P.109）,21,方式控制寄存器TMOD是一个8位寄存器，字节地址为89H，只能用字节传送指令来设置定时器的工作方式，系统复位时TMOD所有位均为0。其格式为,（1）GATE：门控位。 GATE=1时，定时器/计数器由外部中断引脚 和 TRi共同来启动。 当 引脚为高电平时，TRi=1，启动定时器/计数器Ti ； TRi=0，定时器/计数器 Ti 停止工作。 GATE=0时，仅由TRi来启动定时器/计数器，又称为软件启动。 TR

9、i=1，定时器/计数器Ti启动开始工作； TRi=0，定时器/计数器Ti停止工作。,、,方式寄存器TMOD,（2） ：功能选择位。 当 =0时设置为定时器方式，计数脉冲由内部提供，计数周期等于机器周期。 当 =1时设置为计数器方式，计数脉冲为外部引脚T0或T1引入的外部脉冲信号。,22,6.定时器/计数器有四种工作方式（P.109-）,表 定时器/计数器T0、T1的四种工作方式,23,初值设定-关键,为什么要给定时器预设初值?如何确定预设初值是多少呢?,16位计数方式,0,65535,定时时间65536us,定时时间50000us,X,定时时间50000us,X=65536-50000=155

10、36=3CB0H,MOV TH0, #3CH MOV TL0, #0B0H,定时时间:开始计数 溢出,24,定时器初始化编程格式,初始化编程格式：,TMOD = x ;选择工作方式 THx = 0 x#；装入Tx时间常数 TLx= 0 x# ETx = 1；开Tx中断 EA = 1；开总中断 TRx = 1；启动Tx定时器,25,例：若单片机时钟频率为12MHz，请计算定时100us所需的定时器初值，并写出初始化程序,各种方式定时时间比较： 方式0：213 *1us=8192us=8.192ms 方式1：216 *1us=65.536ms 方式2、方式3：28 *1us=0.256ms 方式0

11、时：（213 TC）*1us=100us TC=1F9CH；TH0=FCH、TL0=1CH 方式1：（216 TC）*1us=100us TC=FF9CH 方式2： （28-TC）*1us=100us TC=009CH,定时器/计数器例程,1 根据时钟频率计算机器周期 2将定时时间与各种方式最大时间比较 3、选择合适的方式，求出初值 4、写出初始化程序,26,中断程序格式,Sbit LED = P10; Void main() IT0 = 0; EX0 = 1; EA = 1; while(1); Void Int0_Int() interrupt 0 LED = !LED; ,27,定时器例

12、程,例7.11 设8051时钟频率12MHz，编写程序令P1.0引脚输出2S的方波程序,sbit Pulse = P10; unsigned char Cnt_50ms; Void T1_Init(void) TMOD = 0 x10; TH1 = 0 x3c; TL1 = 0 xb0; ET1 = 1; EA = 1; TR1 = 1; ,Void T1_Int() interrupt 3 TH1 = 0 x3c; TL1 = 0 xb0; if(Cnt_50ms = 20) Cnt_50ms = 0; Pulse = Pulse; ,Void main() T1_Init(); while

13、(1); ,28,计数器例程,分析：T1工作在方式2，200个脉冲产生一次溢出，所以，256-200=56 ；C=38H。那么TH0=TL0=38H。,利用T1的方式2对外部信号计数，要求每计满200个数，将P1.0引脚取反。,Sbit Pin = P10; Void main() TMOD = 0 x60; TH1 = 0 x38; TL1 = 0 x38; ET1 = 1; EA = 1; TR1 = 1; Void T1_Int() interrupt 3 Pin = Pin; ,29,第八章 MCS-51对AD和DA的接口,ADC0809、DAC0832的作用是什么？什么是分辨率、什么

14、是转换精度？这两款芯片的分辨率、转换精度分别是多少？,DAC0832和MCS51单片机的连接方法有：直通方式、单缓冲方式、和双缓冲方式。 (两个锁存器处于不同的导通关闭状态),30,其内部结构和引脚功能如下图所示：,数模转换器-DAC0832,DAC0832结构引脚图,缓冲器,31,如图所示连接是那种接口方式？ DAC0832的地址应该是多少？ 使用什么样的指令启动DAC转换？ 如果要用该图原理产生三角波、锯齿波分别该如何写程序？,32,ADC0809芯片内部结构 以及引脚功能,START CLOCK,33,MCS-51对ADC0809的接口,从该图上可以获得的信息： 1、要启动IN0的AD转

15、化，需要用命令 MOV DPTR,#FEF8H MOVX DPTR,A 2、要读出转化后的数据 需要使用命令 MOV DPTR,#FEF8H MOVX A,DPTR 3、8个通道的选通地址分别是FEF8 FEFF,34,第9章 MCS-51 的串行通信,MCS-51含有一个可编程全双工串行通讯接口，能同时进行数据的发送和接收，也可以作为一个同步移位寄存器使用。,MOV A , SBUF ；接收数据 MOV SBUF , A ；发送数据,35,单片机串口相关知识回顾,（1） MCS-51串行口的原理结构图,36,单片机串口相关知识回顾,（2） 串行口控制寄存器SCON,D7 D6 D5 D4 D

16、3 D2 D1 D0,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,（3） 特殊功能寄存器PCON,37,单片机串口相关知识回顾,（4） 串口通信的波特率,对于方式0,波特率是固定的,为单片机时钟的1/12,即fosc/12。 对于方式2,波特率有两种可供选择,即fosc/32和fosc/64。对应于以下公式： 波特率=fosc（2SMOD）/64 对于方式1和方式3,波特率都由定时器T1的溢出率来决定,对应于以下公式： 波特率=(2SMOD/32)(定时器T1的溢出率) 而定时器T1的溢出率则和所采用的定时器工作方式有关,并可用以下公式表示： 定时器T1的溢出率=fosc/12(2n-X)

17、,38,对于方式1和方式3，波特率由定时器/计数器T1的溢出率和SMOD决定，即由下式确定： 波特率=（2SMOD /32 ）定时器/计数器T1溢出率 计算溢出率：溢出率即定时时间的倒数。 机器周期T=1/(fosc/12) 定时时间=（2K - 初值）*T,实际使用串行通信时，要首先确定波特率才能进行双方的通信。 根据波特率计算定时器T1的计数初值。 波特率=（2SMOD /32 ）定时器/计数器T1溢出率 进行定时器的初始化。通常使用T1的方式2作为波特率发生器 TMOD、TCON、TH1=TL1=？、关T1中断、启动定时 进行串行口初始化。SCON、PCON（SMOD）,39,其格式如下

18、： 各位的意义如下： SM0(SCON.7)，SM1(SCON.6)串行口工作方式选择位 。其功能见表。 SM2(SCON.5)允许方式2、3中的多处理机通信位。 方式0时，SM20。 方式1时，若SM2l，只有接收到有效的停止位，接收中断RI才置1。而当SM20时，则不论接收到的笫九位数据是”0” 或”1” ，都将前八位数据装入SBUF中，并申请中断。,2. 串行口状态控制寄存器 SCON(P122) 串行口状态控制寄存器SCON用来控制串行通信的方式选择、接收，指示串行口的中断状态。寄存器SCON既可字节寻址也可位寻址，字节地址为98H，位地址为98H9FH。,40,串行口工作方式选择 （

19、P.122）,41, 电源控制寄存器 PCON（P.123） 电源控制寄存器PCON仅有几位有定义，其中最高位SMOD与串行口控制有关，其它位与掉电方式有关。寄存器PCON的地址为87H，只能字节寻址。其格式如下： SMOD(PCON.7)串行通信波特率系数控制位。 当SMOD1时，使波特率加倍。复位后，SMOD0。,42,读SBUF（MOVA，SBUF），访问接收数据寄存器；写SBUF（MOV SBUF，A），访问发送数据寄存器。, 串行数据寄存器SBUF 串行数据寄存器SBUF包含在物理上是隔离的两个8位寄存器：发送数据寄存器和接收数据寄存器，但是它们共用一个地址99H。其格式如下：,43

20、,3.串行口的通信波特率（P.125）,方式0：波特率固定，fosc/12 方式1：波特率可变，由定时器控制 方式2：波特率为fosc/64或fosc/32 波特率2SMOD/64 SMOD=1或0 方式3：波特率可变，由定时器控制,44,可变波特率的计算（方式1，3）,波特率,SMOD为PCON寄存器的最高位,定时器的溢出率：单位时间定时器溢出的次数；,溢出率为溢出周期的倒数,溢出周期：定时器溢出一次所需的时间,45,当定时器1作波特率发生器时，通常选用定时工作方式2（8位自动加载）。 设X为计数初值，则 溢出周期（定时时间）,XM计数值Mt/TM（fosct）/12,定时器T1溢出率,46

21、,通常是知道波特率，求计数初值X,实际使用： 1）首先确定波特率 2）然后计算定时器1的计数初值 3）然后进行定时器的初始化,SMOD值可以通过： MOV PCON #00H 或 MOV PCON #80H 设定,47,串行口工作之前，应对其进行初始化，主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下： 确定串行口控制（编程SCON寄存器）； 确定T1的工作方式（编程TMOD寄存器）； 计算T1的初值，装载TH1、TL1； 启动T1（编程TCON中的TR1位）； 串行口在中断方式工作时，要进行中断设置（编程IE、IP寄存器）。 初始化后，设置串口工作。 发送：直接写SBUF，

22、查询TI/中断 接收：REN置1，查询RI/中断,（五）串行口使用步骤,48,例7-1 设时钟fosc=11.0592MHZ，要设置串行通信的波特率为4800bps，波特率不倍增，串行口方式1，则初始化程序为：,Void Uart_Init(void) TH1 = 0 xfa; TL1 = 0 xfa; TMOD = 0 x20; TR1 = 1; SM0 = 0; SM1 = 1; REN = 1; ,49,要求：单片机串口通信的应用，通过串口，电脑和单片机系统进行通信。电脑作为上位机，向下位机单片机系统发送十六进制或者ASCLL码，单片机系统接收后，用LED 显示接收到的数据和向上位机发回

23、原样数据。,50,程序： #include unsigned char dat; /用于存储单片机接收发送缓冲寄存器SBUF 里面的内容 sbit gewei=P13; /个位选通定义 sbit shiwei=P12; /十位选通定义 unsigned char code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66, 0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f; void Delay(unsigned int tc) /延时程序 while( tc != 0 ) unsigned int i; for(i=0; i100; i+); tc-; void LED( ) /LED 显示接收到的数据（十进制） shiwei=0; P0=tabledat/10; Delay(5);,51,续前页： shiwei=1; gewei=0; P0=tabledat%10; Delay(5); gewei=1; void Init_Com(void) /功能:串口初始化,波特率9600，方式1 TMOD = 0 x20; PCON = 0 x00; SCON = 0 x50; TH1 = 0 xFd; TL1 = 0 xFd; TR1 = 1;