單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)教案

1、第一講一、授課內(nèi)容：1、什么是單片機(jī)2、單片機(jī)的開展二、授課類型：講授三、授課時數(shù)：2學(xué)時四、教學(xué)目標(biāo)：了解單片機(jī)的開展,應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式,掌握單片機(jī)的特點(diǎn)五、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)/難點(diǎn)：單片機(jī)的特點(diǎn)六、教學(xué)設(shè)想：借助產(chǎn)品、作品演示,一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時間增強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解,增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時提升他們對本學(xué)科的興趣.七、教學(xué)過程：(板書)一、什么是單片機(jī)隨著微電子技術(shù)的不斷開展,計算機(jī)技術(shù)也得到迅速開展,并且由于芯片的集成度的提升而使計算機(jī)微型化,出現(xiàn)了單片微型計算機(jī)(SingleChipComputer),簡稱單片機(jī),也可稱為微限制器MCU(Microco

2、ntrollerUnit)定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等主要計算機(jī)部件.二、單片微型計算機(jī)開展概況單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長,但開展十分迅猛.它的產(chǎn)生與開展和微處理器的產(chǎn)生與開展大體同步,自1971年美國Intel公司首先推出4位微處理器(4004)以來,它的開展到目前為止大致可分為5個階段：第1階段(19711976):單片機(jī)開展的初級階段.1971年11月Intel公司首先設(shè)計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器Intel4004,并配有RAM、ROM和移位存放器,構(gòu)成了第一臺MCS-4微處理器,而后乂推出了8位微處理器Intel8008,以及其它各公司相繼推出的8位微處理器.第2

3、階段(19761980)：低性能單片機(jī)階段.以1976年Intel公司推出的MCS48系列為代表,采用將8位CPU、8位并行I/O接口、8位定時/計數(shù)器、RAM和ROM等集成于一塊半導(dǎo)體芯片上的單片結(jié)構(gòu),雖然其尋址范圍有限(不大于4KB),也沒有串行I/O,RAM、ROM容量小,中斷系統(tǒng)也較簡單,但功能可滿足一般工業(yè)限制和智能化儀器、儀表等的需要.造的80C51芯片的功耗為120mW,這么低的功耗用一粒鈕扣電池就可以工作.單片機(jī)型號中包含有“C的產(chǎn)品就是指它的制造工藝是CHMOS工藝.例如80c51,就是指用CHMOS工藝制造的8051o三、單片機(jī)的特點(diǎn)1體積小、重量輕、功耗低、功能強(qiáng)、性價比

4、高.2數(shù)據(jù)大都在單片機(jī)內(nèi)部傳送,運(yùn)行速度快,抗干擾水平強(qiáng),可靠性高.3結(jié)構(gòu)靈活,易于組成各種微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng).4應(yīng)用廣泛,既可用于工業(yè)自動限制等場合,乂可用于測量儀器、醫(yī)療儀器及家用電器等領(lǐng)域.5內(nèi)含有Flash存儲器由于片內(nèi)含有Flash存儲器,因此在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以十分容易地進(jìn)行程序的修改.同時,在系統(tǒng)工作過程中,能有效地保存數(shù)據(jù)信息,即使外界電源損壞也不影響信息的保存.6和AT80c51插座兼容AT89系列單片機(jī)的引腳和MCS-51系列單片機(jī)的引腳是一樣的.只要用相同引腳的AT89系列單片機(jī)就可以取代MCS-51系列單片機(jī).7靜態(tài)時鐘方式AT89系列單片機(jī)采用靜態(tài)時鐘方式,節(jié)省電能,這對于

5、降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用.第二講一、授課內(nèi)容：1MCS-51和80C51系列簡介2、單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式二、授課類型：講授三、授課時數(shù)：2學(xué)時四、教學(xué)目標(biāo)：了解單片機(jī)的開展,應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用模式,掌握單片機(jī)的特點(diǎn)五、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)/難點(diǎn)：單片機(jī)的特點(diǎn)六、教學(xué)設(shè)想：借助產(chǎn)品、作品演示,一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時間增強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解,增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時提升他們對本學(xué)科的興趣.七、教學(xué)過程：板書一、單片機(jī)系列簡介目前世界上單片機(jī)生產(chǎn)廠商很多,如：Intel、MotorolaPhilips、Siemens、NEC、ADM、Zilog等公司,其主流產(chǎn)品有幾十個系

6、列,幾百個品種.盡管其各具特色,名稱各異,但作為集CPU、RAM、ROM或EPROM、I/O接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)為一體的單片機(jī),其原理大同小異.現(xiàn)以Intel公司的系列產(chǎn)品為例,說明各系列之間的區(qū)別.Intel公司從其生產(chǎn)單片機(jī)開始,開展到現(xiàn)在,大體上可分為3大系列：MCS-48系列、MCS51系列、MCS96系列.MCS51單片機(jī)系列：MCS51系列單片機(jī)雖已有10多種產(chǎn)品,但可分為兩大系列：MCS51子系列與MCS52子系列.MCS51子系列中主要有8031、8051、8751三種類型.而MCS52子系列也有3種類型8032、8052、8752.在某些性能上略有差異.由此可見,在

7、本子系列內(nèi)各類芯片的主要區(qū)別在于片內(nèi)有無ROM或EPROM;MCS51與S52子系列間所不同的是片內(nèi)程序存儲器ROM從4KB增至8KB;片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器由128個字節(jié)增至256個字節(jié);定時器/計數(shù)器增加了一個；中斷源增加了12個.另外,對于制造工藝為CHMOS的單片機(jī),由于采用CMOS技術(shù)制造,因此具有低功耗的特點(diǎn),如8051功耗約為630mW,而80C51的功耗只有120mW.MCS-51是一個單片機(jī)系列產(chǎn)品,具有多種芯片型號.具體說,按其內(nèi)部資源配置的不同,MCS-51可分為兩個子系列和四種類型.MCS子系列片內(nèi)ROM形式片內(nèi)ROM容量片內(nèi)RAM容量定時器/計數(shù)器中斷源無ROMEPROMET

8、R0MMCS-51子系列803514KB128B2X165MCS-52子系列889528KB256B3X166MCS-51子系列包含4個產(chǎn)品,這4個產(chǎn)品具有不同的應(yīng)用特性.8051：單片機(jī)8051內(nèi)部包含了4KB的ROM、128B的RAM、21個特殊功能存放器、4個8位并行口、一個全雙工串行口、兩個16位定時器/計數(shù)器以及一個處理功能很強(qiáng)的中央處理器,是一臺完整的微型計算機(jī)8751：是以4KB的EPROM代替4KBROM的8051o8951：是以4KB的E2PR0M或FlashROM代替4KBROM的8051.8031：是內(nèi)部無ROM的8051o單片機(jī)8031不構(gòu)成完整計算機(jī),必須外接EPRO

9、M作為程序存儲器.52子系列也包含4個產(chǎn)品,分別是51子系列的增強(qiáng)型.由于資源數(shù)量的增加,芯片的功能有所增強(qiáng).片內(nèi)ROM容量從4KB增加到8KB；RAM容量從128B增加到256B：定時器數(shù)目從2個增加到3個；中斷源從5個增加到6個等.80C51單片機(jī)系列是在MCS-51系列的根底上開展起來的.最早推出80C51系列芯片的是Intel公司,并且作為MCS-51系列的一局部,按原MCS-51系列芯片的規(guī)那么命名,例如80c51、80c31、87c51等至于89c51,我們把它歸入89系列單片機(jī),將在下一節(jié)介紹.后來越來越多的公司生產(chǎn)80c51芯片,而且型號的命名已面目全非,功能上也做了不同程度的

10、改良,如增加了A/D轉(zhuǎn)換、高速I/O口等.有些還在總線結(jié)構(gòu)上做了重大改良,出現(xiàn)了廉價的非總線型單片機(jī)芯片.但是萬變不離其宗：CHMOS工藝芯片80C51/80C31/87C51/89C51的根本特征是低功耗、允許的電源電壓波動范圍較大為5V20%,并有三種功耗限制方式增加了待機(jī)和掉電保護(hù)兩種方式.習(xí)慣上,我們?nèi)匀话?0c51系列作為MCS-51的子系列.二、單片機(jī)的應(yīng)用由于單片機(jī)具有體積小、重量輕、價格廉價、功耗低,限制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn),因而在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用.1家用電器領(lǐng)域目前國內(nèi)各種家用電器已普遍采用單片機(jī)限制取代傳統(tǒng)的限制電路,而做成單片機(jī)

11、限制系統(tǒng).例如洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、微波爐、電飯煲、電視機(jī)、錄像機(jī)及其它視頻音像設(shè)備的限制器.2辦公自動化領(lǐng)域現(xiàn)代辦公室中所使用的大量通信、信息產(chǎn)品多數(shù)都采用了單片機(jī),如通用計算機(jī)系統(tǒng)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動、打印機(jī)、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、機(jī)、考勤機(jī)等.3智能儀表.用單片機(jī)改造原有的測量、限制儀表,促進(jìn)儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化方向開展.4機(jī)電一體化產(chǎn)品.單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化,限制智能化.5商業(yè)營銷領(lǐng)域由于在商業(yè)營銷系統(tǒng)已廣泛使用的電子稱、收款機(jī)、條形碼閱讀器、倉儲平安監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保鮮系統(tǒng)等中,目前已紛紛采用單片機(jī)構(gòu)成

12、專用系統(tǒng),主要由于這種系統(tǒng)有明顯的抗病菌侵害、抗電磁干擾等高可靠性能的保證.6汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)通常在這些電子系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測限制系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視器黑匣子等都要構(gòu)成冗余的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).習(xí)題1 .什么叫單片機(jī)？除了“單片機(jī)之外,單片機(jī)還可以稱為什么？2 .單片機(jī)主要使用匯編語言,而編寫匯編語言程序要求設(shè)計人員除了熟練掌握指令系統(tǒng)外,還必須精通什么？3 .8051、8751、8031單片機(jī)的主要區(qū)別是什么？4 .與8051比擬,80c51的最大特點(diǎn)是什么？5 .AT89系列單片機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)是什么？6 .單片機(jī)開展方向是什么？第三講一、授課內(nèi)容：進(jìn)位計數(shù)制及

13、相互轉(zhuǎn)換二、授課類型：講授三、授課時數(shù)：2學(xué)時四、教學(xué)目標(biāo)：掌握各數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換五、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)/難點(diǎn)：掌握各數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換六、教學(xué)設(shè)想：借助產(chǎn)品、作品演示,一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時間增強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解,增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時提升他們對本學(xué)科的興趣.七、教學(xué)過程：板書一、進(jìn)位計數(shù)制按進(jìn)位的原那么進(jìn)行計數(shù)的方法稱之為進(jìn)位計數(shù)制,簡稱進(jìn)位制.人們?nèi)粘Ｉ钪辛?xí)慣上使用十進(jìn)制,而二進(jìn)制使于實現(xiàn)、存儲、傳輸,所以計算機(jī)中采用二進(jìn)制.但二進(jìn)制不易書寫和閱讀,因此乂引入了八進(jìn)制和十六進(jìn)制.1 .十進(jìn)制后綴或下標(biāo)D表示十進(jìn)制計數(shù)原那么：逢十進(jìn)一十進(jìn)制的基數(shù)為：10十進(jìn)

14、制的數(shù)碼為：0123456789十進(jìn)制數(shù)第K位的權(quán)為：10公笫K位的權(quán)為基數(shù)的K次方,第K位的數(shù)碼與笫K位權(quán)的乘積表示第K位數(shù)的值.例如：8846.78=8X103+8X10:+4X106X106+7X10-1+8X10,2該數(shù)中共出現(xiàn)三次數(shù)碼8,但各自的權(quán)不一樣,故其代表的值也不一樣.2 .二進(jìn)制后綴或下標(biāo)B表示二進(jìn)制計數(shù)原那么：逢二進(jìn)一二進(jìn)制的基數(shù)為：2二進(jìn)制的數(shù)碼為：01二進(jìn)制數(shù)第K位的權(quán)為：2k例如：11010101.01B=lX27+1X26+0X2S+1X2*+0X23+1X2=+0X2X+1X2+0X2-1+1X2-2=213.25N位二進(jìn)制數(shù)可以表示2、個數(shù).例如3位二進(jìn)制數(shù)可

15、以表示8個數(shù),如附表1所示：附表1二進(jìn)制數(shù)11相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)012345673 .八進(jìn)制后綴或下標(biāo)0表示八進(jìn)制計計數(shù)原那么：逢八進(jìn)一八進(jìn)制的基數(shù)為：8八進(jìn)制的數(shù)碼為：01234567八進(jìn)制數(shù)第K位的權(quán)為：8K例如：1270=lX8,+2X8i+780=87D4 .十六進(jìn)制后綴或下標(biāo)H表示十六進(jìn)制計數(shù)原那么：逢十六進(jìn)一十六進(jìn)制的基數(shù)為：16十六進(jìn)制的數(shù)碼為：0123456789ABCDEF十六進(jìn)制第K位的權(quán)為：16k例如：64.4H=6X16MX16+4X16-1=100.25D十六進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制和十進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系如附表2所示:附表2二進(jìn)制數(shù)0101100111十進(jìn)制數(shù)01234567十六進(jìn)制

16、數(shù)01234567二進(jìn)制數(shù)1111101111十進(jìn)制數(shù)891十六進(jìn)制數(shù)89ABCDEF二、不同進(jìn)位制之間的轉(zhuǎn)換.1 .二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十制數(shù).轉(zhuǎn)換原那么：按權(quán)展開求和.例如：10001101.11B=1X2,+0X2斗0X25+0X2*+1X23+1X2斗0X2X+1X2+1X2-+1X2二141.75D八進(jìn)制十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)也同樣遵循該原那么,不再單獨(dú)介紹了.2 .十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的原那么：整數(shù)局部：除基取余,逆序排列小數(shù)局部：乘基取整,順序排列例將十進(jìn)數(shù)186和0.8125轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù).2186-02竺241-0223-1211-12肘,12-02|T-1

17、低位高位0.8125X2高位.6250X2.2501X20.5X20.0低位11因此：186D=10111010B0.8125D=0.11011B注意：當(dāng)十進(jìn)制小數(shù)不能用有限位二進(jìn)制小數(shù)精確表示時,根據(jù)精度要求,采用“0舍1入法,取有限位二進(jìn)制小數(shù)近似表示.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制,十六進(jìn)制數(shù)同樣遵循該原那么.3 .二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制由于十六進(jìn)制的基數(shù)是2的幕,所以二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換是十分方便的,二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制的原那么：整數(shù)局部從低位到高位四位一組缺乏補(bǔ)零,直接用十六進(jìn)制數(shù)來表示；小數(shù)局部從高位到低位四位一組缺乏補(bǔ)零,直接用十六進(jìn)制數(shù)表示.例附一2將二進(jìn)制數(shù)10011110.001

18、11轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù).10011110.001110009E38所以10011110.OOU1B=9E.38Ho4.十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的原那么：十六進(jìn)制數(shù)中的每一位用4位二進(jìn)制數(shù)來表示.例如：將十六進(jìn)制數(shù)A87.B8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù).A87.B810101000011110111000所以A87.B8H=1.lOlllOOOBo八進(jìn)制的基數(shù)同樣是2的帚,因此二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換也遵循以上的原那么,只是將原那么中的四位改成三位.例如:將二進(jìn)制數(shù)11010110.110101B轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù).將八進(jìn)制數(shù)746.420轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù).011010110.110101

19、746.42746.420=111100110.100010B乘法法那么inloonowooi所以,11010110.110101B=326.650,三、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)運(yùn)算1.二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算加法法那么0X0=00X1=01+0=11+1=0進(jìn)位11X0=01X1=1注意：二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算中1+1=0進(jìn)位1和邏輯運(yùn)算中1V1=1的不同含義.2.十六進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算十六進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算遵循“逢十六進(jìn)一的原那么.十六進(jìn)制加法：十六進(jìn)制數(shù)相加,當(dāng)某一位上的數(shù)碼之和S小于16時與十進(jìn)制數(shù)同樣處理,如果數(shù)碼之各S叁16時,那么應(yīng)該用S減16及進(jìn)位1來取代S.例如：O8A3H+4B89H542cH十六進(jìn)制減法

20、十六進(jìn)制減法也與十進(jìn)制數(shù)類似,夠減時直接相減,不夠減時服從向高位借1為16的原那么.例如：05C3H-3D25HC89EH十六進(jìn)制數(shù)的乘除運(yùn)算同樣根據(jù)逢十六進(jìn)一的原那么處理,這里不再繁述.第四講一、授課內(nèi)容：計算機(jī)中數(shù)和字符的表示二、授課類型：講授三、授課時數(shù)：2學(xué)時四、教學(xué)目標(biāo)：熟悉計算機(jī)中數(shù)和字符的表示五、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)/難點(diǎn)：計算機(jī)中數(shù)和字符的表示六、教學(xué)設(shè)想：+0反=00000000B一0反=11111111BN位反碼表示的范圍為：1一2廣,一2.71；例如8位反碼表示的范圍為-127+127.符號位為1時,其后不是該數(shù)的絕對值.例如反碼11100101B的真值為-27,而不是-1

21、01.3.補(bǔ)碼最高位為符號位,正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其正數(shù)原碼按位求反再加1.例如：+112補(bǔ)=01U0000B112補(bǔ)=100100006說明：0的補(bǔ)碼只有一種表示法：+0=-0=00000000B；n位補(bǔ)碼所能表示的范圍為一2L,-2nr1；例如8位補(bǔ)碼表示的范圍為一128+127.八位機(jī)器數(shù)中：128補(bǔ)二10000000B,128原,-128反不存在.符號位為1時,其后不是該數(shù)的絕對值.例如：補(bǔ)碼11110010B的真值為-14,而不是-114.有符號數(shù)采用補(bǔ)碼表示時,就可以將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算.因此計算機(jī)中有符號數(shù)均以補(bǔ)碼表示.例如：X=84-16=(+84)+(-16

22、)fX補(bǔ)二+84補(bǔ)+16補(bǔ)(+84)補(bǔ)=01010100B(-16)補(bǔ);llllOOOOB01010100B+11110000Bz01000100B1所以X補(bǔ)二01000100B,即X=68.在字長為8位的機(jī)器中,第7位的進(jìn)位自動喪失,但這不會影響運(yùn)算結(jié)果.機(jī)器中這一位并不是真正喪失,而是保存在程序狀態(tài)字PSW中的進(jìn)位標(biāo)志Cy中.又如:X=4888=+48+-88X補(bǔ)+48補(bǔ)+88補(bǔ)+48補(bǔ)=OOUOOOOB-88#=10101000B0011000OB+1010100OB1101100OB所以X|b=U011000B,即X=-40為進(jìn)一步說明補(bǔ)碼如何將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算,我們舉一日常的例

23、子：對于鐘表,它所能表示的最大數(shù)為12點(diǎn),我們把它稱之為模,即一個系統(tǒng)的量程或所能表示的最大的數(shù).假設(shè)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)時間為6點(diǎn),現(xiàn)有一只表為9點(diǎn),可以有兩種調(diào)時方法：9-3=6倒撥9+9=6順撥即有9+9=9+3+6=12+6=9-3因此對某一確定的模,某數(shù)減去小于模的一數(shù),總可以用加上該數(shù)的負(fù)數(shù)與其模之各即補(bǔ)碼來代替.故引入補(bǔ)碼后,減法就可以轉(zhuǎn)換為加法.補(bǔ)碼表示的數(shù)還具有以下特性：X+Y補(bǔ)=X補(bǔ)+丫補(bǔ)/一丫補(bǔ)=X補(bǔ)Y補(bǔ)附表3為n=8和n=16時n位補(bǔ)碼表示的數(shù)的范圍.附表3n位二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)的表示范圍十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)N=8n=16+1277F+327677FFF+1267

24、E+327667FFE+202+20002+101+1000100000000-1FF-1FFFF-2EE-2FFFE-12682-327668002-12781-327678001-12880-327688000二、無符號整數(shù)在某些情況下,處理的全是正數(shù)時,就不必須再保存符號位.我們把最高有效位也作為數(shù)值處理,這樣的數(shù)稱之為無符號整數(shù).8位無符號數(shù)表示的范圍為：0255.計算機(jī)中最常用的無符號整數(shù)是表示存儲單元地址的數(shù).三、字符表示字母、數(shù)字、符號等各種字符例如鍵盤輸出的信息或打印輸出的信都是按字符方式輸出輸出按特定的規(guī)那么,用二進(jìn)制編碼在計算中表示.字符的編碼方式很多,最普遍采用的是美國標(biāo)

25、準(zhǔn)信息交換碼ASCH碼.ASCH碼是7位二進(jìn)制編碼.計算機(jī)中用一個字節(jié)表示一個ASCII碼字符,最高位默認(rèn)為0,可用作校驗位.第五講一、授課內(nèi)容：MCS-51系列單片機(jī)二、授課類型：講授三、授課時數(shù)：2學(xué)時四、教學(xué)目標(biāo)：掌握MCS51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)引腳功能六、教學(xué)重、難點(diǎn)：重點(diǎn)/難點(diǎn)：80c51單片機(jī)的引腳功能.七、教學(xué)設(shè)想：借助產(chǎn)品、作品演示,一方面可以使課堂生動,另一方面可以騰出大量時間增強(qiáng)對重難點(diǎn)知識的講解,增強(qiáng)學(xué)生對知識的理解,同時提升他們對本學(xué)科的興趣.八、教學(xué)過程：板書一、MCS-51單片機(jī)的根本組成如下列圖所示1一個8位微處理器CPU.2數(shù)據(jù)存儲器RAM和特殊功能存放器SFR.

26、3內(nèi)部程序存儲器ROM.4兩個定時/計數(shù)器,用以對外部事件進(jìn)行計數(shù),也可用作定時器.5四個8位可編程的I/O輸入/輸出并行端口,每個端口既可做輸入,也可做輸出.（6） 一個串行端口,用于數(shù)據(jù)的串行通信.7中斷限制系統(tǒng).8內(nèi)部時鐘電路.二、80c51單片機(jī)的引腳功能結(jié)構(gòu)框圖如下列圖所示%-140-Vj239-P8位存放器B、程序狀態(tài)字存放器PSW(ProgramStatusWord)、8位暫存存放器TMP1和TMP2等組成.2 .限制器主要由程序計數(shù)器PC、指令存放器IR、指令譯碼器ID、堆棧指針SP、數(shù)據(jù)指針DPTR、時鐘發(fā)生器及定時限制邏輯等組成.四、MCS-51單片機(jī)的存儲器配置-內(nèi)部RA

27、M低128單元8051低128個單元是真正的內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM區(qū),是一個多功能復(fù)用性數(shù)據(jù)存儲器,其按用途可分為三個區(qū)域.如圖22所示：7FK30K用尸RAN區(qū)堆拔、數(shù)據(jù)皴沖字節(jié)地址30H-7FH2FH位尋址區(qū)20K位地址.DH2FH1FK第3俎通用存放器區(qū)17K10K第2俎通用存放器區(qū)OFH08K第1組通用存放器區(qū)07KOOK第U組通用存放器區(qū)囪2-28051內(nèi)部：RAM低128單元配置1. 工作存放器區(qū)OOH1FH也稱為通用存放器,該區(qū)域共有4組存放器,每組由8個存放單元組成,每個單元8位,各組均以R0R7作存放器編號,共32個單元,單元的OOH1FH.在任一時刻,CPU只能使用其中一組通用存放

28、器,稱為當(dāng)前通用存放器組,具體可由程序狀態(tài)存放器PSW中RSI.RSO位的狀態(tài)組合來確定.通用存放器為CPU提供了就近存取數(shù)據(jù)的便利,提升了工作速度,也為編程提供了方便.2. 位尋址區(qū)20H2FH內(nèi)部RAM的20H2FH,共16個單元,計16X8=128位,位地址為00H7FH.位尋址區(qū)既可作為一般的RAM區(qū)進(jìn)行字節(jié)操作,也可對單元的每一位進(jìn)行位操作,因此稱為位尋址區(qū),是存儲空間的一局部.表71列出了位尋址區(qū)的位地址：表71位尋址區(qū)的位地址單元地址MSB位地址LSB2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6D

29、H6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14

30、H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H20H07H06H05H04H03H02H01H00H其中：MSB最高有效位.LSB最低有效位.3. 用戶RAM區(qū)30H7FH所剩80個單元即為用戶RAM區(qū),單元地址為30H7FH,在一般應(yīng)用中把堆棧設(shè)置在該區(qū)域中.對內(nèi)部RAM低128單元的使用作幾點(diǎn)說明：18051的內(nèi)部RAM00H7FH單元可采用直接尋址或間接尋址方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送.2內(nèi)部RAM20H2FH單元的位地址空間可實現(xiàn)位操作.當(dāng)前工作存放器組可通過軟件對PSW中的RSI.RSO位的狀態(tài)設(shè)置來選擇.（3） 8051的堆棧是自由堆棧,單片機(jī)復(fù)位后,堆棧底為

31、07H,在程序運(yùn)行中可任意設(shè)置堆棧.堆棧設(shè)置通過對SP的操作實現(xiàn),例如用指令MOVSP,#30H將堆棧設(shè)置在內(nèi)部RAM30H以上單元.二內(nèi)部RAM高128單元內(nèi)部RAM高128單元是供應(yīng)專用存放器使用的,因此稱之為專用存放器區(qū)也稱為特殊功能存放器區(qū)SFR區(qū),單元地址為80H、0FFH.8051共有22個專用存放器,其中程序計數(shù)器PC在物理上是獨(dú)立的,沒有地址,故不可尋址.它不屬于內(nèi)部RAM的SFR區(qū).其余的21個專用存放器都屬于內(nèi)部RAM的SFR區(qū),是可尋址的,它們的單元地址離散地分布于80HOFFHo表72為21個專用存放器一覽表.表7一28051專用存放器一覽表存放器符號地Jll:存放器名

32、稱ACCEOH累加器BFOHB存放器PSWDOH程序狀態(tài)字SP81H堆棧指示器DPL82H數(shù)據(jù)指針低八位DPH83H數(shù)據(jù)指針高八位IEA8H中斷允許限制存放器IPB8H中斷優(yōu)先限制存放器P080HI/O口0Pl90HI/O口1P2AOHI/O口2P3BOHI/O口3PCON87H電源限制及波特率選擇存放器SCON98H串行口限制存放器SBUF99H串行口數(shù)據(jù)緩沖存放器TCON88H定時器限制存放器TMOD89H定時器方式選擇存放器TLO8AH定時器0低8位TL18BH定時器1低8位THO8CH定時器0高8位TH18DH定時器1高8位注：帶“專用存放器表示可以位操作.(=)8051內(nèi)部程序存儲器

33、(ROM)大多數(shù)51系列單片機(jī)內(nèi)部都配置一定數(shù)量的程序存儲器ROM,如8051芯片內(nèi)有4KB掩膜ROM存貯單元,AT89C51芯片內(nèi)部配置了4KBFlashROM,它們的地址范圍均為OOOOHOFFFHo內(nèi)部程序存儲器有一些特殊單元,使用時要注意.其中一組特殊單元是0000H0002Ho系統(tǒng)復(fù)位后,(PC)=0000H,單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序.如果不是從0000H開始,就要在這三個單元中存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令,以便轉(zhuǎn)去執(zhí)行指定的應(yīng)用程序.另外,在程序存儲器中有各個中斷源的入口向量地址,分配如下:0003H000AH：外部中斷0中斷地址區(qū)000BH0012H：定時器/計數(shù)器0中斷地址區(qū)0013H001AH：