單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)C語言版課件-項(xiàng)目一 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

姓名：電話：辦公室：項(xiàng)目一單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1.4最小系統(tǒng)電路1.5單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)軟件KeilC51

◆單板機(jī)將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單板機(jī)）。單板機(jī)1.什么是單片機(jī)？1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成單板機(jī)的I/O設(shè)備簡(jiǎn)單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計(jì)算機(jī)原理的教學(xué)及簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成

◆單片機(jī)

單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，它的各種功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、存儲(chǔ)器（memory）、基本輸入/輸出(Input/Output，簡(jiǎn)稱I/O)接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)等，都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)如圖所示。由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又稱為微控制器(Micro-ControllerUnit，簡(jiǎn)稱MCU)。單板機(jī)單片機(jī)1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成2.單片機(jī)的用途

單片機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、家用電器、通信系統(tǒng)、信息和通信產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化設(shè)備、商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、汽車電子系統(tǒng)等領(lǐng)域，都有重要的用途。1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成智能儀器：內(nèi)部含有單片機(jī)的儀器統(tǒng)稱為智能儀器，也稱為微機(jī)化儀器。這類儀器大多采用單片機(jī)進(jìn)行信息處理、控制及通信，與非智能化儀器相比，功能得到了強(qiáng)化，增加了諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等功能。以單片機(jī)作為核心組成智能儀表已經(jīng)是自動(dòng)化儀表發(fā)展的一種趨勢(shì)。家用電器：?jiǎn)纹瑱C(jī)功能完善、體積小、價(jià)格低、易于嵌入，非常適用于對(duì)家用電器的控制。嵌入單片機(jī)的家用電器實(shí)現(xiàn)了智能化，是傳統(tǒng)型家用電器的更新?lián)Q代，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、視盤機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設(shè)備等。工業(yè)控制：工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一，在測(cè)控系統(tǒng)、過程控制、機(jī)電一體化設(shè)備中主要利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)邏輯控制、數(shù)據(jù)采集、運(yùn)算處理、數(shù)據(jù)通信等用途。單獨(dú)使用單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)一些小規(guī)模的控制功能，作為底層檢測(cè)、控制單元與上位計(jì)算機(jī)結(jié)合可以組成大規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。特別在機(jī)電一體化技術(shù)中，單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其更容易發(fā)揮其集機(jī)械、微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的優(yōu)勢(shì)。1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成信息和通信產(chǎn)品：信息和通信產(chǎn)品的自動(dòng)化和智能化程度很高，其中許多功能的完成都離不開單片機(jī)的參與。這里最具代表性和應(yīng)用最廣的產(chǎn)品就是移動(dòng)通信設(shè)備，例如手機(jī)內(nèi)的控制芯片就屬于專用型單片機(jī)。另外在計(jì)算機(jī)外部設(shè)備中，如鍵盤、打印機(jī)中也離不開單片機(jī)。新型單片機(jī)普遍具備通信接口，可以方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間提供連接服務(wù)創(chuàng)造了條件。辦公自動(dòng)化設(shè)備：現(xiàn)代辦公自動(dòng)化設(shè)備中大多數(shù)嵌入了單片機(jī)控制核心。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)及電話等。通過單片機(jī)控制不但可以完成設(shè)備的基本功能，還可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備：在商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)中單片機(jī)已廣泛應(yīng)用于電子秤、收款機(jī)、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機(jī)、出租車計(jì)價(jià)器以及倉儲(chǔ)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等。醫(yī)療設(shè)備：?jiǎn)纹瑱C(jī)在醫(yī)療設(shè)施及醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如在醫(yī)用呼吸機(jī)、各種分析儀、醫(yī)療監(jiān)護(hù)儀、超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)中都得到了實(shí)際應(yīng)用。汽車電子系統(tǒng)：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行監(jiān)視器等裝置中都離不開單片機(jī)。特別是采用現(xiàn)場(chǎng)總線的汽車控制系統(tǒng)中，以單片機(jī)擔(dān)當(dāng)核心的節(jié)點(diǎn)通過協(xié)調(diào)、高效的數(shù)據(jù)傳送不僅完成了復(fù)雜的控制功能，而且簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成3.單片機(jī)的類型按等級(jí)大致又可分為三類，即工業(yè)級(jí)、商業(yè)級(jí)、軍用級(jí)?！裟壳?位單片機(jī)仍是單片機(jī)的主流機(jī)型；◆生產(chǎn)廠商：◆單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了由4位機(jī)到8位機(jī),再到16位機(jī)的發(fā)展過程(CPU能同時(shí)處理二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)是多少位,就稱其是多少位的計(jì)算機(jī)

)美國(guó)微芯片公司:PIC16C××系列、PIC17C××系列、PIC1400系列，美國(guó)英特爾公司的MCS-48和MCS-51系列，美國(guó)摩托羅拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美國(guó)齊洛格公司的Z8系列，日本電氣公司的μPD78××系列，美國(guó)莫斯特克公司和仙童公司合作生產(chǎn)的F8（3870）系列等。

1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成4.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)＋接口電路及外設(shè)等＋軟件硬件單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成5）所有人都站在了同一起跑線上;5.學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？2）與以前所學(xué)的知識(shí)關(guān)聯(lián)很少；1）只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識(shí)；3）對(duì)各種器件的概念基本上是從0開始；4）如果要用C語言編程，需具備簡(jiǎn)單的C語言基礎(chǔ)；1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成1.單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)總線（BUS）是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道。微機(jī)中有內(nèi)部總線和外部總線兩類。內(nèi)部總線是CPU內(nèi)部之間的連線。外部總線是指CPU與其它部件之間的連線。外部總線有三種:數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）地址總線AB（AddressBus）控制總線CB（ControlBus）1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時(shí)計(jì)數(shù)器中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個(gè)全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ復(fù)位電路1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)2.單片機(jī)的引腳總線型1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)非總線型1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)MCS-51單片機(jī)信號(hào)引腳簡(jiǎn)介

P3口線的第二功能VCCVSSXTAL2

XTAL1RSTP0.0

P0.1

P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0

P1.1

P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0

P3.1

P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.72、振蕩電路：XTAL1、XTAL23、復(fù)位引腳：RST4、并行口：P0、P1、P2、P37、ALE：地址鎖存控制信號(hào)1、電源線：VCC(+5V)、VSS(地)EAPSEN5、EA：訪問程序存儲(chǔ)控制信號(hào)6、PSEN：外部ROM讀選通信號(hào)1

2

3

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5

6

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8

9

10111213141516171819

2040

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313029282726252424222180318051875189C511.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)Vss：地Vcc：電源，提供掉電、空閑、正常工作電壓RST:

復(fù)位,當(dāng)晶振在運(yùn)行中只要復(fù)位管腳出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期高電平即可復(fù)位.內(nèi)部有擴(kuò)散電阻連接到Vss,僅需要外接一個(gè)電容到Vcc即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位ALE:

地址鎖存使能,在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí),輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)在正常情況下ALE輸出信號(hào)恒定為1/6振蕩頻率,并可用作外部時(shí)鐘或定時(shí).注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時(shí),一個(gè)ALE脈沖將被忽略.ALE可以通過置位SFRauxililary.0禁止.置位后ALE只能在執(zhí)行MOVX指令時(shí)被激活PSEN:程序存儲(chǔ)使能,讀外部程序存儲(chǔ).當(dāng)從外部讀取程序時(shí),PSEN每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次,在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器PSEN無效,訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)PSEN無效。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)EA/Vpp：外部尋址使能/編程電壓，在訪問整個(gè)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，EA必須外部置低。如果EA為高時(shí)將執(zhí)行內(nèi)部程序。當(dāng)RST釋放后，EA腳的值被鎖存。任何時(shí)序的改變都將無效。該引腳在對(duì)FLASH編程時(shí)用于輸入編程電壓(Vpp)XTAL1：晶體1振蕩，反向放大器輸入端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路輸入端XTAL2：晶體2振蕩，反向放大器輸出端1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)3.I/O口接口單片機(jī)的I/O口

I就是INPUT。單片機(jī)是一種微型控制器，要想實(shí)現(xiàn)其控制作用，首先單片機(jī)就應(yīng)該能夠“感知外部世界的變化”，所以對(duì)于單片機(jī)而言必須有“輸入口”。

O就是OUPUT。單片機(jī)根據(jù)外部信號(hào)的狀態(tài)，通過其內(nèi)部程序的分析處理，最終決定在哪里輸出，輸出什么樣的信號(hào)，所以單片機(jī)要想“控制外部世界”就必須有“輸出口”。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)對(duì)單片機(jī)的控制，其實(shí)就是對(duì)I/O口的控制，無論單片機(jī)對(duì)外界進(jìn)行何種控制，或接受外部的控制，都是通過I/O口進(jìn)行的。51單片機(jī)總共有P0、P1、P2、P3四個(gè)8位雙向輸入輸出端口，每個(gè)端口都有鎖存器、輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。4個(gè)I/O端口都能作輸入輸出口用，其中P0和P2通常用于對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問。每個(gè)I/O口既可以按位操作使用單個(gè)引腳，也可以按字節(jié)操作使用8個(gè)引腳。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)

1單片機(jī)的并行端口結(jié)構(gòu)與操作51系列單片機(jī)有4個(gè)I/O端口，每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向口，共占32根引腳。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器(即專用寄存器P0～P3)、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入緩沖器。通常把4個(gè)端口籠統(tǒng)地表示為P0～P3。在無片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，這4個(gè)端口的每一位都可以作為準(zhǔn)雙向通用I/O端口使用。在具有片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器的系統(tǒng)中，P2口作為高8位地址線，P0口分時(shí)作為低8位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)

51單片機(jī)4個(gè)I/O端口線路設(shè)計(jì)的非常巧妙，學(xué)習(xí)I/O端口邏輯電路，不但有利于正確合理地使用端口，而且會(huì)給設(shè)計(jì)單片機(jī)外圍邏輯電路有所啟發(fā)。2P0口的結(jié)構(gòu)1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)下圖為P0口的某位P0.n(n=0~7)結(jié)構(gòu)圖，它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動(dòng)電路及控制電路組成。從圖中可以看出，P0口既可以作為I/O用，也可以作為地址/數(shù)據(jù)線用。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)

P1口邏輯電路1、P0口作為普通I/O口①輸出時(shí)CPU發(fā)出控制電平“0”封鎖“與”門，將輸出上拉場(chǎng)效應(yīng)管T1截止，同時(shí)使多路開關(guān)MUX把鎖存器與輸出DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管T2柵極接通。故內(nèi)部總線與P0口同相。由于輸出驅(qū)動(dòng)級(jí)是漏極開路電路，若驅(qū)動(dòng)NMOS或其它拉流負(fù)載時(shí)，需要外接上拉電阻。P0的輸出級(jí)可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)②輸入時(shí)----分讀引腳或讀鎖存器讀引腳：由傳送指令(MOV)實(shí)現(xiàn)；

下面一個(gè)緩沖器用于讀端口引腳數(shù)據(jù)，當(dāng)執(zhí)行一條由端口輸入的指令時(shí)，讀脈沖把該三態(tài)緩沖器打開，這樣端口引腳上的數(shù)據(jù)經(jīng)過緩沖器讀入到內(nèi)部總線。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳②輸入時(shí)----分讀引腳或讀鎖存器讀鎖存器：有些指令如：ANLP0，A稱為“讀-改-寫”指令，需要讀鎖存器。上面一個(gè)緩沖器用于讀端口鎖存器數(shù)據(jù)。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)**原因：如果此時(shí)該端口的負(fù)載恰是一個(gè)晶體管基極，且原端口輸出值為1，那么導(dǎo)通了的PN結(jié)會(huì)把端口引腳高電平拉低；若此時(shí)直接讀端口引腳信號(hào)，將會(huì)把原輸出的“1”電平誤讀為“0”電平?，F(xiàn)采用讀輸出鎖存器代替讀引腳，圖中，上面的三態(tài)緩沖器就為讀鎖存器Q端信號(hào)而設(shè)，讀輸出鎖存器可避免上述可能發(fā)生的錯(cuò)誤。**DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)P0口必須接上拉電阻；在讀信號(hào)之前數(shù)據(jù)之前，先要向相應(yīng)的鎖存器做寫1操作的I/O口稱為準(zhǔn)雙向口；三態(tài)輸入緩沖器的作用：（ANLP0，A）1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳準(zhǔn)雙向口：

從圖中可以看出，在讀入端口數(shù)據(jù)時(shí)，由于輸出驅(qū)動(dòng)FET并接在引腳上，如果T2導(dǎo)通，就會(huì)將輸入的高電平拉成低電平，產(chǎn)生誤讀。所以在端口進(jìn)行輸入操作前，應(yīng)先向端口鎖存器寫“1”，使T2截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，變?yōu)楦咦杩馆斎?。這就是所謂的準(zhǔn)雙向口。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)2、P0作為地址/數(shù)據(jù)總線

在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，P0端口作為地址/數(shù)據(jù)總線使用時(shí)，分為：

P0引腳輸出地址/數(shù)據(jù)信息。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)CPU發(fā)出控制電平“1”，打開“與”門，又使多路開關(guān)MUX把CPU的地址/數(shù)據(jù)總線與T2柵極反相接通，輸出地址或數(shù)據(jù)。由圖上可以看出，上下兩個(gè)FET處于反相，構(gòu)成了推拉式的輸出電路，其負(fù)載能力大大增強(qiáng)。DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)P0引腳輸出地址/輸入數(shù)據(jù)輸入信號(hào)是從引腳通過輸入緩沖器進(jìn)入內(nèi)部總線。此時(shí)，CPU自動(dòng)使MUX向下，并向P0口寫“1”，“讀引腳”控制信號(hào)有效，下面的緩沖器打開，外部數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部總線。2、P0作為地址/數(shù)據(jù)總線----真正的雙向口DQCLKQMUXP0.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址/數(shù)據(jù)控制VCCT1T2P0口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)3P2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.P2口作為普通I/O口DQCLKQMUXP2.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址控制VCCRTP2口引腳CPU發(fā)出控制電平“0”

，使多路開關(guān)MUX倒向鎖存器輸出Q端，構(gòu)成一個(gè)準(zhǔn)雙向口。其功能與P1相同。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)

2.P2口作為地址總線在系統(tǒng)擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器且容量超過256B(用MOVX@DPTR指令)時(shí)，CPU發(fā)出控制電平“1”，使多路開關(guān)MUX倒內(nèi)部地址線。此時(shí)，P2輸出高8位地址。DQCLKQMUXP2.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳地址控制VCCRTP2口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)4

P1口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

①P1口的一位的結(jié)構(gòu)它由一個(gè)輸出鎖存器、兩個(gè)三態(tài)輸入緩沖器和輸出驅(qū)動(dòng)電路組成----準(zhǔn)雙向口。DQCLKQP1.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP1口引腳1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)DQCLKQP3.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP3口引腳第二輸入功能第二輸出功能作為通用I/O口與P1口類似----準(zhǔn)雙向口(W=1)W1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)DQCLKQP3.n讀鎖存器內(nèi)部總線寫鎖存器讀引腳VCCRTP3口引腳第二輸入功能第二輸出功能P3第二功能(Q=1)此時(shí)引腳部分輸入(Q=1、W=1)

,部分輸出(Q=1、W輸出)

。W1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)5

P3口的內(nèi)部結(jié)構(gòu)P3第二功能各引腳功能定義：P3.0：RXD串行口輸入P3.1：TXD串行口輸出P3.2：INT0外部中斷0輸入P3.3：INT1外部中斷1輸入P3.4：T0定時(shí)器0外部輸入P3.5：T1定時(shí)器1外部輸入P3.6：WR外部寫控制P3.7：RD外部讀控制1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)綜述一.P0、P1、P2、P4四個(gè)口作為一般輸入輸出口時(shí)：1.當(dāng)P0作為I/O口使用時(shí)，特別是作為輸出時(shí)，輸出級(jí)屬于開漏電路，硬件電路必須外接上拉電阻才會(huì)有高電平輸出；2.P0、P1、P2、P4四個(gè)口如果作為輸入，軟件必須先向相應(yīng)的鎖存器寫“1”，才不會(huì)影響輸入電平。1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)二.P0、P1、P2和P3口為準(zhǔn)雙向口,在內(nèi)部差別不大,但使用功能有所不同。1.當(dāng)CPU內(nèi)部控制信號(hào)為“1”時(shí)，P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線用，這時(shí)，P0口就無法再作為I/O口使用了。

2.P1口是用戶專用8位準(zhǔn)雙向I/O口,具有通用輸入/輸出功能,每一位都能獨(dú)立地設(shè)定為輸入或輸出。3.P2口是8位準(zhǔn)雙向I/O口。外接I/O設(shè)備時(shí),可作為擴(kuò)展系統(tǒng)的地址總線,輸出高8位地址,與P0口一起組成16位地址總線。4.P3口一般用作第二功能端1.2MCS-51系列單片機(jī)組成結(jié)構(gòu)1.什么是地址？

單片機(jī)有很多的寄存器和存儲(chǔ)單元，這些寄存器和存儲(chǔ)單元承擔(dān)著不同的工作任務(wù)，當(dāng)CPU需要對(duì)這些寄存器和存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，必須知道”它們?cè)谀摹薄?/p>

為了讓CPU能夠準(zhǔn)確有序的找到這些寄存器和存儲(chǔ)單元，就必須對(duì)它們進(jìn)行編號(hào)，而這些編號(hào)就稱為“地址”。1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1

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存

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器80318751805189C51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B（字節(jié)）4K1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)2.程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器內(nèi)部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)EA=1EA=00000H0001H0002H(PC)0000H是程序執(zhí)行的起始單元,

在這三個(gè)單元存放一條

無條件轉(zhuǎn)移指令中斷5中斷4中斷3中斷2中斷10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中斷0定時(shí)器0中斷外部中斷1定時(shí)器1中斷串行口中斷8位．．．0FFFH0FFEH程序存儲(chǔ)器資源分布中斷入口地址1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)在單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)中，用戶無需考慮程序的存放地址，編譯程序會(huì)在編譯過程中按照上述規(guī)定，自動(dòng)安排程序的存放地址。例如：C語言是從main()函數(shù)開始執(zhí)行的，編譯程序會(huì)在程序存儲(chǔ)器的0000H處自動(dòng)存放一條轉(zhuǎn)移指令，跳轉(zhuǎn)到main()函數(shù)存放的地址；中斷函數(shù)也會(huì)按照中斷類型號(hào)，自動(dòng)由編譯程序安排存放在程序存儲(chǔ)器相應(yīng)的地址中。因此，讀者只需了解程序存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)就可以了。1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)0000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專用

寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0區(qū)R0R7R0R7R0R7R0R71區(qū)2區(qū)3區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F78070030H7FH用戶數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器

11第3區(qū)18H~1FH

01第1區(qū)08H~0FHRS1RS0寄存器區(qū)片內(nèi)RAM地址

00第0區(qū)00H~07H10第2區(qū)10H~17H工作寄存器區(qū)選擇位RS0、RS11.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)注意:一個(gè)單元地址對(duì)應(yīng)有8個(gè)位地址

MSB——MostSignificantBit（最高有效位）

LSB——LeastSignificantBit（最低有效位）單元地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F776F675F574F473F372F271F170F07

MSB位地址LSB7E766E665E564E463E362E261E160E067D756D655D554D453D352D251D150D057C746C645C544C443C342C241C140C047B736B635B534B433B332B231B130B037A726A625A524A423A322A221A120A027971696159514941393129211911090178706860585048403830282018100800RAM位尋址區(qū)位地址表1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)☆離散分布有21個(gè)特殊功能寄存器SFR。☆

11個(gè)可以進(jìn)行位尋址?！钐貏e提示：對(duì)SFR只能使用直接尋址方式，書寫時(shí)可使用寄存器符號(hào)，也可用寄存器單元地址。高128個(gè)單元1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)在單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)中，可以通過關(guān)鍵字sfr來定義所有特殊功能寄存器，從而在程序中直接訪問它們，例如：sfrP1=0x90;//特殊功能寄存器P1的地址是90H，對(duì)應(yīng)P1口的8個(gè)I/O引腳在程序中就可以直接使用P1這個(gè)特殊功能寄存器了，下面語句是合法的：P1=0x00;//將P1口的8位I/O口全部清0C語言中，還可以通過關(guān)鍵字sbit來定義特殊功能寄存器中的可尋址位，在程序ex1_1.c中，采用了下面語句定義P1口的第0位：sbitP1_0=P1^0;通常情況下，這些特殊功能寄存器已經(jīng)在頭文件reg51.h中定義了，只要在程序中包含了該頭文件，就可以直接使用已定義的特殊功能寄存器。如果沒有頭文件reg51.h，或者該文件中只定義了部分特殊功能寄存器和位，用戶也可以在程序中自行定義。1.3MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路1.時(shí)序電路在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，就能構(gòu)成自激振蕩電路。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。電容器C1和C2主要起頻率微調(diào)作用，電容值可選取為10~30pF左右。內(nèi)部時(shí)鐘方式如果單片機(jī)的時(shí)鐘必須使用某一個(gè)外接的時(shí)鐘信號(hào)，就無需外接晶振。由于此時(shí)的外接晶振引腳上沒有晶振信號(hào)輸入，內(nèi)部的時(shí)鐘電路將停振，此方式稱為外部時(shí)鐘方式。外部時(shí)鐘方式1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路

機(jī)器周期和指令周期（1）振蕩周期:也稱時(shí)鐘周期,是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)的振蕩源的周期，TX實(shí)驗(yàn)板上為11.0592MHZ。（2）狀態(tài)周期:每個(gè)狀態(tài)周期為時(shí)鐘周期的2倍,是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。（3）機(jī)器周期:一個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個(gè)時(shí)鐘周期。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi),CPU可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。（4）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時(shí)間。每條指令執(zhí)行時(shí)間都是有一個(gè)或幾個(gè)機(jī)器周期組成。MCS-51系統(tǒng)中,有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路8051單片機(jī)的采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，晶體振蕩器的頻率f為6MHZ，則：振蕩周期＝1/晶振頻率=1／6μs；時(shí)鐘周期＝2*振蕩周期=1／3μs

機(jī)器周期＝6*時(shí)鐘周期=2μs，指令周期＝1~4倍機(jī)器周=2~8μs即機(jī)器周期=（1/晶振頻率）*121.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路2.復(fù)位電路上電復(fù)位電路

簡(jiǎn)單的說就是在單片機(jī)的RST引腳上加高電平，時(shí)間不少于5ms。而高電平能夠一直加在RST引腳上嗎？當(dāng)然不能，因?yàn)槟菢訂纹瑱C(jī)將永遠(yuǎn)處于復(fù)位狀態(tài)，為此，需要在單片機(jī)外部連接復(fù)位電路。

由于復(fù)位時(shí)高電平有效，當(dāng)剛接上電源的瞬間，電容C1兩端相當(dāng)于短路，即相當(dāng)于給RESET引腳一個(gè)高電平，等充電結(jié)束時(shí)（這個(gè)時(shí)間很短暫），電容相當(dāng)于斷開，這時(shí)已經(jīng)完成了復(fù)位動(dòng)作。1.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路帶手動(dòng)復(fù)位的按鍵復(fù)位在程序正常運(yùn)行過程中，RESET引腳低電平，當(dāng)按鍵按下去的時(shí)候，電源經(jīng)過R1和R2分壓電路，RESET引腳得到高電平，等按鍵抬起時(shí)，RESET引腳又回到