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时间:2018-07-16
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1、武汉理工大学《单片机课程设计》目录1、设计原理与方法…………………………………………21.1、单片机概述……………………………………………21.2、80C51引脚说明………………………………………31.3、设计原理说明…………………………………………52、系统硬件线路设计图……………………………63、程序框图…………………………………………74、系统资源分配……………………………………85、源程序……………………………………………96、仿真结果…………………………………………117、性能分析…………………………
2、………………138、总结与心得………………………………………149、参考文献…………………………………………1514武汉理工大学《单片机课程设计》1、设计原理与方法1.1、单片机概述单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer),简称单片机。就是将微处理器(CPU)、存储器(存放程序或数据的ROM和RAM)、总线、定时器/计数器、输入/输出接口(I/O口)和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。本次课程设计选用的是MCS-51系列单片机中的80C51。MCS-51单片机包含中央处理器
3、(CPU)、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。其内部结构框图如图1所示。图1中央处理器由运算器、控制器组成。8051的CPU包含以下功能部件:(1)8位CPU。(2)布尔代数处理器,具有位寻址能力。(3)128B内部RAM数据存储器,21个专用寄存器。(4)4KB内部掩膜ROM程序存储器。(5)2个16位可编程定时器/计数器。14武汉理工大学《单片机课程设计》(6)32位(4×8位)双向可独立寻址的I/O口。(7)1个全双工UART(
4、异步串行通信口)。(8)5个中断源、两级中断优先级的中断控制器。(9)时钟电路,外接晶振和电容可产生1.2MHz~12MHz的时钟频率。(10)外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB。(11)111条指令,大部分为单字节指令。(12)单一+5V电源供电,双列直插40引脚DIP封装。内部结构如图2所示图2MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1,它们由4个8位寄存器(TL0,TH0,TL1和TH1)组成,2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这4个寄存器进行寻址,但不能把T0和T1当
5、做16位寄存器来使用。1.2、80C51引脚说明14武汉理工大学《单片机课程设计》MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明。MCS-51系列单片机中的8031、8051及8751均采用40Pin封装的双列直接DIP结构,右图是它们的引脚配置,40个引脚中,正电源和地线两根,外置石英振荡器的时钟线
6、两根,4组8位共32个I/O口,中断口线与P3口线复用。现在我们对这些引脚的功能加以说明。如图5所示。图5Pin9:RESET/Vpd复位信号复用脚,当80C51通电,时钟电路开始工作,在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平,系统即初始复位。初始化后,程序计数器PC指向0000H,P0-P3输出口全部为高电平,堆栈指针写入07H,其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后,系统即从0000H地址开始执行程序。然而,初始复位不改变RAM(包括工作寄存器R0-R7)的状态,80C51的初始
7、态。80C51的复位方式可以是自动复位,也可以是手动复位,见下图4。此外,RESET/Vpd还是一复用脚,Vcc掉电其间,此脚可接上备用电源,以保证单片机内部RAM的数据不丢失。14武汉理工大学《单片机课程设计》Pin30:ALE/当访问外部程序器时,ALE(地址锁存)的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时,ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号,这个信号可以用于识别单片机是否工作,也可以当作一个时钟向外输出。更有一个特点,当访问外部程序存储器,ALE会跳过一个脉冲。如果单片机是EPROM,在
8、编程其间,将用于输入编程脉冲。Pin29:当访问外部程序存储器时,此脚输出负脉冲选通信号,PC的16位地址数据将出现在P0和P2口上,外部程序存储器则把指令数据放到P0口上,由CPU读入并执行。Pin31:EA/Vpp程序存储器的内外部选通线,8051和8751单片机,内置有4kB的程序存储器,当EA为高电平并且程序地址小于4kB时,读取内部程序存储器指令数据,而超过4kB地址则读取外
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