单片机原理及应用教材

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1、单片机原理及应用常州轻工职业技术学院63前言当今，单片微型计算机技术迅速发展，由单片机技术开发的智能化测控设备和产品广泛应用到各个领域，单片机技术产品和设备促进了生产技术水平的提高。企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术，并能开发、应用和维护管理这些智能化产品的高级工程技术人材。单片机以体积小、功能强、可靠性好、性能价格比高等特点，已成为实现工业生产技术进步和开发机电一体化和智能化测控产品的重要手段。本教材内容分为十章。以MCS-51系列单片机为介绍对象，分别介绍MCS-51系列单片机结构原理、MCS-51单片机指

2、令系统、汇编语言程序设计、并行I/O口的使用、并行I/O口的扩展方法及使用、中断系统和定时/计数器、A/D转换接口和D/A转换接口技术、键盘与显示器接口技术等内容。本教材由杨文新、龚益民、韩迎辉老师编写，谢丽华、刘军良老师参与本书图表的绘制。编者2004年7月63目录第一章认识单片机……………………………………………3第二章MCS-51单片机指令系统………………………………14第三章汇编语言程序设计……………………………………27第四章并行I/O口…………………………………………33第五章并行I/O口的扩展……

3、……………………………40第六章中断系统………………………………………………49第七章定时/计数器………………………………………55第八章A/D转换接口……………………………………60第九章D/A转换接口………………………………………63第十章键盘与显示器接口…………………………………67附录一WAVE软件的操作使用附录二ASCII码表附录三MCS-51单片机指令系统表附录四单片机练习题附录五单片机实验指导书63第一章认识单片机一、什么是单片机单片机是将CPU、存储器、输入/输出接口、定时/计数器等集成在一块芯

4、片上，是目前销量最大、应用面最广、价格最便宜的微型计算机。如图1-1所示：I/O口CPU程序存储器定时/计数器外设取指令图1-1单片机结构框图例1-1单片机彩灯控制系统（单片机控制8个发光二极管每隔0.1秒轮流点亮。）使用单片机实验板进行演示。二、典型单片机产品1．MCS-51系列美国Intel公司生产的8位字长单片机。基本型产品有8051、8031、8751等。2．AT89C51系列美国ATMEL公司生产的8位字长单片机。与MCS-51系列单片机兼容，内含4KB的flash存储器。三、MCS-51单片机的内部

5、的硬件结构及引脚（一）MCS-51单片机内部的总体硬件结构8051单片机的内部基本结构，如图1-2所示。（二）MCS-51单片机的引脚8051单片机是HMOS工艺制造，外形为40条引脚，如图1-3所示。因为受芯片引脚数量的限制，有很多引脚具有双功能。1、主电源引脚VCC：芯片工作电源端，接＋5V。Vss：电源接地端。2、时钟振荡电路引脚XTAL1：内部晶体振荡电路的反相器输入端。接法如图1-5。XTAL2：内部晶体振荡电路的反相器输出端。接法如图1-5。3、控制信号引脚RST————RST为复位信号输入端。外部

6、接复位电路。接法如图1-4。ALE————ALE为地址锁存允许信号。在不访问外部存储器时，ALE以时钟振荡频率的1／6的固定频率输出，用示波器观察ALE引脚上的脉冲信号是判断单片机芯片是否正常工作的一种简便方法。————外部程序存储器ROM的读选通信号。到外部ROM取指令时，自动向外发送负脉冲信号。————为访问程序存储器的控制信号。63振荡器和时钟电路程序存储器4KBROM数据存储器256BRAM/SFR8051CPU两个16位定时器/计数器中断系统64K字节总线扩展控制并行I/O端口全双工串行口外部时钟源外

7、部计数脉冲外中断控制外部设备串行通讯图1-28051单片机的内部基本结构4、并行I／Ｏ端口引脚P0口（P0.0～P0.7）；P1口（P1.0～P1.7）；P2口（P2.0～P2.7）；P3口（P3.0～P3.7）。（a）引脚图(b)逻辑符号图1-3MCS-51引脚图（三）复位电路与时钟电路1．复位电路（1）复位电路单片机的RST引脚是复位信号输入端，RST引脚上保持两个机器周期（24个时钟周期）以上的高电平时，可使单片机内部可靠复位。单片机常用的外部复位电路如图1-4。63(a)上电复位电路(b)上电复位兼手动

8、复位电路　　　　　图1-4MCS-51的复位电路（2）复位状态复位后，单片机内部的各寄存器的内容将被初始化，包括程序计数器PC和特殊功能寄存器，其中（PC）=0000H，特殊功能寄存器的状态见表1-1。复位不影响片内RAM和片外RAM中的内容。表1-1复位后特殊功能寄存器的初始状态SFR名称初始状态SFR名称初始状态ACC00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000