《片机原理与应用》PPT课件

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1、单片机原理与应用主讲老师：严青九江学院信息科学与技术学院精品课程《单片机原理与应用》教学课件第1章MCS-51单片机的结构与原理主要内容：典型单片机（MCS-51,AT89S51,PIC,Motorola,AVR）的性能，MCS-51内部结构、特点、工作方式、时序和最小应用系统。为学生后续学习单片机应用系统设计、利用单片机解决工程实际问题打下坚实的基础。重点在于基本概念、组成原理、特点及MCS-51的最小应用系统，难点在于时序、ISP下载技术。预备知识：元器件实物图单片机芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89

2、C2051通信芯片MAX232CPE时钟芯片DS1302EEPROM24C02温度传感器18B20AD变换器0832稳压片78L05晶振电阻和排电阻瓷片小电容零压力插座万用焊接板仪器盒步进电机液晶字符显示屏液晶图形点阵显示屏拨动开关红外遥控用发射接受一体管继电器各类接插件遥控组件超声波发射接受头双路遥控组件长距离遥控器3000－4000M8×8二极管点阵八段数码管超声波发射和接收一体化机能汉字显示的显示屏和实时时钟板电子万年历学生实训成果展示说明：典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、A

3、VR等。MCS-51为主流产品，性能如表1.1.1。MSP430为低功耗产品，功能较强，性能如表1.1.2。EM78为低功耗产品，价格较低，性能如表1.1.3。PIC为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品，性能如表1.1.4。Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。性能如表1.1.5。AVR为高速、低功耗产品，支持ISP、IAP，I/O口驱动能力较强。性能如表1.1.6。1.1典型单片机性能概览1.2MCS-51单片

4、机硬件结构及引脚MCS-51系列单片机都是以Intel公司最早的典型产品8051为核心，增加了一定的功能部件后构成的，因此，本章以8051为主介绍MCS-51系列单片机。1.2.1MCS-51单片机的内部结构MCS-51单片机的组成：CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内部总线和中断系统等。组成框图如下：内部结构如下：组成：运算器、控制器。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

5、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。（6）32个（4×8位）双向可独立寻址的I/O口。（7）1个全双工UART（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。1.中央处理器（CPU）（1）运算器组成：8位算术逻辑运算单元ALU（Arith

6、meticLogicUnit）、8位累加器A（Accumulator）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（ProgramStatusWord）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等。功能：完成算术运算和逻辑运算。（2）控制器组成：程序计数器PC（ProgramCounter）、指令寄存器IR（InstructionRegister）、指令译码器ID（InstructionDecoder）、堆栈指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。功能：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在

7、IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器（字节）定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntel51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15Intel52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16ATEML89

8、C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20条引脚DIP封装）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40条引脚DIP封装）128/2562/33215/62.存储器MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器,又有片内和片外之分。（1）程