片微型计算机原理及其应用电子教案

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1、《单片微型计算机原理及其应用》电子教案赵秀珍王乃钊制作中国水利水电出版社2001.8第一章单片微型计算机概述本章主要介绍单片机的发展，基本的结构和特点，单片机的应用模式和领域，单片机的供应状态等。单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此，一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。1．1单片机的发展概况综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段：第一阶段（197

2、6~1978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和R

3、OM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。1．2单片机的结构特点（1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提高存取的速度;（2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和数据存储器RAM

4、在空间上分开;（3）它的引出管脚一般都设计成多功能的;（4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O口和外接同步输入和输出设备;（5）有21个特殊功能寄存器;(6)有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻址的位地址空间。1．3单片机的主要品种及系列一、4位单片机二、8位单片机表格1‑1MCS-51系列型号型号制造技术片内程序存储器片内数据存储器8051AHHMOSROM(4k)128字节8031AHAHMOS无128字节8751HHMOSEPROM（4K）128字节80C51CHMOSROM（4K）1

5、28字节80C31CHMOS无128字节8051HMOSROM（8K）256字节8031HMOS无256字节1．4单片机的应用一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章MCS-51单片机的结构和原理本章主要介绍MCS-51系列的8051的基本结构、工作原理、存储器结构、P0、P1、P2、P3四个I/O口的基本工作原理和操作特点。单片机的各种工作方式、单片机的时序等。2．1MCS-51单片机的结构原理一、8051单片

6、机的结构图2‑1MCS-51单片机的基本结构二、8051单片机的内部结构和工作原理8051单片机的内部结构框图如图2‑2所示，下面分别进行介绍：图2‑28051的内部结构框图图2‑38051存储器组织结构字节地址位地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20HD7D6D5D4D3D2D1D07FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H77H76H75H74H73H72H71H70H6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H67H66H

7、65H64H63H62H61H60H5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H57H56H55H54H53H52H51H50H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H47H46H45H44H43H42H41H40H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H37H36H35H34H33H32H31H30H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H17H16H15H14H13H12

8、H11H10H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09H08H07H06H05H04H03H02H01H00H图2‑48051内部RAM位地址区图2‑48051内部RAM位地址区表格2‑2特殊功能寄存器表符号单元地址名称位地址符号地址*ACCE0H累加器ACC.7～ACC.0E7H～E0H*BF0H乘法寄存器B.7～B.0F7H～F0H*PSWD0H程序状态字PSW.7～PSW.0D7H～D0HSP81H堆栈指针DPL82H数据存储器指针(低8位)DPH83H数据存储器指针(高8位