MCS-51系列单片机课件

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1、MCS-51系列单片机李曦llxx@ustc.edu.cn内容单片机概述51单片机51单片机的应用特性51单片机的内部结构51单片机的储存结构51单片机的时序51单片机的中断系统51单片机的指令系统51单片机的定时计数器51单片机的输入输出口51单片机的串行通信口单片机应用参考书：《微型计算机技术及应用》，清华大学出版社，戴梅萼等背景单片机在一个芯片中集成了CPU、ROM、RAM、T/C、I/O等。主要用于控制等领域。我国的单片机年容量已达1－3亿片，且年增长约16%但相对于世界市场，我国的占有率还不到

2、1%。体系结构CISC结构Intel推出MCS-48、MCS-51(1980)、MCS-96系列20世纪80年代中期以后，Intel以专利转让的形式把8051内核给了许多半导体厂家，如AMTEL、PHILIPS、ANALOGDEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机。应用：控制关系较复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统RISC结构Microchip的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公

3、司的KS57C系列4位单片机应用：控制关系较简单的小家电PIC单片机初档8位单片机：PIC12C5XXX／16C5X系列最早在市场上得到发展的系列，价格较低，有较完善的开发手段，在国内应用最广；PIC12C5XX：世界第一个8引脚低价位单片机512字节ROM、25字节RAM、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线应用：摩托车点火器。售价3～6元/片。可用于简单的智能控制等一些对单片机体积要求较高的地方，前景十分广阔。中档8位单片机：PIC12C6XX/PIC16CXXX系列近年来重点发展的系列产品，品

4、种最为丰富。增加了中断功能，指令周期达到200ns，含A／D，内部E2PROM数据存储器，双时钟工作，I2C和SPI接口，异步串行通讯（UART），模拟电压比较器、LCD驱动等。封装从8～68脚；可用于高、中、低档的电子产品设计。价格适中。PIC16C74：40引脚。含：4KROM、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中断源、33个I/O脚。高档8位单片机：PIC17CXX系列PIC17CXX是适合高级复杂系统开发的系列产品，增加了硬件乘法器，指令

5、周期可达成160ns，性价比最高；可用于高、中档产品的开发，如马达控制、音调合成。8051特征8位CPU111条指令，大部分为单字节指令21个专用寄存器逻辑操作位寻址功能4kbytes程序存储器(ROM)128bytes的数据存储器(RAM)5个中断源，2个优先级两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断2个可编程定时/计数器（16位）32条I/O口线（4*8bits并口(P0、P1、P2或P3)）一个全双工串行通信口外部ROM：程序存储器寻址空间64kB外部RAM：数据存储器寻址空间64kB双列直

6、插40PinDIP封装单一+5V电源供电工作频率为2～12MHz普林斯顿(Princeton)结构——冯.诺伊曼结构程序存储器与数据存储器合二为一通用计算机广泛使用哈佛(Harvard)结构——8051程序存储器和数据存储器分开MCS-51系列单片机的内部结构8051引脚串口RXD/TXD外部中断INT0/INT1T/CT0/T1,外部输入时钟电路Pin19：时钟XTAL1脚，片内振荡电路的输入端。Pin18：时钟XTAL2脚，片内振荡电路的输出端片内时钟振荡方式需在18和19脚外接石英晶体(2-12M

7、Hz)和振荡电容，振荡电容的值一般取10p-30p。外部时钟方式即将XTAL1接地，外部时钟信号从XTAL2脚输入。复位Pin9：RESET/Vpd复位信号复用脚当8051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，堆栈指钟写入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。初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态。RE

8、SET/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。8051的复位方式可以是自动复位，也可以是手动复位。程序存储器具有64kB程序存储器寻址空间内部存储器8051内置有4kB的程序存储器（地址0000H—0FFFH）。外部存储器Pin30：ALE/PROG#，地址锁存访问外部程序器时，ALE的输出用于锁存地址的低位字节；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。当访问外