计算机测控技术2(10-03-30).ppt

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1、2.1微控制器2.2数字信号处理器第2章　测控系统中的智能化器件2.1微控制器1）80C51系列单片机简介80C51系列单片机源于Intel公司的MCS-51系列。Intel公司将MCS-51系列单片机实行技术开放后，许多公司（如Philips、Dallas、LG等）都以MCS-51中的基础结构8051为基核推出了许多单片机，把各厂家以8051为基核推出的各型号80C51兼容单片机统称为80C51系列。1.51系列单片机2.1.1常用单片机介绍其中Philips公司的80C51系列单片机性能卓著，产品最为齐全、最具代表性，其型号类别按片内ROM特性区分如下：P

2、80C3X为ROMLess型，P80C5X为MaskROM型，P87C5X为OTPROM型，P89CXX为FlashROM型。　　1）ROMLess型是一种内部不带程序存储器的器件，使用时必须在外部扩展一片EPROM器件作为程序存储器。这类器件目前已很少使用，80C31即为ROMLess型。1）ROMLess型是一种内部不带程序存储器的器件，使用时必须在外部扩展一片EPROM器件作为程序存储器。这类器件目前已很少使用，80C31即为ROMLess型。2）MaskROM型是一种带掩膜型ROM的器件，用户的程序代码须由半导体厂家在芯片封装过程中用掩膜工艺制作到ROM

3、区中。这类芯片适合于制作成专用芯片批量生产，80C51就是MaskROM型。3）OTPROM型是一种用户可一次性写入的ROM器件，用户通过专用写入器将程序写入OTPROM中，但只允许写入一次。4）FlashROM型是一种用户可多次编程写入的ROM器件，与EPROM相比，不需紫外线擦除，因而使用方便且成本低。2）80C51系列单片机的基本结构典型的80C51系列单片机的内部组成框图如图所示：ROM、RAM、中断控制器、定时/计数器、4个并行I/O接口以及串行接口等外围器件通过总线与CPU连接。单片机（MicroControllerUnit）是一个面向对象的单片计算机

4、系统，在一片芯片上集成了CPU及其常用的外围电路，使它直接构成一个计算机系统而使用。这已涵盖了计算机系统的常用部件，因而可以不需外接或少量外接外围器件，就可以直接面向测控系统应用。程序存储器是只读存储器，用于固化单片机的应用程序代码以及一些数据表格和常数。根据型号的不同，单片机内的程序存储器的形式也不同。目前EPROM型和ROMLess型已较少使用。（1）程序存储器数据存储器使用静态随机存储器SRAM，并且容量较小，最大不超过256B。（2）数据存储器。（3）I/O接口。80C51内部有4个并行8位I/O接口P0~P3，其中包括了总线信号，可用于用户的外部信号的输

5、入/输出、定时/计数、中断信号输入、串行通信等。P0口：数据总线和低8位地址总线，不作总线使用时，也可作普通I/O接口。P1口：带内部上拉电阻的准双向口。P2口：带内部上拉电阻的准双向口，是并行总线的高8位地址线，不作总线地址线时，也可用作普通I/O接口。P3口：复用口，除作普通I/O接口外，还可用作串行通信口、中断口、定时/计数器及RD/WR。（3）I/O接口。图2-280C51存储器结构80C51在物理结构上有四个存储空间，即片内程序存储器、片内数据存储器、片外程序存储器和片外数据存储器；但存储器的地址分配分为如下三个地址空间（如图2-2所示）：3)存储器结

6、构（1）ROM地址空间（包括片内ROM和片外ROM），地址范围为0000H~FFFFH。（2）片内RAM地址空间，地址范围为00H~FFH。（3）片外RAM地址空间，地址范围为0000H~FFFFH。单片机在开机时都需要复位，以使CPU和其他系统部件都处于一个确定的初始状态。MCS-51的RST引脚就是复位信号输入端，高电平时有效。4)系统时钟与复位电路上电时复位电路通过电容将一个高电平复位信号加到RST端，高电平持续时间由RC参数决定图2-380C51的复位电路(a)上电复位；(b)按键复位80C51的时钟系统是一个内含振荡电路、外接谐振器、可关断控制

7、的时钟系统，其系统时钟产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式利用芯片内部的振荡器，用户只需在引脚XTAL1和XTAL2两端跨接晶体振荡器，如图2-4所示，电容通常选用30pF，频率范围可在1.2~12MHz之间选择。80C51的时钟系统图2-4内部时钟方式外部时钟方式是利用外部振荡脉冲接入XTAL1或XTAL2，时钟信号的输入连接如图2-5所示。其中图2-5(a)是8051（HMOS型）的接入方法，图2-5(b)是80C51（CMOS型）的接入方法。图2-5外部时钟方式5）并行总线的构成并行总线用于扩展外部程序存储器、外部数据存储器和外