单片机原理及其应用期末考试.必考重点资料库重点资料库分析情况分析总结.doc

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1、\单片机概述：单片机是微单片微型计算机的简称，微型计算机的一种。它把中央处理器（CPU）,随机存储器（RAM），只读存储器（ROM）,定时器计数器以及IO接口，串并通信等接口电路的功能集成与一块电路芯片的微型计算机。字长：在计算机中有一组二进制编码表示一个信息，这组编码称为计算机的字，组成字的位数称为“字长”，字长标志着精度，MCS-51是8位的微型计算机。89c51是8位（字长）单片机（51系列为8位）单片机硬件系统仍然依照体系结构：包括CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程

2、序存储器）、输入设备和输出设备、内部总线等。由于一块尺寸有限的电路芯片实现多种功能，所以制作上要求单片机的高性能，结构简单，工作可靠稳定。单片机软件系统包括监控程序，中断、控制、初始化等用户程序。一般编程语言有汇编语言和C语言，都是通过编译以后得到机器语言（二进制代码）。1.1单片机的半导体工艺一种是HMOS工艺，高密度短沟道MOS工艺具有高速度、高密度的特点；另一种是CHMOS工艺，互补金属氧化物的HMOS工艺，它兼有HMOS工艺的特点还具有CMOS的低功耗的特点。例如：8051的功耗是630mW,8

3、0C51的功耗只有110mW左右。1.2开发步5骤：1.设计单片机系统的电路2.利用软件开发工具（如：Keilc51）编辑程序，通过编译得到.hex的机器语言。3.利用单片机仿真系统（例如：Protus）对单片机最小系统以及设计的外围电路，进行模拟的硬软件联合调试。4.借助单片机开发工具软件（如：STC_ISP下载软件）读写设备将仿真中调试好的.hex程序拷到单片机的程序存储器里面。5.根据设计实物搭建单片机系统。2.1MCS-51单片机的组成：(有两个定时器)CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储

4、器)、ROM(程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内部总线和中断系统等。工作过程框图如下：运算器组成：8位算术逻辑运算单元ALU（ArithmeticLogicUnit）、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\控制器组成：程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、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

5、地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在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。2.2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）程序存储器一般将只读存储器（ROM）用做程序存储器。可寻址空间为64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无ROM型（如8031）和内部有ROM型（如8051）两种，连接时引脚有区别。程序存储器结构如图所

6、示：（2）数据存储器一般将随机存储器（RAM）用做数据存储器。可寻址空间为64KB。MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。片外RAM：最大范围：0000H～FFFFH，64KB；用指令MOVX访问。片内RAM：最大范围：00H～FFH，256B；用指令MOV访问。又分为两部分：低128B（00～7FH）为真正的RAM区，高128B（80～FFH）为特殊功能寄存器（SFR）区。如图所示。2.3定时器/计数器（TL0,TH0,TL1和TH1）MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1

7、，它们由4个8位寄存器（TL0,TH0,TL1和TH1）组成，2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这4个寄存器进行寻址，但不能把T0和T1当做16位寄存器来使用。8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器，均为二进制加1计数器，分别命名为T0和T1。T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器模式下，T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经12分频后提供。在计数器模式下，T0和T1的计数脉冲可以从P3.4和P3.5引脚上输入。对T0和T1的控制由定时器方式选择寄存器TMOD和定

8、时器控制寄存器TCON完成2.4中断系统中断：指CPU暂停原程序执行，转而为外部设备服务（执行中断服务程序），并在服务完后返回到原程序执行的过程。中断系统：指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路。中断源：指能产生中断请求信号的源泉。8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断请求\，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从P3.2,P3.3（即和）引脚上输入，有电平或边沿两种触发方式；内部中断源有3个，2个定时器/计数