51系列单片机项目实践资源.ppt

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1、第1章单片机硬件系统基础1.1概述1.2单片机的基本结构1.3MCS-51单片机存储器结构1.1概述1．单片机的概念在同一芯片上不仅集成微处理器电路，而且还集成了大容量存储器、输入/输出控制等接口电路，这样的大规模和超大规模集成电路称为单片机计算机（简称单片机）或嵌入式计算机。2．单片机应用系统的组成把组成微型计算机的各种功能部件，包括CPU、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、基本输入/输出（I/O）接口电路、定时/计数器、中断系统等部分制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实

2、现微型计算机的基本功能。单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的应用系统。3．MCS-51单片机系列单片机的种类很多，其中MCS-51单片机结构典型、应用广泛。MCS-51系列单片机中有各种产品型号，可分为51系列和52系列。下表列出了几种型号的主要性能指标。1.2单片机的基本结构1.2.1MCS-51单片机的基本结构MCS-51单片机由CPU、内部数据存储器(RAM)、内部程序存储器(ROM)、定时/计数器、并行输入/输出(I/O)、串行口、

3、中断控制系统、时钟电路部分组成。内部结构如下图所示。1.2.2MCS-51单片机的信号引脚下图是MCS-51系列单片机的引脚图：1.I/O口信号引脚P0.0~P0.7：P0口，8位双向口；P0.1~P1.7：P1口，8位双向口；P2.0~P2.7：P2口，8位双向口；P3.0~P3.7：P3口，8位双向口；2.控制信号引脚ALE：地址锁存控制信号；PSEN:外部程序存储器的读选通信号。在读外部ROM时，PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读写操作。EA：访问程序存储器控制信号。当信号为低电平

4、时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当信号为高电平时，对ROM的操作时从内部程序存储器开始，并延至外部程序存储器。RST：复位信号。3.其他信号引脚XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。VSS：地线。VCC：+5V电源。4.P3口第二功能信号引脚P3.0（RXD）：（串行数据接收）；P3.1(TXD)：（串行数据发送）；P3.2(INTO）：（外部中断0申请）；P3.3(INT1）：（外部中断1申请）；P3.4(T0）：（定时/计数器0外部输入）；P3.5(T1）：（定时/计数器1外部输入）；

5、P3.6(WR)：（外部数据存储器写脉冲）；P3.7(RD)：（外部数据存储器读脉冲）；1.2.3时钟电路和复位电路1、时钟电路;下图是外部晶振的典型接法：下图是一般的外部时钟信号的连接图：振荡电路内部结构如下图所示：1）振荡周期（又称节拍，用P表示）：外接晶振的周期。2）时钟周期（又称状态，用S表示）：外部振荡脉冲经过二分频后的周期。一个状态包含两个节拍，前一个叫P，后一个叫P2。3）机器周期（T）：一个机器周期为6个状态，12个节拍（1T=6S=12P）。一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需要

6、的时间，规定一个机器周期的宽度为6个状态，并依次记为S1~S6，一个状态又包括2个节拍P1和P2，因此一个机器周期总共有12个节拍，记为S1P1，S1P2，…，S6P1，S6P2.振荡周期、时钟周期与机器周期的相互关系如下图所示：4）指令周期执行一条指令所需要的时间称为指令周期。2.复位电路单片机的复位电路如下图所示:1.3MCS-51单片机存储器结构计算机的存储空间一般分为存放程序和存放数据的两类空间，存储配置有两种典型结构：哈佛结构和普林斯顿机构。1）哈佛结构程序空间（ROM）和数据空间(RAM)

7、分为两个队列寻址。2）普林斯顿结构程序空间（ROM）和数据空间（RAM）同在一个空间队列寻址。单片机存储器结构:1.3.1MCS-51单片机内部数据存储器8051型单片机的内部RAM共有256个单元，分成两部分：低128单元（00H~7FH）和高128单元（80H~FFH），如下图所示。1、低128单元RAM存储区按其用途分为寄存器区、位寻址区和用户数据区3个区域，如下表所示。2、高128单元为特殊功能寄存器（SFR）区特殊功能寄存器如下表所示：1.3.3MCS-51单片机内部程序存储器MCS-51内

8、部程序存储器ROM用于存放编制好的程序和表格常数。在实际应用系统中，主程序的存放是从002BH单元开始的。（1）0000H-0002H系统复位后，PC=0000H，程序从0000H单元开始取指令执行。如果程序不从0000H单元开始执行，应在这3个单元放一条无条件转移指令LJMPXXXX，XXXX表示跳转的目标地址。（2）0003H-002AH0003H-002AH共40个单元，被分成5段，作为5个中断源的中断入口地址。（1）0003H~000AH外部中断