单片机原理、应用与Proteus仿真 教学课件 作者 兰建军 第1章 单片机技术基础.ppt

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1、本课程主要以Intel公司的8051单片机为例介绍单片机的基本组成结构，指令系统，硬件扩展和软件编程；充分利用多媒体技术和EDA技术动态演示单片机系统开发和程序设计的基本方法和技巧；在掌握单片机基本原理基础上，重点培养实际动手实践、自主设计调试系统能力。重在实践1.1单片机概述单片机是微型计算机发展的一个重要分支，其主要目的是面向各种场合的嵌入式应用。目前，单片机以其独特的优势在各种场合得到广泛的应用。1、单片机定义单片机就是在一个半导体芯片上集成了中央处理器、I/O接口、存储器等计算机的主要功能部件，具备计算机通用的属性。单个芯片就相当于一台微型计算机，称之为单片

2、微型计算机，简称单片机。SCM-SingleChipMicrocomputer也称为微控制器：MCU-MicroControllerUnit亦称为嵌入式控制器：EMCU-EmbeddedMicroControllerUnit2、单片机特点和应用性价比高集成度高控制能力强低功耗工业自动化领域智能仪器仪表领域消费类电子产品领域通信领域3、单片机技术的发展第一阶段（1976-1978）该阶段是低性能的8位单片机发展阶段，以Intel公司的MCS-48系列单片机为典型代表，这一阶段的单片机主要以8位单片机为主。第二阶段（1978-1982）该阶段是高性能8位单片机发展阶段，

3、以Intel公司的MCS-51系列单片机为典型代表，完善了外部总线，改善了内部结构，以满足不同的应用需求。第三阶段（1982-1990）该阶段是16位单片机的发展阶段，以Intel公司的MCS-96系列单片机为典型代表，在51系列单片机基础上，内部集成了模拟/数字（A/D）转换器和高速输入/出（HIS/HSO）接口。第四阶段（1990-现在）该阶段是单片机全面发展阶段，无论是8单片机还是16位单片机都得到了长足的发展。随着单片机在各个领域应用的不断深入，由16位单片机已经发展到32位单片机，特别是今年来已经有多核的单片机被推出。5、MCS-51单片机系列MCS-51

4、系列单片机按资源的配置情况可分为51和52子系列，51子系列是基本型，52子系列属增强型。1.2单片机内部结构（1）CPU（微处理器）（2）存储器片内为128个字节RAM;4K字节ROM；（3）I/O接口4个并行口P0、P1、P2、P3；（4）中断系统5个中断源、2级中断优先级（5）定时器/计数器2个16位定时/计数器T0、T1（6）时钟振荡电路1、CPU(运算器、控制器)（1）运算器---进行算术、逻辑运算和位操作;算术逻辑运算单元ALU累加器A各种算术运算和大多数的逻辑运算都在A中进行程序状态字寄存器PSW（2）控制器控制器是单片机的控制部件，主要负责指令的读取

5、、译码和执行。控制器能根据指令的执行情况产生相应的控制信号，协调单片机内各部件工作。程序计数器（PC-ProgramCounter）；指令寄存器（IR-InstructionRegister）；指令译码器（ID-InstructionDecoder）；时序控制电路。2、存储器（采用哈佛存储器结构）8051内部数据存储器结构图3、特殊功能寄存器寄存器B8位专为乘法和除法设计的寄存器，不进行乘除法运算时，该寄存器也可作为他用。乘法运算时，运算前存放乘数，运算后存放乘积高8位；除法运算时，运算前存放除数，运算后存放余数。堆栈指针SP8位存放堆栈栈顶的地址，即SP永远指向栈

6、顶。数据指针DPTR16位访问程序存储器、外部RAM和I/O端口时，用于提供16位的地址。1.38051引脚及其功能电源与时钟引脚控制引脚I/O接口引脚1、电源时钟引脚电源引脚VCC（40脚），该引脚接+5V电源。VSS（20脚），该引脚接电源地。时钟引脚XTAL1（19脚）内部振荡方式接晶振的一端；外部时钟信号时，该引脚接地。XTAL2（18脚），内部振荡方式接晶振的一端；外部时钟信号时，该引脚接外部输入的时钟信号。2、控制引脚RST/VPD(9脚)：复位与备用电源ALE/PROG*（30脚）：ALE为地址锁存允许，为编程脉冲输入端。PSEN*（29脚）：外部程序

7、存储器的读选通信号EA*/VPP（31脚）：内外程序存储器选择控制端或编程电压输入端3、I/O接口引脚P0.0~P0.7（39~32脚）：构成8位双向三态的P0口，用于构建数据总线和低8位的地址总线，总线分时复用，可驱动8个LS型TTL负载。P1.0~P1.7（1~8脚）：构成8位准双向的P1口，可驱动4个LS型TTL负载。P2.0~P2.7（21~28脚）：构成8位准双向的P2口，用于构建高8位地址总线，可驱动4个LS型TTL负载。P3.0~P3.7（10~17脚）：构成了8位准双向的P3口，还可以构建第二复用功能，可以驱动4个LS型TTL负载。1.4并行口内