单片机系统综合设计与实践课件.ppt

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1、单片机应用技术内蒙古工业大学课程内容单片机原理与应用单片机应用系统(仪表)硬件电路原理及编程单片机应用系统示例任务书及要求第一章单片机概述单片机历史和发展单片机应用情况单片机开发1-1单片机的发展概况★单片机的概念单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。★单片机的发展历史和发展趋势4位单片机（1971-1974）低档8位单片机（1974-1978）高档8位单片机（1978-1982）16位单片机（1982-1990）新一代单片机（90年代以来）发展趋势:单片机

2、在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。1-2单片机的应用应用特点体积小：基本功能部件满足要求可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽功能强：实时响应速度；I/O直接操作使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料性能价格比高：电路板小；接插件少易产品化：研制周期短机电一体化：电脑缝纫机智能仪表：测量仪实时控制：汽车家电：（MOTOROLA）网络通信：通信协议集成其中计算机外设：键盘、打印机保健产品：按摩器多机应用应用：量大面广1-3单片机的开发和开发工具一、单片机应用系统开发条件单片机芯片开发工具资料手册二、单片机应用系统的开

3、发过程系统需求调查；可行性分析；系统方案设计；系统建造；系统调试；系统方案局部修改、再调试；生成正式产品。三、单片机应用系统设计的基本原则与方法二、一般设计方法①确定系统功能与性能②确定系统基本结构③硬件设计④软件设计1)任务确定2)软件结构设计一、设计原则：①可靠性高②性能价格比高③操作简便④设计周期短四、单片机应用系统的调试五、单片机开发系统1、通用型单片机开发系统2、软件模拟开发系统第二章MCS－51单片机的结构基本组成（内部资源）存储器的配置I/O口的应用功能时序及电路2-1MCS-51单片机的内部结构(8051)存储器I/O接口CPU说

4、明:中央处理机CPU(8位)存储器:片内数据存储器RAM(128个字节)片内程序存储器EPROM（4KB）I/O接口:4个8位并行口(P0、P1、P2、P3口）1个串行I/O接口。2个16位定时器/计数器。5个中断源二级优先权的中断系统MCS—51系列部分单片机配置一览表2-2中央处理器CPU中央处理器是单片机内部的核心部件,它决定了单片机的主要功能特性。它由运算部件和控制部件两大部分组成。一、运算器运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心,加上累加器A、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态寄存器PSW及专门用于位操作的布尔处理机组成的,它能实

5、现数据的算术逻辑运算,位变量处理和数据传送操作。用户关心算术逻辑单元ALU2.累加器ACC（Accumulator）3.寄存器B4.程序状态字PSW（ProgrameStateWord）P…OVRS0RS1F0ACCyD7D6D5D4D3D2D1D0PSW二、控制器控制部件是单片机的神经中枢,它包括定时和控制电路、指令寄存器、译码器以及信息传送控制等部件。CPU执行指令时,由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器,经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号,完成指令所指定的操作。MCS-51单片机的存储器结构为哈佛结构，既：程序存储器和数

6、据存储器分开寻址。从物理结构上可分为:片内、片外程序存储器片内、片外数据存储器4个部分仪表中的存储器资源：片内程序存储器和片内数据存储器。2-3存储器和特殊功能寄存器一、MCS—51单片机存储器分类及配置从寻址空间分布可分为:程序存储器内部数据存储器外部数据存储器3大部分从功能上可分为:程序存储器内部数据存储器特殊功能寄存器位地址空间外部数据存储器5大部分。重点重点二、程序存储器计算机的工作是按照事先编制好的程序命令一条条循序执行的,程序存储器就是用来存放这些已编好的程序和表格常数,它由只读存储器ROM或EPROM组成。程序运行的入口地址MCS—5

7、1单片机程序存储器中有复位和中断源共6个固定的入口地址,用户不能更改。MCS—51单片机复位、中断入口地址0000H单元开始取指令来执行程序。三、内部数据存储器MCS—51系列单片机的内部数据存储器由读写存储器RAM组成,用于存储数据。内部数据存储器RAM块共分为工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区3个部分。1、工作寄存器和RAM地址对照表2、位寻址区3、数据缓冲区●30H-7FH是数据缓冲区,也即用户RAM区,共80个单元。●用户RAM区又可分为数据区和堆栈区MCS—51单片机堆栈区不是固定的,且堆栈属向上生长型，为了避开工作寄存器区和位寻址区,一

8、般设在30H以后的范围内。堆栈区数据区30H7FH四、特殊功能寄存器SFRSFR又称为专用寄存器。它专用于控制、管理单片机