单片机原理及应用教案

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1、单片机原理及应用教案机电工程学院电气工程系第一章绪论第一节单片机单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。第二节单片机的历史与现状第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总

2、线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。第三节单

3、片机的应用领域一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章硬件结构第一节MCS-51单片机及其演变特点（1）一个8位微处理器CPU。（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）内部程序存储器ROM。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7）中断控制系统。（8）内部时钟电路。第二节80C51

4、单片机的基本结构T0T1时钟电路ROMRAM定时/计数器CPU并行接口串行接口中断系统P0P1P2P3TXDRXDINT0INT11)中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。MCS-51的CPU能处理8位二进制数或代码。2)内部数据存储器（内部RAM）8051芯片中共有256个RAM单元，但其中后128单元被专用寄存器占用，能作为寄存器供用户使用的只是前128单元，用于存放可读写的数据。因此通常所说的内部数据存储器就是指前128单元，简称内部RAM。3)内部程序存储器（内部ROM）8051共有4KB掩

5、膜ROM，用于存放程序、原始数据或表格，因此，称之为程序存储器，简称内部ROM。4)定时/计数器8051共有两个16位的定时/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。5)并行I/O口MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现数据的并行输入/输出。在实训中我们已经使用了P1口，通过P1口连接8个发光二极管。第三节80C51单片机的引脚功能MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚排列请参见图P0.0～P0.7：P0口8位双向口线。140P1.0VCCP1.0～P

6、1.7：P1口8位双向口线。239P1.1P0.0P2.0～P2.7：P2口8位双向口线。3P1.2P0.138437P3.0～P3.7：P3口8位双向口线。P1.3P0.2536P1.4P0.3ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于635P1.5P0.4控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地7P1.6P0.534833址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频P1.7P0.6932RST/VPDP0.7率输出的正脉冲，因此,可作为外部时钟或外部定时脉冲使1031RXDP3.0EA/VPP用

7、。11TXDP3.1ALE/PROG301229PSEN：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROMINT0P3.2PSEN1328INT1P3.3P2.7时，PSEN有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操1427T0P3.4P2.61580318051875126作。T1P3.5P2.51625EA：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对WRP3.6P2.41724RDP3.7P2.3ROM的读操作限定在外部程序存储器；当信号为高电平1823XTAL2P2.2时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延19XTA

8、L1P2.1222021至外部程序存储器。VSSP2.0RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟