最新单片机硬件基础知识PPT课件.ppt
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1、2MCS-51系列单片机配置一览表系列片内存储器(字节)定时器计数器并行I/O串行I/O中断源片内ROM片内RAM无有ROM有EPROMIntelMCS-51子系列803180C31805180C51(4K字节)875187C51(4K字节)128字节2x164x8位15IntelMCS-52子系列803280C32805280C52(8K字节)875287C52(8K字节)256字节3x164x8位16注意:今后将会经常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU!ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)(20条引脚DIP封装)1282
2、151589C51(4K)/ 89C52(8K)(40条引脚DIP封装)128/2562/33215/69单片机的引脚(晶振端)lVccVcc, GND: , GND: 正电源端与接地端(正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压,不同不同的单片机可以允许不同的工作电压,不同的单片机表现出的功耗也不同。的单片机表现出的功耗也不同。XTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端10单片机的引脚(晶振端)lVccVcc, GND:, GND:正电源端与接地端正电源端与接地端
3、 (+5V/3.3V/2.7V)(+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端151545pf45pfx2x21 112MHz12MHz(MCS-51MCS-51) 0 024MHz24MHz(Atmel-89CAtmel-89C)XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2通常外接通常外接一个晶体一个晶体两个电容两个电容(1 1)内部时钟方式)内部时钟方式11常见无源晶振外形和种类常见无源晶振外形和种类12单片机的引脚(晶振端)lVccVcc, GND:, GND:正电源端与接地端正电源端与接地端 (+5
4、V/3.3V/2.7V)(+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端1 112MHz12MHz(MCS-51MCS-51) 0 024MHz24MHz(Atmel-89CAtmel-89C)可以根据情况由可以根据情况由 XTAL1XTAL1或或XTAL2XTAL2端接入外部时端接入外部时钟,当一个引脚接时钟钟,当一个引脚接时钟时,另一个引脚此时应时,另一个引脚此时应将接地或悬空:将接地或悬空:XTAL2/XTAL1XTAL2/XTAL1XTAL1/XTAL2XTAL1/XTAL2外部时钟外部时钟(2
5、2)外部时钟方式)外部时钟方式13单片机的引脚(晶振端)lVccVcc, GND:, GND:正电源端与接地端正电源端与接地端 (+5V/3.3V/2.7V)(+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入片内振荡电路输入/ /输出端输出端HMOSHMOS(高密度沟道高密度沟道MOSMOS)芯片芯片XTAL2XTAL2端接外部时钟,端接外部时钟,XTAL1XTAL1接接地,如:地,如:80518051。XTAL1XTAL1XTAL2XTAL2外部时钟外部时钟(2 2)外部时钟方式)外部时钟方式CHMOSCHMOS(互补金属氧化物互补金属氧
6、化物HMOS HMOS )芯片芯片XTAL1XTAL1端接外部时钟,端接外部时钟,XTAL2XTAL2悬空悬空,如:,如:89C5189C51。XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1外部时钟外部时钟14常见有源晶振外形常见有源晶振外形15单片机的引脚(晶振端)lVccVcc, GND:, GND:正电源端与接地端(正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端CPUCPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作:总是按照一定的时钟节拍与时序工作:振荡周期振荡周期/ /
7、时钟周期:时钟周期: TcTc= =晶振频率晶振频率foscfosc(或外加频率)的倒数(或外加频率)的倒数状态周期:状态周期:TsTs= =2 2个时钟周期个时钟周期( (TcTc) )(很少用到此概念)(很少用到此概念)机器周期:机器周期:TmTm= =6 6个状态周期个状态周期( (TsTs)=)=1212个振荡周期个振荡周期( (TcTc) )指令周期指令周期: : Ti:Ti:执行一条指令所需的机器周期执行一条指令所需的机器周期( (TmTm) )数数牢牢记住牢牢记住:振荡周期振荡周期 = = 晶振频率晶振频率foscfosc的倒数;的倒数; 1 1个机器周期个机器周期 = 12=
8、12个振荡周期;个振荡周期; 1 1个指令周期个指令周期 = 1= 1、2 2、4 4个机器周期个机器周期16单片机的引脚(复位端)lVccVcc, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lRESET: RESET: 复位端(正脉冲有效,宽度复位端(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)17复位使单片机进入某种确定的复位使单片机进入某种确定的初始状态初始状态: PC PC值归零(值归零(0000H0000H);); 各个各个SFRSF
9、R被赋予初始值(见被赋予初始值(见P.42P.42):): P0P0P3 = 0FFHP3 = 0FFH,Acc = 0Acc = 0,B = 0B = 0,TH0=0TH0=0,TL0=0TL0=0,TH1=0TH1=0,TL0=0TL0=0,SP=7SP=7,PSW=0 PSW=0 退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环,程序进程、退出程序的死循环,从头开始从头开始。单片机的引脚(复位端)lVccVcc, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTA
10、L2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lRESET: RESET: 复位端(正脉冲有效,宽度复位端(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)18PC与SFR复位状态表寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HA00HT2CON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUFXXHIE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H19单片机的引脚(复位端)A.上电复位上电复位B.手动手动&上电复位上电复位lVccVcc
11、, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lRESET: RESET: 复位端复位端 (正脉冲有效,宽度(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)+5V10uF10KVccRSTGND10uF10KVccRSTGND1K+5V20单片机的引脚(复位端)C.同步复位电路同步复位电路lVccVcc, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, X
12、TAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lRESET: RESET: 复位端复位端 (正脉冲有效,宽度(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)22uF200KVccRSTGND74HC14+5V接低电平复位芯片接低电平复位芯片21D.专用复位芯片专用复位芯片l应用于可靠性要求较高应用于可靠性要求较高的嵌入式系统中。的嵌入式系统中。22单片机的引脚(EA端)lVccVcc, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lR
13、ESET: RESET: 复位端复位端 (正脉冲有效,宽度(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)lEA/EA/VppVpp: : 寻址外部寻址外部ROMROM控制端控制端/ /编程电源输入端。编程电源输入端。 低有效低有效,片内,片内无无ROMROM时时必须必须接地接地; 片内片内有有ROMROM时时应当应当接高电平接高电平; 对片内对片内ROMROM编程时编程正电源加到此端。编程时编程正电源加到此端。23单片机的引脚(ALE端)lVccVcc, GND: , GND: 电源端电源端 (+5V/3.3V/2.7V)+5V/3.3V/2.7V)lXTAL1, XTAL2: XTAL1, XTAL
14、2: 片内振荡电路输入、输出端片内振荡电路输入、输出端lRESET: RESET: 复位端复位端 (正脉冲有效,宽度(正脉冲有效,宽度 8 ms8 ms)lEA/EA/VppVpp: : 寻址外部寻址外部ROMROM控制端控制端/ /编程电源输入端。编程电源输入端。lALE/PROG: ALE/PROG: 地址锁存允许地址锁存允许/ /编程脉冲输入端。编程脉冲输入端。 P0P0口寻址外部低口寻址外部低8 8位地址位地址时时接外部锁存器接外部锁存器 G G端;端; ALEALE端端平时会输出周期正脉冲平时会输出周期正脉冲:f f fosc/6fosc/6 ; 对片内对片内ROMROM编程时编程脉
15、冲由此端加入。编程时编程脉冲由此端加入。 24单片机的引脚(PSEN端)lPSENPSEN:寻址外部程序存储器时选通外部寻址外部程序存储器时选通外部EPROMEPROM的的 读控制端读控制端(OEOE)低有效。低有效。25单片机单片机锁存器锁存器74LS373P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM单片机的引脚(PSEN端)lPSENPSEN:寻址外部程序存储器时选通外部寻址外部程序存储器时选通外部EPROMEPROM的的 读控制端读控制端(OEOE)低有效。低有效。26单片机的I/O引脚结构众多功能各异的I/O引脚
16、源于它结构的不同27单片机的引脚(P1口)lP1.0P1.7: P1.0P1.7: 准双向准双向I/OI/O口口(内置内置了上拉电阻)了上拉电阻) 输出时一切照常,输出时一切照常,仅在作仅在作输入口输入口用时要先对其用时要先对其 写写“1 1”。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线Vcc引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻2821DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线Vcc引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻输输出出数据数据 = 1 时时110截截止止=1单片机的引脚(P1口)lP1.0P1.7: P1.0P1.
17、7: 准双向准双向I/OI/O口口(内置内置了上拉电阻)了上拉电阻) 输出时一切照常,输出时一切照常,仅在作仅在作输入口输入口用时要先对其用时要先对其 写写“1 1”。2921DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线Vcc引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻输输出出数据数据 = 0 时时001=0导导通通单片机的引脚(P1口)lP1.0P1.7: P1.0P1.7: 准双向准双向I/OI/O口(口(内置内置了上拉电阻了上拉电阻) 输出时一切照常,输出时一切照常,仅在作仅在作输入口输入口用时要先对其用时要先对其 写写“1 1”。3021DQCK/Q读引脚读引脚
18、 =1读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线Vcc引脚引脚P1.X内部上拉电阻内部上拉电阻输输入入数据时,要先对其写数据时,要先对其写“1”110截截止止单片机的引脚(P1口)lP1.0P1.7: P1.0P1.7: 准双向准双向I/OI/O口(口(内置内置了上拉电阻了上拉电阻) 输出时一切照常,输出时一切照常,仅在作仅在作输入口输入口用时要先对其用时要先对其 写写“1 1”。31简单测控实例原理图32P1.3作输入端口光路通畅,光路通畅,R亮亮 2K 光路阻断,光路阻断,R暗暗 400K 33JOB3: CLR P1.1 ;亮绿灯REDO: SETB P1.3 ;P1.3作输入口必
19、先置1CHECK:JNB P1.3,CHECK ;检测通道是否被阻断?LOOP: ;有入侵者,报警!AJMP REDO ;再跳回去检测任务:红外防盗报警P1.3口用于输入状态检测的语句: 红外线光路通畅时,P1.3端低电平红外线光路阻断时,P1.3端高电平34单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7: 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器时寻址外部程序存储器时分时分时作为作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口复用口;不接外部程序存储器不接外部程序存储器时可时可作为作为8 8位位准双向准双向I/
20、OI/O口口使用。使用。21DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制引脚引脚P0.X34Vcc3521DQCK/Q读引脚读引脚 =1读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制引脚引脚P0.X34控制控制=0 时时,此脚作,此脚作输入口输入口(事先必须对它写(事先必须对它写“1”)00100截截止止截截止止=0Vcc单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7: 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器寻址外部程序存储器时分时作为时分时作为双向双
21、向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口;不接外部程序存储器复用口;不接外部程序存储器时可作为时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。3621DQCK/Q读引脚读引脚读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制引脚引脚P0.X34控制控制=0 时时,此脚作,此脚作输出口输出口(输出引脚必须加上拉电阻)(输出引脚必须加上拉电阻)00100截截止止截截止止=0Vcc单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7: 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器寻址外部程序存储
22、器时分时作为时分时作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口;不接外部程序存储器复用口;不接外部程序存储器时可作为时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。3721DQCK/Q读引脚读引脚 =0读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制=1引脚引脚P0.X34控制控制=1时,此脚作地址时,此脚作地址/数据数据复用口复用口:(1)输出地址输出地址/数据数据 =0 时时1011=0导导通通截截止止=0Vcc单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7: 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应
23、管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为寻址外部程序存储器时分时作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口;不接外部程序存储器复用口;不接外部程序存储器时可作为时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。3821DQCK/Q读引脚读引脚 =0读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制=1引脚引脚P0.X34控制控制=1时,此脚作地址时,此脚作地址/数据数据复用口复用口:(2)输出地址输出地址/数据数据 =1 时时1100=1截截止止导导通通=1Vcc单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7:
24、 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为寻址外部程序存储器时分时作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口;不接外部程序存储器复用口;不接外部程序存储器时可作为时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。3921DQCK/Q读引脚读引脚 =1读锁存器读锁存器写锁写锁存器存器内部内部总线总线地址地址/数据数据 控制控制=1引脚引脚P0.X34控制控制=1时,此脚作地址时,此脚作地址/数据数据复用口复用口: (3)输入数据时,输入指令将使引脚与内部总线直通输入数据时,输入指令将使引脚与内部总线直通V
25、cc单片机的引脚(P0口)lP0.0P0.7: P0.0P0.7: 双向双向I/O I/O (内置内置场效应管场效应管上拉)上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为寻址外部程序存储器时分时作为双向双向8 8位数据口位数据口和和输出低输出低8 8位地址位地址复用口;不接外部程序存储器复用口;不接外部程序存储器时可作为时可作为8 8位位准双向准双向I/OI/O口口使用。使用。40单片机的引脚(P2口)lP2.0P2.7: P2.0P2.7: 双向双向I/O I/O (内置了上拉电阻)内置了上拉电阻) 寻址外部程序存储器时寻址外部程序存储器时输出高输出高8 8位地址位地址;不接外不接外部程序存储器时可部
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