51单片机学习01(概述).ppt

《51单片机学习01(概述).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《51单片机学习01(概述).ppt（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第第1 1章章 单片机概述单片机概述 已广泛应用在：已广泛应用在：（2020世纪世纪7070年代问世）年代问世）工业自动化、自动检测与控制、智能仪器仪表、机电一工业自动化、自动检测与控制、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子、家用电器、体化设备、汽车电子、家用电器、消费电子产品消费电子产品消费电子产品消费电子产品等各个方面。等各个方面。1.1 1.1 什么是单片机什么是单片机?在半导体硅片上集成了在半导体硅片上集成了微处理器微处理器(MPU)(MPU)，存储器，存储器(RAM(RAM、ROM)ROM)和各种输入、输出接口，和各种输入、输出接口，称为称为单片微型计算机单片微型计算机。它具有一台

2、它具有一台计算机计算机的属性。也称为：的属性。也称为：微控制器微控制器 MCU(MCU(MicroControllerMicroController Unit)Unit)嵌入式控制器嵌入式控制器 EMCUEMCU（Embedded Embedded MicroControllerMicroController Unit Unit）。）。在我国，习惯使用在我国，习惯使用“单片机单片机”这一名称。这一名称。PIC单片机单片机PeripheralInterfaceController“外设接口控制器外设接口控制器”P.1P.1 单片机主要应用于单片机主要应用于测测试和试和控控制领域制领域 按用途可分

3、为按用途可分为通用型通用型和和专用型专用型两大类：两大类：（1 1）通用型）通用型 可开发的内部资源：可开发的内部资源：RAMRAM、ROMROM、I/OI/O等功能部件，全部等功能部件，全部提供给用户提供给用户,根据需要，设计一个根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核以通用单片机芯片为核心心的测控系统。的测控系统。（2 2）专用型）专用型 专门针对某些产品的专门针对某些产品的特定用途特定用途而制作的单片机，而制作的单片机，针对针对性强性强且且数量巨大数量巨大。对对系统结构的系统结构的最简化最简化、可靠性可靠性和和成本最佳化成本最佳化等方面都等方面都作了全面的考虑。作了全面的考虑。“专用专用”

4、单片机具有十分单片机具有十分明显的综合优势。明显的综合优势。无论无论“专用专用”单片机在用途上有多么单片机在用途上有多么“专专”，其基本，其基本结和工作原理都是以通用单片机为基础。结和工作原理都是以通用单片机为基础。P.1P.1微型计算机的微型计算机的结构结构内内存存储储器器I/OI/O接接口口输输入入设设备备I/OI/O接接口口地址总线地址总线 ABAB输输出出设设备备微微处处理理器器CPU数据总线数据总线 DBDB控制总线控制总线 CBCBI/OI/O接接口口微机结构特点：微机结构特点：以以微处理器微处理器为核心（为核心（CPU）CPU与其他部件间通过与其他部件间通过三总线三总线连接连接A

5、B:AddressBusDB:DataBusCB:ControlBus单片机的引脚是面向用户的。单片机的引脚是面向用户的。除电源、复位、时钟端外基本都是除电源、复位、时钟端外基本都是I/OI/O端，多数引脚为多功能复用。端，多数引脚为多功能复用。/AD0/AD1/AD2/AD3/AD4/AD5/AD6/AD7/A8/A9/A10/A11/A12/A13/A14/A15 引脚功能定义引脚功能定义PICPIC单片机单片机 PICPeripheralInterfaceController （外设接口控制器（外设接口控制器)MicrochipTechnologyIncorporated（美国微芯科技公

6、司）（美国微芯科技公司）PIC16F84A PIC16F84A单片机单片机PIC 8PIC 8位闪存单片机位闪存单片机 PIC10F220:PIC10F220:采用采用6 6引脚引脚SOT-23SOT-23封装。封装。精确的精确的8MHz8MHz内置振荡器内置振荡器,有有3333条指令及两级堆栈条指令及两级堆栈;1.125ms 1.125ms器件复位定时器器件复位定时器(DRT);(DRT);可存可存256256条指令条指令(x12(x12位位)的程存的程存;16 1623Byte23Byte数据数据RAMRAM存储器存储器;4 4个个I/OI/O端的拉端的拉/灌电流为灌电流为25mA;25m

7、A;一个一个8 8位模数转换器位模数转换器,休眠电流休眠电流100nA,100nA,工作电压工作电压2 25.5V;5.5V;8 8位定时器和看门狗定时器位定时器和看门狗定时器;纯粹单片纯粹单片例例8-38-3 采用采用译码器法译码器法扩展扩展2 2片片8 8KB EPROMKB EPROM，2 2片片8 8KB RAMKB RAM。EPROMEPROM选选用用27642764，RAMRAM选用选用62646264。共扩展。共扩展4 4片芯片。扩展接口电路见片芯片。扩展接口电路见图图8-28-21 1。图图8-218-21A15A14A13A12A11A10A9A8A7.A0D0D7P3.6/

8、P3.6/P3.7/P3.7/MCS-51MCS-51总线扩展例总线扩展例存储空间分布图存储空间分布图 片内片内4KB4KB，可片外扩展至，可片外扩展至6464KBKB的程序存储器的程序存储器空间，地址为空间，地址为00000000H HFFFFHFFFFH128 B128 B的片内数据存储器的片内数据存储器空间，地址范围为空间，地址范围为0000H H7FH7FH 2121个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器(SFR),(SFR),在地址在地址80H80HFFHFFH之间之间分布着分布着2121个个SFRSFR可扩展的可扩展的64KB64KB的片外数据存储器的片外数据存储器空间，地址范围也为空间

9、，地址范围也为00000000H HFFFFHFFFFH。2.42.4 AT89C51 AT89C51单片机存储器的结构单片机存储器的结构Flash Flash 存储器存储器片内片内数据存储器数据存储器片内片内程序存储器程序存储器片外片外程序存储器程序存储器片外片外数据存储器数据存储器2121个个SFRSFR单元单元128128个个RAMRAM单元单元MCS-51MCS-51存储结构存储结构3.4.1 3.4.1 数据传送类指令数据传送类指令 使用最频繁的一类指令使用最频繁的一类指令 通用格式：通用格式：MOV MOV ，属属“复制复制”，而，而不是不是“搬家搬家”；MCS-51MCS-51指

10、令系统指令系统 汇编语言程序的格式每一语句占一行填写一条指令。每行分每一语句占一行填写一条指令。每行分6或或4段，分别为段，分别为:地址地址 机器码机器码 标号标号 操作码操作码 操作数操作数 ；注释；注释ORG1000H;汇编起始汇编起始10007400ADDR:MOVA,00H;累加器清零累加器清零1002F541MOV41H,A;41H、42H单元单元清零清零1004F542MOV42H,A10067A0AMOVR2,0AH;设定累加次数设定累加次数10087930MOVR1,30H;设定数据首地址设定数据首地址100AE7LOOP：MOVA,R1;取数取数100B2541ADDA,41

11、H;累加到累加到41H100D5002JNCNEXT;是否有进位是否有进位100F0542INC42H;有进位有进位42H加加11011F541NEXT:MOV41H,A;将和存入将和存入41H101309INCR1;R1指向下一个数指向下一个数1014DAF4DJNZR2,LOOP;未完继续循环未完继续循环1016021016LJMP$;自循环自循环END;汇编结束汇编结束标号：代表该标号：代表该行指令所在的行指令所在的地址，结尾应地址，结尾应加一冒号加一冒号操作码：操作码：助记符或助记符或伪指令的伪指令的符号。符号。操作数：操作所需操作数：操作所需要的数据或数据的要的数据或数据的存储位置来

12、源存储位置来源注释：对语句注释：对语句的说明，增强的说明，增强程序可读性程序可读性返回本章首页汇编语言程序汇编语言程序机器语言程序机器语言程序实验板AT89S51单片单板机实验板基本功能测试程序：实验板基本功能测试程序：TEST2011.asmTEST2011.asm实验板原理图（主）实验板原理图（主）实验板原理图（实验板原理图（I/OI/O接口）接口）实验考实验考核核KeilKeil uVision2 uVision2 开发工具开发工具 KeilKeiluVision2uVision2是美国是美国KeilKeilSoftwareSoftware公司出品的公司出品的5151系列兼容系列兼容单片

13、机单片机C C语言软件开发系统，使用接近于传统语言软件开发系统，使用接近于传统C C语言的语法来开语言的语法来开发，同样可以使用发，同样可以使用汇编语言汇编语言进行调试及模拟运行。进行调试及模拟运行。2教材教材张毅刚主编张毅刚主编，微机原理及接口技术微机原理及接口技术，人民邮电出版社人民邮电出版社，2008.11课时与考核课时与考核课时：课时：6464 （其中实验（其中实验1414课时）课时）考核：课终（期末）考试占考核：课终（期末）考试占70%70%平时学习、作业、测验、实验及平时学习、作业、测验、实验及实验考核实验考核占占30%30%学习方法学习方法课堂课堂：准时到堂、专注听课、勤做准时到

14、堂、专注听课、勤做笔记笔记、积极互动、大胆提问、积极互动、大胆提问课外：课外：广泛阅读、扎实温习、认真练习、多做实践、讨论请教广泛阅读、扎实温习、认真练习、多做实践、讨论请教课程设计课程设计二周，设计调试，撰写设计说明书，二周，设计调试，撰写设计说明书，答辩答辩1.2 1.2 单片机的发展历史单片机的发展历史 根据基本操作处理的位数分为：根据基本操作处理的位数分为：8 8位、位、1616位、位、3232位位单片机。单片机。四个阶段四个阶段:第一阶段第一阶段(1974(1974年年19761976年年)：单片机单片机初级阶段。初级阶段。功能简单。功能简单。第二阶段（第二阶段（19761976年年

15、19781978年）年）：低性能低性能单片机阶段。以单片机阶段。以Intel Intel 公司制造的公司制造的MCS-48MCS-48单片机为代表。单片机为代表。第三阶段第三阶段(1978(1978年现在年现在)：高性能高性能单片机阶段。单片机阶段。IntelIntel公司的公司的 MCS-51MCS-51系列、系列、MortorolaMortorola公司的公司的68016801系列系列等。等。第四阶段第四阶段(1982(1982年现在年现在)：8 8位单片机巩固发展及位单片机巩固发展及1616位位单片单片 机、机、3232位位单片机推出阶段。单片机推出阶段。近年，不少新型单片机涌现，形成单

16、片机产品丰富多彩的局面近年，不少新型单片机涌现，形成单片机产品丰富多彩的局面.P.2P.2 1.3 1.3 单片机的发展趋势单片机的发展趋势1.1.CPUCPU的改进的改进（1 1）采用双）采用双CPUCPU结构，提高处理能力结构，提高处理能力（2 2）增加数据总线宽度，内部采用）增加数据总线宽度，内部采用1616位数据总线。位数据总线。2 2存储器的发展存储器的发展（1 1）加大存储容量）加大存储容量,存储器容量可达存储器容量可达128KB128KB。（2 2）片内片内EPROMEPROM采用采用E E2 2PROMPROM或或闪烁（闪烁（FlashFlash）存储器）存储器3 3片内片内I

17、/OI/O的改进的改进（1 1）增加并行口的驱动能力，能直接输出）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。大电流和高电压。直直接驱动接驱动LEDLED和和VFDVFD（荧光显示器）。（荧光显示器）。（2 2）设置）设置特殊的串行接口功能特殊的串行接口功能，可构成，可构成分布式、网络化分布式、网络化系统。系统。4 4低功耗化低功耗化 CMOS CMOS化，化，CHMOS CHMOS工艺。工艺。5 5外围电路内装化外围电路内装化 集成度不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内集成度不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内系统的单片化系统的单片化。P.2P.21.4 1.4 单片机的特点单片

18、机的特点单片机为什么能够获得大量的应用，原因？单片机为什么能够获得大量的应用，原因？（1 1）功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。）功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。（2 2）简单方便，易于普及）简单方便，易于普及（3 3）发展迅速，前景广阔。）发展迅速，前景广阔。（4 4）嵌入容易，用途广泛）嵌入容易，用途广泛 总之，单片机软硬件一体化、体积小，价格低，总之，单片机软硬件一体化、体积小，价格低，应用方便、稳定可靠，只要在单片机的外部适当增应用方便、稳定可靠，只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展接口电路，就可以灵活地构加一些必要的外围扩展接口电路，就可以灵活地构成各种应用系统。成各种应用

19、系统。P.3P.3 1.5 1.5 单片机的应用单片机的应用在下述领域广泛应用：在下述领域广泛应用：1.1.工业工业 2.2.仪器仪表仪器仪表 3 3消费类电子产品消费类电子产品 4.4.通信通信 5 5武器装备武器装备 6 6终端及外部设备控制终端及外部设备控制 7 7汽车电子设备汽车电子设备 8 8多机分布式系统多机分布式系统 P.4P.41.6 MCS-511.6 MCS-51系列与系列与AT89C5xAT89C5x系列单片机系列单片机1.6.1 MCS-511.6.1 MCS-51系列单片机系列单片机2020世纪世纪8080年代以来，单片机的发展非常迅速，世界上一些著名年代以来，单片机

20、的发展非常迅速，世界上一些著名厂商投放市场的产品就有厂商投放市场的产品就有几十个系列，数百个品种。几十个系列，数百个品种。其中有：其中有：IntelIntel公司公司的的MCS-48MCS-48、MCS-51 MCS-51 MotorolaMotorola公司公司的的68016801、68026802ZilogZilog公司公司的的Z8Z8系列系列 RockwellRockwell公司公司的的65016501、65026502等。等。PHILIPSPHILIPS公司公司 NECNEC公司公司日立公司日立公司 MicrochipMicrochip公司公司的的PICPIC系列系列单片机问世以来，在

21、单片机问世以来，在我国使用最多的还是我国使用最多的还是IntelIntel公司的及其兼公司的及其兼容单片机容单片机。MCS-51MCS-51单片机单片机是是最早进入我国的单片机主流产最早进入我国的单片机主流产品之一。品之一。P.5P.5IntelIntel公司生产的公司生产的MCS-51MCS-51系列单片机：系列单片机：（1 1）基本型）基本型 典型产品：典型产品：8031/8051/87518031/8051/8751（2 2）增强型）增强型 典型产品：典型产品：8032/8052/87528032/8052/8752 内部内部RAMRAM增到增到256256字节，字节，80528052、

22、87528752的内部程序存储器扩展的内部程序存储器扩展到到8KB8KB，1616位定时器位定时器/计数器增至计数器增至3 3个。个。（3 3）低功耗型）低功耗型 典型产品：典型产品：80C31/87C51/80C5180C31/87C51/80C51。采用。采用CMOSCMOS工艺，适于电池工艺，适于电池供电或其它要求低功耗的场合。供电或其它要求低功耗的场合。（4 4）专用型）专用型 8044/87448044/8744，用于总线分布式多机测控系统。美国，用于总线分布式多机测控系统。美国CypressCypress公司公司的的EZU SR-2100EZU SR-2100单片机单片机USBUS

23、B接口。接口。P.5P.5表表1-11-1列出了列出了MCS-51MCS-51系列单片机的内部硬件资源系列单片机的内部硬件资源 P.6P.61.6.2 AT89C5x1.6.2 AT89C5x系列单片机系列单片机2020世纪世纪8080年代中期以后，年代中期以后，IntelIntel公司已把公司已把精力集中在精力集中在CPUCPU芯片的芯片的开发、研制上，开发、研制上，并逐渐放弃了单片机芯片的生产。并逐渐放弃了单片机芯片的生产。但是但是以以MCS-51MCS-51为技术核心和主导的单片机已经成为许多厂家、为技术核心和主导的单片机已经成为许多厂家、电气公司竞相选用的对象电气公司竞相选用的对象，以

24、此为，以此为基核基核。以以专利专利或或技术交技术交换换的形式把的形式把80518051内核技术转让给各厂家内核技术转让给各厂家。如：如：AMTELAMTEL、PHILIPSPHILIPS、ANALOG DEVICESANALOG DEVICES、DALLASDALLAS公司。公司。这些厂家的这些厂家的兼容单片机兼容单片机，与，与80518051的系统结构（主要是指令系统）的系统结构（主要是指令系统）相同相同习惯把兼容机等习惯把兼容机等衍生产品衍生产品统称为统称为5151系列单片机系列单片机或或5151单片机单片机。P.6P.6世界单片机芯片生产厂商推出的与世界单片机芯片生产厂商推出的与8051

25、8051（80C5180C51）兼容的主要产）兼容的主要产品如品如表表1-21-2所示。所示。P.6P.6ATMELATMEL公司公司以以E E2 2PROMPROM技术与技术与IntelIntel公司的公司的80C5180C51内核的使用权进内核的使用权进行交换。行交换。该公司技术优势是其该公司技术优势是其闪烁（闪烁（FlashFlash）存储器技存储器技术，术，将将FlashFlash存储器与存储器与80C5180C51内核相结合，形成了内核相结合，形成了AT89C5xAT89C5x系列，系列，在在8 8位单片机应用中位单片机应用中占有相当大的市场份占有相当大的市场份额额。AT89C5xAT89C5x系列系列与与MCS-51MCS-51系列单片机在功能、引脚及指令系统系列单片机在功能、引脚及指令系统方面完全兼容。又增加了一些新的功能，如看门狗定时方面完全兼容。又增加了一些新的功能，如看门狗定时器器WDTWDT、ISPISP及及SPISPI串行接口等，是串行接口等，是取代取代MCS-51MCS-51系列单片系列单片机的主流芯片之一机的主流芯片之一。P.6P.6表表1-31-3为为ATMELATMEL公司生产的公司生产的AT89AT89系列单片机的系列单片机的主要产品的片主要产品的片内硬件资源内硬件资源。低电压型低电压型 -“LV”-“LV”P.7P.7