单片机学习教程例课件.ppt
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1、例题解析例题解析单元二单元二MCS-51单片机内部结构单片机内部结构2.1 2.1 任务一任务一 单灯受控闪烁单灯受控闪烁2.1.1 2.1.1 硬件电路与工作原理硬件电路与工作原理2.1.2 2.1.2 控制程序控制程序2.1.3 2.1.3 源程序编辑、编译、下载源程序编辑、编译、下载2.1.4 2.1.4 相关知识相关知识返回主目录例题解析例题解析2.1 2.1 单灯受控闪烁单灯受控闪烁学学学学习习习习目目目目标标标标:过过过过学学学学习习习习任任任任务务务务一一一一的的的的完完完完成成成成方方方方法法法法,熟熟熟熟悉悉悉悉mcs-51mcs-51单单单单片片片片机机机机的的的的内内内内
2、部部部部结结结结构构构构,掌掌掌掌握握握握mcs-51mcs-51单单单单片片片片机机机机各各各各组组组组成成成成部部部部分分分分的的的的功功功功能能能能和和和和特特特特点点点点。任任任任务务务务描描描描述述述述:单单单单片片片片机机机机上上上上电电电电工工工工作作作作时时时时,发发发发光光光光二二二二极极极极管管管管按按按按1HZ1HZ左左左左右右右右频频频频率率率率闪闪闪闪烁烁烁烁,按按按按键键键键S1S1后后后后在在在在原原原原状状状状态态态态基基基基础础础础上上上上停停停停止止止止5 5秒秒秒秒,再再再再按按按按原原原原频频频频率率率率闪闪闪闪动动动动。例题解析例题解析2.1.1 2.
3、1.1 硬件电路与工作原理硬件电路与工作原理1 1.硬件电路硬件电路硬件电路硬件电路例题解析例题解析2 2.工作原理工作原理工作原理工作原理从图上可以看出,当从图上可以看出,当从图上可以看出,当从图上可以看出,当P1.0P1.0P1.7P1.7中某个引脚输出低中某个引脚输出低中某个引脚输出低中某个引脚输出低电平时,则发光二极管上有电流流过,发光二极管发光,电平时,则发光二极管上有电流流过,发光二极管发光,电平时,则发光二极管上有电流流过,发光二极管发光,电平时,则发光二极管上有电流流过,发光二极管发光,否则,当对应引脚为高电平时,发光二极管上无电流流过,否则,当对应引脚为高电平时,发光二极管上
4、无电流流过,否则,当对应引脚为高电平时,发光二极管上无电流流过,否则,当对应引脚为高电平时,发光二极管上无电流流过,发光二极管熄灭。发光二极管熄灭。发光二极管熄灭。发光二极管熄灭。S1S1S4S4由于按键一端接地,当按键按下由于按键一端接地,当按键按下由于按键一端接地,当按键按下由于按键一端接地,当按键按下时,对应的引脚被拉成低电平。单片机通过查询这几根口时,对应的引脚被拉成低电平。单片机通过查询这几根口时,对应的引脚被拉成低电平。单片机通过查询这几根口时,对应的引脚被拉成低电平。单片机通过查询这几根口线的高低电平状态,就知道对应的按键是否按下。线的高低电平状态,就知道对应的按键是否按下。线的
5、高低电平状态,就知道对应的按键是否按下。线的高低电平状态,就知道对应的按键是否按下。例题解析例题解析1.1.1.1.主程序流程图主程序流程图主程序流程图主程序流程图2.1.2 2.1.2 控制程序控制程序 例题解析例题解析2.2.2.2.控制程序控制程序控制程序控制程序ORG0000HLJMPMAIN;跳转到;跳转到main程序位置程序位置ORG0003H;X0中断中断CLR20H.0RETIORG000BH;T0中断中断LJMPDELAYMAIN:SETB20H.0;置位;置位20HMOVTMOD,#01H;T0模式模式MOVTL0,#00H;T0初值初值MOVTH0,#4CHMOVB,#2
6、0;B寄存器初值寄存器初值SETB IT0;T0为边沿触发方式为边沿触发方式SETBEA;cpu开中断开中断SETB EX0;外部中断允许;外部中断允许ORG、END等等伪指令将在核伪指令将在核心模块的单元心模块的单元三、四中详细三、四中详细讲解讲解例题解析例题解析SETBET0;T0中断允许中断允许SETBPX0;外部中断优先级为高;外部中断优先级为高MOV P1,#00H;点灯;点灯SETB TR0;T0计数允许计数允许BEGIN:JB20H.0,SHOW;20H.0为为1转移转移MOVB,#250SHOW:CJNEB,#00,$(5秒到)秒到)MOVA,P1CPLAMOV P1,A;P1
7、取反,送出取反,送出SJMP BEGINDELAY:MOVTL0,#00HMOV TH0,#4CH(20ms定时)定时)DJNZ B,LOOPMOVB,#20LOOP:RETIEND任务中假设单片任务中假设单片机外接的石英晶机外接的石英晶体振荡器的频率体振荡器的频率为为11.0592MHz例题解析例题解析2.1.3 2.1.3 源程序的编辑、编译、下载源程序的编辑、编译、下载 1.1.打开模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。打开模拟仿真软件进行程序的编辑、编译。1 1、正确选择单片机类型、正确选择单片机类型87518751或或80318031 2 2、正确选择编译器、正确选择编译器 3 3、选择
8、模拟仿真功能、选择模拟仿真功能 4 4、打开或新建文件进行编辑、打开或新建文件进行编辑 5 5、编译、编译2.2.打开打开“ISPISP下载软件下载软件”将目标文件下载到将目标文件下载到ISP-4ISP-4实验开发实验开发板上的板上的AT89S51AT89S51单片机芯片,观察程序运行结果。单片机芯片,观察程序运行结果。1 1、编译成功后打开下载软件、编译成功后打开下载软件 2 2、选择好单片机、选择好单片机8989S51S51并测试并测试 3 3、打开编译生成的、打开编译生成的.BINBIN或或.HEXHEX文件文件 4 4、选择自动写完成擦除、写、读、校验过程、选择自动写完成擦除、写、读、
9、校验过程 5 5、观看运行结果、观看运行结果例题解析例题解析2.1.4相关知识相关知识 1.1.1.1.单片机程序运行的结果如何送给发光二极管?单片机程序运行的结果如何送给发光二极管?单片机程序运行的结果如何送给发光二极管?单片机程序运行的结果如何送给发光二极管?从刚才的任务中,我们看到发光二极管随着程序的运从刚才的任务中,我们看到发光二极管随着程序的运行,有规律的闪动,那么,现在我们来看看单片机是怎样行,有规律的闪动,那么,现在我们来看看单片机是怎样将程序中运行的结果送给发光二极管的。将程序中运行的结果送给发光二极管的。原来,原来,89S51单片机上有单片机上有4组组8位位I/O口:口:P0
10、、P1、P2和和P3口,口,P1、P2和和P3为准双向口,为准双向口,P0口则为双向三态输入输口则为双向三态输入输出口,他们在单片机中,主要承担了和单片机外部设备打出口,他们在单片机中,主要承担了和单片机外部设备打交道的任务,下面我们分别介绍这几个交道的任务,下面我们分别介绍这几个I/O口:口:例题解析例题解析(1 1 1 1)P0P0P0P0和和和和P2P2P2P2口口口口P0P0口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P0口除了作普通口除了作普通的的I/O口,直接口,直接和外部设备打交和外部设备打交道外道外;还用作片外还用作片外总线的地址总线总线的地
11、址总线AB0-AB7的低八的低八位、数据总线。位、数据总线。例题解析例题解析P2P2口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P2口除了作普通口除了作普通的的I/O口,直接口,直接和外部设备打交和外部设备打交道外道外;还用作片外还用作片外总线的地址总线总线的地址总线的高八位地址线的高八位地址线AB8-AB15注意:注意:P0口在作输出入口使用时,由于它无内部上拉电阻,为口在作输出入口使用时,由于它无内部上拉电阻,为了在口线上输出高电平并具有一定的驱动能力,必须外接上拉了在口线上输出高电平并具有一定的驱动能力,必须外接上拉电阻。作输入口使用时,为了防止口锁存
12、器对输入口线的输入电阻。作输入口使用时,为了防止口锁存器对输入口线的输入信号造成影响,必须先往口锁存器写信号造成影响,必须先往口锁存器写1。同理,。同理,P2口作输入时,口作输入时,也必须先往口锁存器写也必须先往口锁存器写1。例题解析例题解析(2 2 2 2)P1P1P1P1口口口口P1P1口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P1口只用作普通口只用作普通输入输出口输入输出口注意:注意:和和P0、P2口一样,为防止口锁存器对输入口线造成影响,口一样,为防止口锁存器对输入口线造成影响,P1口作输入时,也必须先往口锁存器写口作输入时,也必须先往口锁存器写1
13、。例题解析例题解析(3 3 3 3)P3P3P3P3口口口口P3P3口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构口锁存器和缓冲器结构P3口除了作普口除了作普通的通的I/O口(功口(功能和能和P1口一样)口一样)直接和外部设直接和外部设备打交道外备打交道外;还还具有第二功能。具有第二功能。P3.0串行输入口串行输入口(RXD)P3.1串行输出口串行输出口(TXD)P3.2外中断外中断0(INT0)P3.3外中断外中断1(INT1)P3.5定时定时/计数器计数器1的外部输入口的外部输入口(T1)P3.6外部数据存储器写选通外部数据存储器写选通(WR)P3.4定时定时/计数器计数器0
14、的外部输入口的外部输入口(T0)P3.7外部数据存储器读选通外部数据存储器读选通(RD)例题解析例题解析2.2.2.2.单片机的软件及数据如何存放?单片机的软件及数据如何存放?单片机的软件及数据如何存放?单片机的软件及数据如何存放?从前面的任务中,我们还看到要控制灯闪烁,必须编制从前面的任务中,我们还看到要控制灯闪烁,必须编制程序,还必须将控制灯的相关数据预先存储,那么,在单片程序,还必须将控制灯的相关数据预先存储,那么,在单片机中的程序和数据是怎样保存的?原来,在单片机内部有程机中的程序和数据是怎样保存的?原来,在单片机内部有程序存储器和数据存储器,如果内部程序存储器和数据存储器序存储器和数
15、据存储器,如果内部程序存储器和数据存储器的容量不够的话,还可以在单片机外部为它扩展,最大我们的容量不够的话,还可以在单片机外部为它扩展,最大我们可以将程序存储器空间总容量扩大到可以将程序存储器空间总容量扩大到64K,将数据存储器在,将数据存储器在片外再单独扩展片外再单独扩展64K,这样,以,这样,以89S51为例,数据存储器的总为例,数据存储器的总容量可达容量可达64K(片外)(片外)128字节(片内)。字节(片内)。MCS-51单片机的存储器组织结构,采用典型的哈佛结构,单片机的存储器组织结构,采用典型的哈佛结构,即程序存储器和数据存储器完全独立,拥有各自的寻址系统,即程序存储器和数据存储器
16、完全独立,拥有各自的寻址系统,包括片内数据存储器与片外数据存储器都拥有自己独立的寻址包括片内数据存储器与片外数据存储器都拥有自己独立的寻址系统。系统。例题解析例题解析 程序存储器程序存储器)(外部外部K64RAM数据存储器数据存储器MCS-51MCS-51单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构单片机存储器组织结构007FH例题解析例题解析(1 1 1 1)程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器用途:用途:存放程序及程序运行时所需的常数。存放程序及程序运行时所需的常数。寻址范围:寻址范围:00000000H FFFFH H FFFFH 容量容量6464KBKB,即地址长度
17、:即地址长度:1616位位 ,寻址内部寻址内部ROM;说明说明:当当PC值超过片内值超过片内ROM容量时会自动转向容量时会自动转向外部存储器外部存储器空间。空间。,寻址外部寻址外部ROM。说明说明:8031单片机单片机必须接低电平。必须接低电平。例题解析例题解析程序存储器中程序存储器中6 6个具有特殊含义的单元个具有特殊含义的单元 0000H系统复位,系统复位,PC指向此处;指向此处;0003H外部中断外部中断0入口入口000BHT0溢出中断入口溢出中断入口 0013H外中断外中断1入口入口001BHT1溢出中断入口溢出中断入口0023H串口中断入口串口中断入口例题解析例题解析(2 2 2 2
18、)数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器用途:用途:存放程序执行的中间结果和过程数据的存放程序执行的中间结果和过程数据的。物理上分为两大区域:物理上分为两大区域:00H7FH即即128B用户用户RAM区。区。80HFFH即特殊功能寄存器区。即特殊功能寄存器区。R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7即可位寻址,又可字节寻址即可位寻址,又可字节寻址数据缓冲区、堆栈区、工作数据缓冲区、堆栈区、工作单元单元例题解析例题解析位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区位寻址区(位寻址区(20H2FH)16个字节。个字节。16*8=128位,每一位都有一个位地址,范围为:位,每一位都有一个位地址,范围为:0
19、0H7FH,位地址区也可作为一般的用户位地址区也可作为一般的用户RAM使用。使用。例题解析例题解析(3 3 3 3)特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器特殊功能寄存器 寄存器寄存器 位地址位地址/位定义位定义 地址地址 F7F7 F6F6 F5F5 F4F4 F3F3 F2F2 F1F1 F0F0 B B F0HF0H E7E7 E6E6 E5E5 E4E4 E3E3 E2E2 E1E1 E0E0 ACCACC E0E0 D7D7 D6D6 D5D5 D4D4 D3D3 D2D2 D1D1 D0D0 PSWPSW CYCY ACAC F0F0 RS1RS1 RS0RS0 OVOV /P
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