单片机原理与基本应用系统14109.pptx
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1、单片机实用教程单片机实用教程第第第第2 2章章章章AT89S51AT89S51单片机原理与单片机原理与单片机原理与单片机原理与基本应用系统基本应用系统基本应用系统基本应用系统 本章主要内容本章主要内容本章主要内容本章主要内容1、单片机的内部结构与引脚功能、单片机的内部结构与引脚功能2、单片机存储器空间配置与功能、单片机存储器空间配置与功能3、汇编语言指令格式与内部、汇编语言指令格式与内部RAM的操作的操作指令指令4、单片机、单片机I/O输入输出端口结构及工作原理输入输出端口结构及工作原理5、单片机基本应用系统、单片机基本应用系统单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基
2、本应用系统单片机原理与基本应用系统一、一、一、一、AT89S51AT89S51单片机内部结构单片机内部结构单片机内部结构单片机内部结构(1)一个)一个8位的位的CPU;(2)一个片内振荡器及时钟电路;)一个片内振荡器及时钟电路;(3)4KB的的FlashROM;(4)128B的内部的内部RAM(5)可扩展)可扩展64KB外部外部ROM和外部和外部RAM的控制电路;的控制电路;(6)两个十六位的定时)两个十六位的定时/计数器;计数器;(7)26个特殊功能寄存器(双数据个特殊功能寄存器(双数据指针);指针);(8)4个个8位的并行口;位的并行口;(9)一个全双工的串行口;)一个全双工的串行口;(1
3、0)5个中断源,两个外部中断,个中断源,两个外部中断,三个内部中断;三个内部中断;(11)内部硬件看门狗电路;)内部硬件看门狗电路;(12)一个)一个SPI串行接口,用于芯片串行接口,用于芯片的在系统编程(的在系统编程(ISP)。)。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统1 1、电源、电源、电源、电源VCCVCC(P40P40)芯片电源,接芯片电源,接芯片电源,接芯片电源,接+5V+5V。VSSVSS(P20P20)接电源地。接电源地。接电源地。接电源地。二、二、二、二、AT89S51AT89S51单片机引脚功能单片机引脚功能单片机
4、引脚功能单片机引脚功能单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统2 2、时钟、时钟、时钟、时钟XTAL1XTAL1(P19P19)晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器输入端输入端输入端输入端XTAL2XTAL2(P18P18)晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器晶体振荡电路的反相器输出端。输出端。输出端。输出端。使用内部振荡电路时,该引脚外接石英晶使用内部振荡电路时,该引脚外接石英晶体和补偿电容。使用外部振荡输入时从体和补偿电容。使用外部振荡输入时从XTAL2输入,此时
5、输入,此时XTAL1需接地。需接地。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统3 3、控制、控制、控制、控制控制引脚有控制引脚有控制引脚有控制引脚有4 4个,先学习其中的两个。个,先学习其中的两个。个,先学习其中的两个。个,先学习其中的两个。(1 1)RST/VPDRST/VPD复位复位复位复位/备用电源备用电源备用电源备用电源RSTRST复位功能是单片机正常工作必不可少复位功能是单片机正常工作必不可少复位功能是单片机正常工作必不可少复位功能是单片机正常工作必不可少的,因为复位可以使单片机从程序的开头运行,的,因为复位可以使单片机从程序
6、的开头运行,的,因为复位可以使单片机从程序的开头运行,的,因为复位可以使单片机从程序的开头运行,使单片机按照人们设计的程序运行,在单片机使单片机按照人们设计的程序运行,在单片机使单片机按照人们设计的程序运行,在单片机使单片机按照人们设计的程序运行,在单片机系统上电开始工作,或单片机系统由于外界干系统上电开始工作,或单片机系统由于外界干系统上电开始工作,或单片机系统由于外界干系统上电开始工作,或单片机系统由于外界干扰偏离正常运行,都需要复位。扰偏离正常运行,都需要复位。扰偏离正常运行,都需要复位。扰偏离正常运行,都需要复位。AT89S51AT89S51单片单片单片单片机是高电平复位,只要在该引脚
7、上一段时间机是高电平复位,只要在该引脚上一段时间机是高电平复位,只要在该引脚上一段时间机是高电平复位,只要在该引脚上一段时间(两个机器周期以上)的高电平,单片机就复(两个机器周期以上)的高电平,单片机就复(两个机器周期以上)的高电平,单片机就复(两个机器周期以上)的高电平,单片机就复位。在正常运行程序时该引脚为低电平。位。在正常运行程序时该引脚为低电平。位。在正常运行程序时该引脚为低电平。位。在正常运行程序时该引脚为低电平。VPDVPD功能是在功能是在功能是在功能是在VCCVCC掉电情况下,该引脚接掉电情况下,该引脚接掉电情况下,该引脚接掉电情况下,该引脚接备用电源,向片内的备用电源,向片内的
8、备用电源,向片内的备用电源,向片内的RAMRAM供电,使供电,使供电,使供电,使RAMRAM中的中的中的中的数据不丢失。数据不丢失。数据不丢失。数据不丢失。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统3 3、控制、控制、控制、控制(2 2)EA/VPPEA/VPP内外内外内外内外ROMROM选择选择选择选择/EPROM/EPROM编程电源编程电源编程电源编程电源 在通常的应用中在通常的应用中在通常的应用中在通常的应用中EAEA功能是作为内部和外部功能是作为内部和外部功能是作为内部和外部功能是作为内部和外部ROMROM的选择端。当的选择端。
9、当的选择端。当的选择端。当EA=1EA=1,CPUCPU从芯片内部从芯片内部从芯片内部从芯片内部的的的的ROMROM中取指令运行,但超过中取指令运行,但超过中取指令运行,但超过中取指令运行,但超过4KB4KB范围的程范围的程范围的程范围的程序,也从外部扩展的序,也从外部扩展的序,也从外部扩展的序,也从外部扩展的ROMROM中取得。反之当中取得。反之当中取得。反之当中取得。反之当EA=0EA=0时,只从芯片外部扩展的时,只从芯片外部扩展的时,只从芯片外部扩展的时,只从芯片外部扩展的ROMROM中取指中取指中取指中取指令运行。在绝大多数的应用中,令运行。在绝大多数的应用中,令运行。在绝大多数的应用
10、中,令运行。在绝大多数的应用中,4KB4KB空间范空间范空间范空间范围足够存放程序,一般都选择内部围足够存放程序,一般都选择内部围足够存放程序,一般都选择内部围足够存放程序,一般都选择内部ROMROM,将,将,将,将EAEA接高电平。接高电平。接高电平。接高电平。VPPVPP功能是在我们要把程序下载到内部功能是在我们要把程序下载到内部功能是在我们要把程序下载到内部功能是在我们要把程序下载到内部ROMROM中才用到的功能,只有设计制造编程器中才用到的功能,只有设计制造编程器中才用到的功能,只有设计制造编程器中才用到的功能,只有设计制造编程器时考虑,一般情况用不到。时考虑,一般情况用不到。时考虑,
11、一般情况用不到。时考虑,一般情况用不到。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统4 4、I/OI/O口口口口AT89S51AT89S51单片机有单片机有单片机有单片机有4 4个个个个8 8位的并行位的并行位的并行位的并行口,分别称为口,分别称为口,分别称为口,分别称为P0P0口、口、口、口、P1P1口、口、口、口、P2P2口和口和口和口和P3P3口,共口,共口,共口,共3232个引脚个引脚个引脚个引脚。单片机就是通过这些口线对外部单片机就是通过这些口线对外部单片机就是通过这些口线对外部单片机就是通过这些口线对外部电路进行控制和检测。它
12、们的详细结电路进行控制和检测。它们的详细结电路进行控制和检测。它们的详细结电路进行控制和检测。它们的详细结构原理和功能在本章第三节中介绍。构原理和功能在本章第三节中介绍。构原理和功能在本章第三节中介绍。构原理和功能在本章第三节中介绍。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统三、三、三、三、AT89S51AT89S51单片机存储空间配置单片机存储空间配置单片机存储空间配置单片机存储空间配置AT89S51AT89S51单片机存储器结构采用的是单片机存储器结构采用的是单片机存储器结构采用的是单片机存储器结构采用的是哈佛型结构,程序存储器(哈
13、佛型结构,程序存储器(哈佛型结构,程序存储器(哈佛型结构,程序存储器(ROMROM)和数据)和数据)和数据)和数据存储器(存储器(存储器(存储器(RAMRAM)是分开的,有各自的寻址)是分开的,有各自的寻址)是分开的,有各自的寻址)是分开的,有各自的寻址系统和控制信号,分别用不同的指令操作。系统和控制信号,分别用不同的指令操作。系统和控制信号,分别用不同的指令操作。系统和控制信号,分别用不同的指令操作。ROMROM用来存放我们编写的程序和常数表用来存放我们编写的程序和常数表用来存放我们编写的程序和常数表用来存放我们编写的程序和常数表格。数据存储器用来存放程序运行的数据格。数据存储器用来存放程序
14、运行的数据格。数据存储器用来存放程序运行的数据格。数据存储器用来存放程序运行的数据和结果。和结果。和结果。和结果。ROMROM和和和和RAMRAM都分为内部和外部。都分为内部和外部。都分为内部和外部。都分为内部和外部。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统内部ROM(4KB)EA=1外部ROM(4KB)EA=0外部ROM(60KB)内部RAM128BSFR(21个)外部RAM(64KB)0000H0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFHFFFFHFFH00H7FH80HMOVC指令操作指令操作MOV指令操作指令操
15、作MOVX指令操作指令操作ROM地址空间地址空间RAM地址空间地址空间单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统1 1、程序存储器(、程序存储器(、程序存储器(、程序存储器(ROMROM)不管是内部的还是外部的不管是内部的还是外部的不管是内部的还是外部的不管是内部的还是外部的ROMROM,开头的,开头的,开头的,开头的0003H002AH0003H002AH空间地址是中断源的入口地址区,空间地址是中断源的入口地址区,空间地址是中断源的入口地址区,空间地址是中断源的入口地址区,是专用单元,一般情况下用户不能用来存放其它是专用单元,一般情况
16、下用户不能用来存放其它是专用单元,一般情况下用户不能用来存放其它是专用单元,一般情况下用户不能用来存放其它程序。程序。程序。程序。CPUCPU是根据是根据是根据是根据PCPC(程序计数器)值从(程序计数器)值从(程序计数器)值从(程序计数器)值从ROMROM中中中中取指令来执行的。取指令来执行的。取指令来执行的。取指令来执行的。CPUCPU每从每从每从每从ROMROM中读取一个字节,中读取一个字节,中读取一个字节,中读取一个字节,自动执行(自动执行(自动执行(自动执行(PCPC)+1PC+1PC,即,即,即,即PCPC指向下一个地址空指向下一个地址空指向下一个地址空指向下一个地址空间,一般情况
17、下间,一般情况下间,一般情况下间,一般情况下CPUCPU是按是按是按是按ROMROM地址空间顺序从小地址空间顺序从小地址空间顺序从小地址空间顺序从小到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令,到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令,到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令,到大依次执行。只有执行的指令是转移类指令,才根据转移类指令所指示的新地址,调整才根据转移类指令所指示的新地址,调整才根据转移类指令所指示的新地址,调整才根据转移类指令所指示的新地址,调整PCPC值,值,值,值,然后根据新的然后根据新的然后根据新的然后根据新的PCPC值从对应的地址空间中取指令来值从对应的地址空间中取指令来值从
18、对应的地址空间中取指令来值从对应的地址空间中取指令来执行。执行。执行。执行。当调用子程序或中断发生时,当调用子程序或中断发生时,当调用子程序或中断发生时,当调用子程序或中断发生时,PCPC值也会改变。值也会改变。值也会改变。值也会改变。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统2 2、内部数据存储器(内、内部数据存储器(内、内部数据存储器(内、内部数据存储器(内RAMRAM)AT89S51AT89S51单片机内部有单片机内部有单片机内部有单片机内部有128B128B字节划分为三部分:字节划分为三部分:字节划分为三部分:字节划分为三部分:
19、工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲区。CyACF0RS1RS0OVF1P0区区1区区2区区3区区位寻址位寻址区区数据数据缓冲缓冲区区工作寄存器区工作寄存器区8位整体操作位整体操作位寻址区位寻址区8位整体操作、位操作位整体操作、位操作堆栈与数据缓冲区堆栈与数据缓冲区8位整体操作位整体操作0007H080FH1017H181FH202FH位地址位地址D7D0PSW07H 06H 05H 04H03H 02H 01H 00HD7D020H(字节地址)(字节地址)(R0R7)307FH单片机实用教
20、程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统(1 1)工作寄存器区)工作寄存器区)工作寄存器区)工作寄存器区从从从从00H1FH00H1FH共共共共3232个单元为工作寄存器区,每个单元为工作寄存器区,每个单元为工作寄存器区,每个单元为工作寄存器区,每8 8个一组,分为个一组,分为个一组,分为个一组,分为4 4个区,依次为:个区,依次为:个区,依次为:个区,依次为:00区(区(区(区(00H07H00H07H)11区(区(区(区(08H0FH08H0FH)22区(区(区(区(10H17H10H17H)33区(区(区(区(18H1FH18H1FH)在任
21、一时刻只有一个区作为当前的工作寄存在任一时刻只有一个区作为当前的工作寄存在任一时刻只有一个区作为当前的工作寄存在任一时刻只有一个区作为当前的工作寄存器区,相应的空间单元作为工作寄存器使用。器区,相应的空间单元作为工作寄存器使用。器区,相应的空间单元作为工作寄存器使用。器区,相应的空间单元作为工作寄存器使用。工作寄存器区的选择可通过程序状态字工作寄存器区的选择可通过程序状态字工作寄存器区的选择可通过程序状态字工作寄存器区的选择可通过程序状态字PSWPSW中中中中的的的的D4D4、D3D3位实现。不是当前工作寄存器区的可位实现。不是当前工作寄存器区的可位实现。不是当前工作寄存器区的可位实现。不是当
22、前工作寄存器区的可以作为一般的以作为一般的以作为一般的以作为一般的RAMRAM空间使用。空间使用。空间使用。空间使用。操作方式:操作方式:操作方式:操作方式:8 8位整体操作。位整体操作。位整体操作。位整体操作。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统(2 2)位寻址区)位寻址区)位寻址区)位寻址区20H2FH20H2FH共计共计共计共计1616个单元为位寻址区,每个个单元为位寻址区,每个个单元为位寻址区,每个个单元为位寻址区,每个单元的单元的单元的单元的8 8位又位操作,有位的置位又位操作,有位的置位又位操作,有位的置位又位操作,有
23、位的置1 1、清、清、清、清0 0、取反、取反、取反、取反以及判断操作有自己的位地址以及判断操作有自己的位地址以及判断操作有自己的位地址以及判断操作有自己的位地址。位地址的范围:位地址的范围:位地址的范围:位地址的范围:007FH007FH。(要注意和内。(要注意和内。(要注意和内。(要注意和内RAMRAM空间单元地址的区别)空间单元地址的区别)空间单元地址的区别)空间单元地址的区别)位寻址区空间单元操作的有两种方法,即位寻址区空间单元操作的有两种方法,即位寻址区空间单元操作的有两种方法,即位寻址区空间单元操作的有两种方法,即可以象其它可以象其它可以象其它可以象其它RAMRAM空间一样进行空间
24、一样进行空间一样进行空间一样进行8 8位整体操作,位整体操作,位整体操作,位整体操作,也可以通过位地址对这些空间单元的某一。也可以通过位地址对这些空间单元的某一。也可以通过位地址对这些空间单元的某一。也可以通过位地址对这些空间单元的某一。单片机实用教程单片机实用教程第第2章章AT89S51单片机原理与基本应用系统单片机原理与基本应用系统字节字节地址地址位位地地址址D7D6D5D4D3D2D1D02FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79H78H2EH77H76H75H74H73H72H71H70H2DH6FH6EH6DH6CH6BH6AH69H68H2CH67H66H65H64H63H62
25、H61H60H2BH5FH5EH5DH5CH5BH5AH59H58H2AH57H56H55H54H53H52H51H50H29H4FH4EH4DH4CH4BH4AH49H48H28H47H46H45H44H43H42H41H40H27H3FH3EH3DH3CH3BH3AH39H38H26H37H36H35H34H33H32H31H30H25H2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H24H27H26H25H24H23H22H21H20H23H1FH1EH1DH1CH1BH1AH19H18H22H17H16H15H14H13H12H11H10H21H0FH0EH0DH0CH0BH0AH09
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- 单片机 原理 基本 应用 系统 14109
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