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全国高职高专规划教材 精品与示范系列 单片机应用技术 C语言版 单片机硬件结构 中央处理器CPU 8位 运算和控制功能 内部RAM 共256个RAM单元 用户使用前128个单元 用于存放可读写数据 后128个单元被专用寄存器占用 内部ROM 4KB掩膜ROM 用于存放程序 原始数据和表格 定时 计数器 两个16位的定时 计数器 实现定时或计数功能 并行I O口 4个8位的I O口P0 P1 P2 P3 串行口 一个全双工串行口 中断控制系统 5个中断源 外中断2个 定时 计数中断2个 串行中断1个 时钟电路 可产生时钟脉冲序列 允许晶振频率6MHZ和12MHZ 复位电路 MCS 51单片机信号引脚简介 P3口线的第二功能 VCC VSS XTAL2XTAL1 RST P0 0P0 1P0 2P0 3P0 4P0 5P0 6P0 7 P1 0P1 1P1 2P1 3P1 4P1 5P1 6P1 7 P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3P2 2P2 1P2 0 ALE P3 0P3 1P3 2P3 3P3 4P3 5P3 6P3 7 2 振荡电路 XTAL1 XTAL2 3 复位引脚 RST 4 并行口 P0 P1 P2 P3 7 ALE 地址锁存控制信号 1 电源线 VCC 5V VSS 地 时钟电路与复位电路 1 时钟振荡电路 时序 关于MCS 51系列单片机的时序概念有4个 可用定时单位来说明 从小到大依次是 节拍 状态 机器周期和指令周期 下面分别加以说明 1 节拍与状态把振荡脉冲的周期定义为节拍 用P表示 也就是晶振的振荡频率fosc 2 状态振荡脉冲fosc经过二分频后 就是单片机时钟信号的周期 定义为状态 用S表示 一个状态包含两个节拍 其前半周期对应的节拍叫P1 后半周期对应的节拍叫P2 3 机器周期MCS 51系列单片机采用定时控制方式 有固定的机器周期 规定一个机器周期的宽度为6个状态 即12个振荡脉冲周期 因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频 小提示当振荡脉冲频率为12MHz时 一个机器周期为1 s 当振荡脉冲频率为6MHz时 一个机器周期为2 s 2 复位电路 单片机复位条件 必须使RST引脚持续2微秒高电平 外部时钟12MHz 存储器 80318751805189C51 256B 字节 4K 1 程序存储器 程序存储器 内部 外部 PC 程序存储器资源分布 中断入口地址 内部 外部 2 数据存储器 数据存储器 RAM 专用寄存器 内部RAM存储器 工作寄存器区选择位RS0 RS1 注意 一个单元地址对应有8个位地址MSB MostSignificantBit 最高有效位 LSB LeastSignificantBit 最低有效位 RAM位寻址区位地址表 高128个单元 离散分布有21个特殊功能寄存器SFR 11个可以进行位寻址 特别提示 对SFR只能使用直接寻址方式 书写时可使用寄存器符号 也可用寄存器单元地址 并行I O口电路结构 MCS 51系列单片机共有四个8位并行I O口 分别用P0 P1 P2 P3表示 每个I O口既可以按位操作使用单个引脚 也可以按字节操作使用8个引脚 除了I O功能以外 在进行单片机系统扩展时 P0口是作为单片机系统的地址 数据线使用的 一般称为地址 数据分时复用引脚 当输出地址或数据时 由内部发出控制信号 使 控制 端为高电平 打开与门 并使多路开关MUX处于内部地址 数据线与驱动场效应管栅极反相接通状态 此时 输出驱动电路由于两个FET处于反相 形成推拉式电路结构 使负载能力大为提高 输入数据时 数据信号直接从引脚通过输入缓冲器进入内部总线 P0口的结构 P1口是准双向口 只能作为通用I O口使用 P1口作为输出口使用时 无需再外接上拉电阻 P1口作为输入口使用时 应区分读引脚和读端口 读引脚时 必须先向电路中的锁存器写入 1 使输出级的FET截止 P1口的结构 P2口是准双向口 在实际应用中 可以用于为系统提供高8位地址 也能作为通用I O口使用 P2口作为通用I O口的输出口使用时 与P1口一样无需再外接上拉电阻 P2口作为通用I O口的输入口使用时 应区分读引脚和读端口 读引脚时 必须先向锁存器写入 1 P2口的结构 P3口是准双向口 可以作为通用I O口使用 还可以作为第二功能使用 作为第二功能使用的端口 不能同时当作通用I O口使用 但其他未被使用的端口仍可作为通用I O口使用 P3口作为通用I O的输出口使用时 不用外接上拉电阻 P3口的结构 80C51单片机的存储器按地址空间分为 和三类存储空间 片内RAM 片外RAM 片内外统一编址ROM 例题 1 MCS 51单片机的P0 P4口均是并行I O口 其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入 输出外 通常还用来构建系统的 1 和 2 在P0 P4口中 3 为真正的双向口 4 为准双向口 数据总线 地址总线 P0 P1 P3 MCS 51单片机引脚中有根I O线 其中地址总线为位 数据总线为位 32 16 8 MCS 96单片机的最大寻址空间是 该空间的地址范围为 64K 0000H FFFFH 若80C51系统的晶振频率为6MHz 则一个机器周期为us 2 单片机中 常用作地址锁存器的芯片是 常用作地址译码器芯片是 74HC373 74HC138 单片机的内部RAM区中 可以位寻址的字节地址范围是 特殊功能寄存器中 可位寻址的地址特征是 20H 2FH能被8整除 单片机应用系统设计时对硬件和软件要做统一规划 在CPU时间不紧张的情况下应尽量采用 完成功能 若系统回路多 实时性要求强则应用 完成 软件 硬件 下列计算机语言中 CPU能直接识别的是 D A 自然语言B 高级语言C 汇编语言D 机器语言 间接寻址片外数据存储区 256字节 所用的存储类型是 D A dataB bdataC idataD xdata 能够用电擦除ROM中程序的只读存储器称为 D A 掩膜ROMB PROMC EPROMD EEPROM 是C语言的基本单位 若用变量名IO定义单片机的P1 5引脚 需使用的语句是 若a 0 x8f 即10001111 执行a a 2后a 函数 sbitIO P1 5 23H 或00100011 80C51单片机内部有Byte的随机数据存储器 128 KeiLC51软件中 工程文件的扩展名是 编译连接后生成可烧写的文件扩展名是 当使用Keil软件调试单片机的程序时 要观察片外RAM60H开始的单元内容 应在MemoryWindow窗口的地址栏中输入 单片机的内部RAM区中 可以位寻址的字节地址范围是 特殊功能寄存器中 可位寻址的地址特征是 UV2 HEX X 60H 20H 2FH 能被8整除的 外围扩展芯片的总线选择方法有两种 它们分别是和 线选法 译码法 单片机在处理外部输入时 可采用的方式有 和三种方法 无条件输入 查询输入 中断 若采用总线方式访问外部数据存储器 则P0口将作为使用 P2口作为 控制读和写的控制线分别是两个引脚 数据 高8位地址 RD WR AT89S51与AT89C51相比 增加了 ISP IAP 功能 ISP AT89S52单片机系统的基本工作电路除去AT89S52芯片外还应包括 这种单片机第9脚是 引脚 单片机复位后 堆栈指针SP的值是 时钟电路 复位电路 电源电路 复位 07H 使用 nop 函数时 必须包含的库文件是 C A reg52 hB absacc hC intrins hD stdio h 在片外扩展一片2764程序存储器芯片要 B 地址线A 8根B 13根C 16根D 20根 可以将P1口的高4位全部置高电平的表达式是 B A P1 0 xf0B P1 0 xf0C P1 0 xf0D P1 P1 C51包含的头文件中用于定义特殊功能寄存器和位寄存器的是 A A reg51 hB math hC absacc hD stdio h C语言中最简单的数据类型包括 C A 整型 实型 逻辑型B 整型 实型 字符型C 整型 字符型 逻辑型D 整型 实型 逻辑型 字符型 若MCS 51单片机使用晶振频率为6MHz时 其复位持续时间应该超过 B A 2 sB 4 sC 8 sD 1ms C语言提供的合法的数据类型关键字是 B A DoubleB shortC integerD Char 片内RAM的20H 2FH为位寻址区 所包含的位地址是 B A 00H 20HB 00H 7FHC 20H 2FHD 00H FFH 以下能正确定义一维数组的选项是 B A inta 5 0 1 2 3 4 5 B chara 0 1 2 3 4 5 C chara A B C D inta 5 0123 MCS 51系列单片机应用系统的数据总线由 A 口提供 A P0B P1C P2D P3 振荡电路在单片机中的作用是 A 为单片机提供所需要的时钟脉冲信号 使内部电路和程序工作起来 B 活跃电路的各部分零件 C 振荡电路只是单片机里可有可无的部分 D 使单片机内部各部分更好的连接 无符号字符型数据的最大值是 Continue和break都可用来实现循环体的中止 若一个函数的返回类型为void 则表示其没有返回值 定时器与计数器的工作原理均是对输入脉冲进行计数 不能用 sfr16 直接访问定时器 计数器0和1 MCS 51的程序存储器只是用来存放程序的 放置表格常数 include与 include reg51 h 是等价的 sbit不可以用于定义内部RAM的可位寻址区 只能用在可位寻址的SFR上 写程序 对应按键按下 则相应的发光二极管闪烁 include include defineucharunsignedcharsbitK13 P2 4 按键定义sbit 按键定义sbitK15 P2 6 sbitK16 P2 7 sbitLED1 P0 0 发光二极管