单片机应用技术(C语言版)王静霞

单片机应用技术 C语言版 本章内容什么是单片机MCS 51内部组成及信号引脚单片机最小系统电路MCS 51存储器结构 第1章单片机硬件系统 什么是单片机 单片微型计算机 SingleChipMicrocomputer 简称单片机 是指集成在一个芯片上的微型计算机 它的各种功能部件 包括CPU CentralProcessingUnit 存储器 memory 基本输入 输出 Input Output 简称I O 接口电路 定时 计数器和中断系统等 都制作在一块集成芯片上 构成一个完整的微型计算机 单片机内部基本结构如图1 7所示 由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的 故又称为微控制器 Micro ControllerUnit 简称MCU 什么是单片机 单片机应用系统 单片机应用系统由硬件和软件组成 硬件是应用系统的基础 软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用 从而完成应用系统所要求的任务 二者相互依赖 缺一不可 单片机种类 目前8位单片机仍是单片机的主流机型 生产厂商 单片机的发展经历了由4位机到8位机 再到16位机的发展过程 美国微芯片公司 PIC16C 系列 PIC17C 系列 PIC1400系列 美国英特尔公司的MCS 48和MCS 51系列 美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列 美国齐洛格公司的Z8系列 日本电气公司的 PD78 系列 美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8 3870 系列等 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 8051单片机的基本组成 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 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 单片机最小系统 时钟振荡电路 复位电路 EA高电平 访问片内存储器 时钟电路与复位电路 1 时钟振荡电路 按键手动复位 有电平方式和脉冲方式两种 电平方式 脉冲方式 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 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 不要求 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 机器周期一个机器周期分为6个状态 S1 S6 每个状态又分为两拍 P1和P2 因此 一个机器周期中的12个时钟周期表示为 S1P1 S1P2 S2P1 S2P2 S6P2 时序 4 指令周期是执行一条指令所需的机器周期数 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 1 P0口 双向8位三态I O口 此口为地址总线 低8位 及数据总线分时复用口 可驱动8个LS型TTL负载 2 P1口 8位准双向I O口 可驱动4个LS型TTL负载 3 P2口 8位准双向I O口 与地址总线 高8位 复用 可驱动4个LS型TTL负载 4 P3口 8位准双向I O口 双功能复用口 可驱动4个LS型TTL负载 注意 准双向口与双向三态口的差别 当3个准双向I O口作输入口使用时 要向该口先写 1 准双向I O口无高阻的 浮空 状态 I O口引脚 P3口的第二功能 P0口输出高电平必须接上拉电阻 P1 P3口输出高电平不必接上拉电阻 P0 P3口输出高电平 本次课要点 单片机最小系统 单片机能够直接执行的程序是机器语言程序 主流单片机的技术特点 单片机的内部组成 图1 9 单片机的控制引脚和P3的第二功能 P0口与P1 P3口的区别 机器周期的概念与计算 单片机的复位状态 习题 单片机片内的功能部件有哪些 如果手中