单片机最小工作系统构建概述(PPT 54页).ppt

知识摘要、练习题、项目指南、任务2、彩灯闪烁控制、项目总结、任务1、识别单片机、项目目标指南、学习目标、技能目标、把握51系列单片机的常用领导和功能。 了解常用模型的单片机特点。 掌握单片机的内部结构。 熟悉单片机应用系统的开发流程。 熟练使用单片机的开发环境。 可以识别不同种类的单片机芯片。 熟练使用Keil软件，进行程序的制作和调试。 熟练使用Proteus软件后，选择部件，制作单片机的硬件电路图。 可以使用汇编指令正确编写简单的程序。 能够根据任务要求构建单片机的最小业务系统。1 .单片机概念的理解和引脚的应用方法。 2 .单片机最小业务系统的构成。 3 .汇编指令的格式、编程方法。 4 .单片机应用系统的开发过程。 利用知识教育要点、项目目标领先、研究要点、1 .网上资料、照片和实际单片机应用实例进行演示，使学生更容易理解单片机的概念。 2 .采用“项目引导、任务驱动、教学融为一体”的教学方式，通过实际项目分析与实施，结合Keil与Proteus软件的使用，了解单片机电子产品的实际开发过程。 参考学时： 10-12学时，工作认识单片机，在日常生活中，如手机、电话机、洗衣机、冰箱、空调、彩色电视、玩具、电子钟表、电子秤、MP3、MP4、数码相机、录音笔、 汽车防盗器等常用设备给我们带来了很多便利和生活情趣，知道在这些设备中起主要作用的单片机吗？单片机以将计算机的主要组成部分集成到一个芯片中而得名。 图1-1显示的是单片机的外形结构，其体积很小，如果有的话，可以丰富我们的生活。 图1-1单片机的外形图，任务识别单片机，任务分析，为了理解单片机的控制作用，识别单片机，熟悉单片机的基本结构和功能， 利用单片机集成开发环境，能够更直观地模拟单片机的工作过程，现在就能识别单片机，学习单片机的相关概念。 任务一识别单片机，1，什么是单片机，单片机，简称单片机单片机，任务一识别单片机，2， MCS-51系列单片机及其内部结构、串行通信接口全双工1个、ROM、 TXDRXD、中断系统、并行通信接口48位、计时器/计数器、RAM时钟电路、CPU、总线控制、图1-2MCS-51单片机的结构框图、任务一识别单片机、(1)中央处理器计算和控制功能(2)内部RAM :总共256个RAM单元，用户使用前128个单元来存储可读写数据，并且后128个单元被专用寄存器占用。 (3)内部ROM :存储程序、原始数据、表的4kb掩码ROM。 (4)定时/计数器：有2个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。 (5)并行I/O端口： 8位的I/O端口P0、P1、P2、P3共4个。 (6)串行端口：全双工串行端口。 (7)中断控制系统： 5个中断源(2个外部中断、2个定时/计数中断、1个串行中断) (8)时钟电路：能够产生时钟脉冲序列，允许晶体振荡频率为6MHZ和12MHZ，任务识别单片机在我国非常受欢迎的单片机AT89C51，基于8051增强了很多特性的Flash (程序存储器的内容至少能够改写1000次)存储器取得本来一次写入的ROM的情况下，其性能相对于8051非常在市场化中，AT89C51单片机受到PIC单片机阵营的挑战，AT89C51最致命的缺点是不支持ISP功能。 AT89S51取代了这种背景下的89C51单片机。 Atmel公司现在停止生产AT89C51单片机，用AT89S51单片机代替。 AT89S51单片机在技术上加以改进，采用0.35项新技术，降低成本，提高功能，增强竞争力。 AT89SXX与AT89CXX等51系列芯片向后兼容。表1-1是AT89系列单片机的主要分类和功能特性。 本教材主要采用了AT89S51/52芯片(由于Proteus软件不包括AT89S51/52芯片，因此在模拟时采用了AT89C51/52芯片)。 任务一识别单片机，表1-1AT89系列单片机的主要分类和功能特性，任务一识别单片机，3，单片机应用系统， 图1-3单片机应用系统所需的硬件和软件设备和连接形式，任务一致识别单片机，单片机应用系统的开发制作过程，设计电路图，电路板，程序设计，硬件软件的协作产品测试单片机开发系统(单片机模拟器)、编程盒、任务一识别单片机、单片机模拟器、PC机(模拟软件)、同时、数据仿真系统连接：任务识别单片机，(1)汇编语言汇编语言是最初应用于单片机开发和应用的程序语言，是面向机器的低级语言。 将各指令表示为助记符。 51单片机的装配指令系统包括111指令、7种地址方案，按其功能分为数据传输类、算术运算类、逻辑运算类、控制传输类、布尔运算类5个类。 汇编语言的优点是执行速度快，代码短，决定了指令的执行周期。 (2)高级语言由于汇编语言缺乏通用性和可读性，移植性差，在单片机开发过程中出现了高级语言，如c语言。 单片机的c语言具有汇编语言操作基础硬件的能力，具有高级语言的众多优点，其中Keil公司推出的C51最受欢迎。 本书中涉及的项目案例程序是以汇编语言设计的。 4、单片机编程语言、任务识别单片机后，5、单片机综合开发环境、(1)KeiluVision2软件KeiluVision2系列软件由德国KeilSoftware公司发售的51系列软件支持单片机C51的编程语言，也可直接设计和编译汇编语言。 KeiluVision2包括高级编译器、项目经理和MAKE工具。 (2)嵌入式系统仿真和开发平台Proteus软件Proteus是英国Labcenter开发的EDA工具软件，电路图设计、电路分析和仿真、单片机代码级调试任务识别单片机，图1-4Proteus基本结构体系图，任务识别单片机，(3) Kile软件和PROTEUS软件的联合模拟KeilVision2和PROTEUS的结合方式有两种：方法一：在Vision环境下编写程序，编译为“*.HEX”文件，在PROTEUS环境下单击“*.HEX”文件该方法与单片机的实际工程设计类似2 :将Proteus环境下的硬件作为虚拟目标板硬件，在Proteus和KeilVision2之间进行TCP/通过IP进行通信的方法类似于Vision环境下的目标板仿真调试模式，在该方法中，需要在进行仿真之前更改与Vision和proteus相关的设置。 本教材的所有项目事例采用方法1。 另外，任务彩色灯的闪烁控制是在Proteus软件中使用AT89S51单片机构成简单的单片机应用系统，在单片机的I/O端口中使用一个发光二极管(LED ) 、图1-5单片机控制LED灯电路、任务双色灯闪烁控制、1、单片机的外部引脚和功能；(1)AT89S51单片机的外部引脚AT89S51为低功耗、高性能CMOS8位微控制器内置4kBISP(In-systemprogrammable，ISP )可重写闪存只读程序存储器的设备采用Ateml的高密度、非易失性存储技术生产、在线编程(ISP ) 由于Ateml生产的AT89S51单片机功能强大，价格低，因此采用了最传统的方法编程的闪存和通用的8位微处理器任务2彩色灯闪烁控制，图1-6AT89S51单片机的外部端子图，2，振荡电路： XTAL1，xtal 2，3，并行端口： P0，P1，P2，p3， 7、ALE/PROG :地址锁存控制信号、1、电源线： VCC(5V )、GND (接地)、4、复位端子： RST/VPD、任务双色灯闪烁控制(2)AT89S51单片机的主要性能，表1-3AT89S51单片机任务的彩色灯闪烁控制，(3)AT89S51单片机的引脚功能说明，P0端口： P0端口是8位漏极开放型双向I/O端口，即地址/数据总线多路复用端口。 可驱动8个TTL逻辑门。 访问外部存储器时，可以使用P0端口分时传输低位8位地址总线和低位8位数据总线。 Flash编程时，P0端口接收命令字节，而程序检查时输出命令字节，检查时请求外接上拉电阻。 P1端口： P1是带内部上拉电阻的8位双向I/O端口，可驱动4个TTL逻辑门。 在Flash编程和程序验证过程中，P1接收低8位地址。 表1-4为P1端口端子的第2功能说明。 表1-4P1端口端子的第二菜单、任务的彩色指示灯闪烁控制、P2端口： P2是带内部上拉电阻的8位双向I/O端口，访问外部存储器时，P2端口可用于高位8位地址总线。 可以驱动四个LSTTL栅极。 Flash编程和验证时，P2也接收上位地址和其他控制信号。 P3端口： P3端口是带内部上拉电阻的8位双向I/0端口，可驱动4个LSTTL门。 P3端口是典型的I/O端口，以及更重要的应用是其第二个功能，表1-5P3端口中的每个引脚和第二个功能表用于控制、任务彩灯的闪烁，(4)AT89S52单片机的主要性能，图1-7AT89S52单片机这是因为40引脚(参照图1-7 )、8kBFlash芯片内程序存储器、256B随机存取数据存储器(RAM )、32个外部双向输入输出(I/O )端口、5个中断优先级(双层中断)、2个16位可编程定时器任务双色闪烁控制，表1-6AT89S52单片机主要特性参数，任务双色闪烁控制，2，单片机最小工作系统，单片机最小系统包括电源、时钟电路、复位电路、管脚部分。 其中时钟电路为单片机的工作提供基本时钟，复位电路用于使单片机内部各电路的状态恢复初始值。图1-8AT89S51单片机最小系统、任务2彩色灯闪烁控制、(1)时钟电路、表1-3AT89S51单片机的主要特性参数、单片机连接引脚、XTAL1、XTAL2； 另外，连接方法、内部时钟方式、外部时钟方式、内部设备频率F=fosc/12、C1和C2的一般读取值为2030pF的陶瓷电容器、任务2彩色灯闪烁控制、(2)复位电路、单片机复位的条件可以通过在RST端子(第9端子)连接时钟频率为12MHz，如果每个机械周期为1us，则仅2us以上的时间为高电平。 (a )上电复位电路(b )按键复位电路1-10单片机常见的复位电路、任务彩色灯闪烁控制、表1-7单片机的复位状态、任务彩色灯闪烁控制、3、单片机以8051单片机为代表，对MCS-51系列单片机的构成进行说明。 8051单片机的存储器主要有内部数据存储器(IDATA区域)、外部数据存储器(XDATA区域)、内部程序存储器和外部程序存储器(将程序存储器合并称为CODE区域)四个物理存储空间。、图1-11单片机的存储器结构图、内部、外部、(PC )、中断入口地址、任务彩色灯闪烁控制、(a )与rom相关的(b)ROM中的特殊单元图1-12程序存储器结构图、(1)程序存储器、内部、外部、 (2)数据存储器、RAM存储器、RAM、专用寄存器、内部RAM存储器、工作寄存器区域选择位RS0、RS1、内部RAM低128单元、表1-9张内RAM位地址区的位地址、任务双色灯闪烁控制、任务双色灯闪烁控制， 表1-10MCS-51单片机专用寄存器地址表、内部RAM高128单元、任务双色灯闪烁控制、后续表-表1-10MCS-51单片机专用寄存器地址表、注：字节地址栏中无括号的寄存器可进行位地址的寄存器常用的特殊功能寄存器(SFR )、任务彩色指示灯的闪烁控制、程序计数器PCPC是16位计数器，其作用是控制程序的执行顺序。 该内容指示要执行的下一命令的地址(程序存储器地址)，物理上独立，在复位时为PC=0000H。 累加器ACC(Accumulator )累加器a为8位寄存器，是编程操作中最常用的专用寄存器，功能多，可以用位进行地址。 b寄存器b寄存器是8位寄存器，可作为通常的寄存器使用，也可用于乘法除法运算。 如果进行乘法运算，则b是乘数。 乘法操作后，乘积的前8位被存储到b中。 如果进行除法运算，则b存储除数。 在除法操作后，馀数被存储在b中。 任务彩色指示灯闪烁控制、程序状态字PSW(ProgramStatusWord )、CY进位/进位标志位累加器。 用于AC辅助输入/借用标志10进制调整。 F0用户定义的标志位软件位置/清零。 OV溢出标志硬件位置/清零。 P奇偶校验标志a中的1个个数是奇数P=1，除此以外的情况下P=0。 RS1、RS0寄存器区域选择控制位。 00:0区R0R710:2区R0R710:2区R0R720:3区r0r7、任务彩色指示灯闪烁控制、堆栈指针指定堆栈要素的地址、8位、可软设定初始值、复位时SP=07H。 数据指针DPTRDPTR； 指定要访问的数据存储的单元地址、16位、地址范围64KB。 DPTR=DPH DPL，也可以单独使用。 16位数据传输需要MOVDPTR，#DATA16，小贴标机，任务彩灯闪烁控制，1，确定设计方案，由AT89C51单片机、时钟电路、复位电路、电源和一个发光二极管构成最小系统，完成单一信号灯的控制、图1-13的最小作业系统方案设计框图、任务双色灯闪烁控制、2、硬件电路设计、图1-