C51单片机01(入门)

1、51系列单片机第第1章章 单片机入门单片机入门什么是单片机？什么是单片机？ CPU、内存、内存ROM、内存、内存RAM、并行接口电、并行接口电路、串行接口电路、中断控制器、定时器路、串行接口电路、中断控制器、定时器集成在一个芯片上集成在一个芯片上 作为嵌入式系统的一个核心部件作为嵌入式系统的一个核心部件 内部资源非常有限，需要节约使用内部资源非常有限，需要节约使用 如果内部资源不够用，可以选用更高级的如果内部资源不够用，可以选用更高级的单片机产品类型，但一般不需要考虑外部单片机产品类型，但一般不需要考虑外部扩展扩展51系列单片机芯片简介系列单片机芯片简介 生产厂家很多，同类产品型号也很多生产厂

2、家很多，同类产品型号也很多 封装样式封装样式 双列直插式（双列直插式（DIP)，40引脚（实验用）引脚（实验用） QFP，44引脚（工程用）引脚（工程用） P0、P1、P2、P3共共4个个8位数据端口位数据端口51系列单片机外部引脚结构系列单片机外部引脚结构12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/R

3、DXTAL2XTAL1VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.080C 51/ 89C5151系列单片机最小系统系列单片机最小系统Y112MHzC915PC810uFS1SW-PBALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021

4、P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND2089S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCR610KR4100R510KC1015PX1X2单片机时钟电路单片机时钟电路Y112MHzC915PALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145

5、P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND2089S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27C1015PX1X2单片机复位电路单片机复位电路C9C810uFS1ALEWRRDRXDTXDINT0EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT

6、012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10VCC40GND2089S52VCCPSENP10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27VCCR610KR4100R510K51系列单片机的内部资源系列单片机的内部资源 至少至少4

7、KB Flash ROM 至少至少128字节字节 RAM 至少至少2个定时器通道个定时器通道 至少至少2级中断级中断 同为同为51系列单片机，不同型号的内部资源系列单片机，不同型号的内部资源会有显著不同会有显著不同单片机开发板单片机开发板HOT51简介简介HOT-51开发板实体图开发板实体图单片机开发板单片机开发板HOT51的通信接口的通信接口USB接口接口异步通信接口异步通信接口单片机开发板单片机开发板HOT51的的USB接口接口USB接口接口选择跳线选择跳线单片机开发板与上位机的连接单片机开发板与上位机的连接接向上位机接向上位机注意跳线注意跳线单片机开发板与上位机的连接单片机开发板与上位机

8、的连接 上位机可以是上位机可以是PC或笔记本，或笔记本，PC上面通常有上面通常有多个多个USB端口，每个端口，每个USB映射到一个映射到一个COM端口（大多数笔记本计算机已取消了端口（大多数笔记本计算机已取消了COM端口），开发板上通过端口），开发板上通过PL2303实现转换实现转换 USB端口既提供串行通信，又提供电源端口既提供串行通信，又提供电源J24如果开发板连接到上位如果开发板连接到上位机的机的USB端口，跳线应端口，跳线应该接到该接到J24中下端中下端(默认默认)USB映射映射COM端口的查看与选择端口的查看与选择先连接开发板到先连接开发板到USB端口中，然后查看设端口中，然后查看设

9、备管理器，确认使用备管理器，确认使用了哪个了哪个COM端口端口Windows检测到检测到USB端口连接设备之后，端口连接设备之后，设备管理器才把设备管理器才把USB映射到一个映射到一个COM端口端口目标程序下载到单片机目标程序下载到单片机根据开发板连接到哪根据开发板连接到哪一个一个USB端口，决定端口，决定COM端口的选择端口的选择创建一个新的项目创建一个新的项目 51系列包括系列包括选择目标设备选择目标设备这是我们当前使用的这是我们当前使用的MCU类型类型注意观察当前选用的注意观察当前选用的MCUMCU的结构组成描述的结构组成描述要不要拷贝标准启动代码？要不要拷贝标准启动代码？一般来说是没有

10、必要的一般来说是没有必要的现在已经创建了一个新的项目现在已经创建了一个新的项目一般来说启动代码是没有必要的一般来说启动代码是没有必要的添加新的程序文件添加新的程序文件程序文件与项目文件最好在一起程序文件与项目文件最好在一起创建并且保存程序文件创建并且保存程序文件C语言代码语言代码程序文件添加到项目程序文件添加到项目右击这里右击这里单击这里单击这里程序文件添加到项目之后单击程序文件添加到项目之后单击Close按钮按钮编译程序文件编译程序文件这就意味着程序没错这就意味着程序没错设置必要的选项设置必要的选项这样设置，写程序方便些这样设置，写程序方便些自动缩进自动缩进设置晶振频率设置晶振频率 本机学习

11、板的晶振频率为本机学习板的晶振频率为11.0592MHz晶振频率晶振频率创建创建HEX文件文件设置调试方式设置调试方式 Simulator 在在PC机上仿真运行机上仿真运行这才是真正的在这才是真正的在单片机上运行单片机上运行程序下载步骤程序下载步骤选择单片机型号（选择单片机型号（STC90C516RD+）选择要下载的选择要下载的HEX（打开程序文件）（打开程序文件）如果用如果用PL2303，接，接USB线；如果用线；如果用MAX232，接串口线（注意跳线，接串口线（注意跳线J24）选择端口（选择端口（COM1COM16）单片机断电，然后按单片机断电，然后按“Download/下载下载”单片机加

12、电，执行下载操作并运行程序单片机加电，执行下载操作并运行程序HOT-51开发板程序下载开发板程序下载1.选择单片机型号（选择单片机型号（STC90C516RD+）HOT-51开发板程序下载开发板程序下载2.选择要下载的选择要下载的HEX（打开程序文件）（打开程序文件）下载接口线的选择与跳线连接（串口）下载接口线的选择与跳线连接（串口）RS232接口接口下载接口线的选择与跳线连接（下载接口线的选择与跳线连接（USB）USB接口接口HOT-51开发板程序下载开发板程序下载4.选择端口（选择端口（COM1COM16）单片机断电，然后按单片机断电，然后按“Download/下载下载”按按“Downlo

13、ad/下载下载”之后之后MCU加电之后加电之后添加程序文件添加程序文件保存程序文件保存程序文件程序文件添加到项目程序文件添加到项目程序文件添加到项目之后执行程序文件添加到项目之后执行Close51系列单片机主要特点系列单片机主要特点 8位位CPU 片内带片内带128字节数据存储器，字节数据存储器，4KB程序存储程序存储器器 程序存储器寻址空间程序存储器寻址空间64KB 128个用户位寻址空间个用户位寻址空间 21个字节特殊功能寄存器个字节特殊功能寄存器 4个个8位并行位并行I/O接口接口 2个个16位定时器位定时器/计数器计数器 2个优先级别的个优先级别的5个中断源个中断源 1个全双工串行接口

14、个全双工串行接口2.2 MCS-51单片机的结构原理单片机的结构原理MCS-51内部结构内部结构运算部件运算部件 ALU 累加器累加器ACC B寄存器寄存器 暂存器暂存器 标志寄存器标志寄存器PSW 实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据实现算术运算、逻辑运算、位运算、数据传输传输B寄存器寄存器 辅助寄存器，为乘除法指令而设置辅助寄存器，为乘除法指令而设置 乘法运算前，累加器乘法运算前，累加器A和寄存器和寄存器B存放乘数存放乘数和被乘数和被乘数 运算后，寄存器运算后，寄存器B和累加器和累加器A存放结果存放结果 除法运算前，累加器除法运算前，累加器A和寄存器和寄存器B存入被除存入被除数和除数数和除

15、数 运算后，存放商和余数运算后，存放商和余数标志寄存器标志寄存器PSW C 进位进位 AC 辅助进位辅助进位 F0 用户标志位用户标志位 RS1、RS0 寄存器组选择位寄存器组选择位 OV 溢出标志位溢出标志位 P 奇偶标志位奇偶标志位(当当1的个数为奇数的个数为奇数时，时，P置位）置位）RS1、RS0工作寄存器组选择工作寄存器组选择RS1RS0工作寄存器组工作寄存器组000组（组（00H07H）011组（组（08H0FH）102组（组（10H17H）113组（组（18H1FH）标志位实例标志位实例 MOVA,#67H ADD A,#58H0110 01110101 10001011 1111

16、+问题：问题：有没有进位？有没有进位？有没有半进位？有没有半进位？有没有溢出？有没有溢出？1 1的个数是奇数还是偶数？的个数是奇数还是偶数？标志：标志：C=0A=0OV=0P=1控制部件控制部件 包括：包括： 定时和控制电路定时和控制电路 指令寄存器指令寄存器 指令译码器指令译码器 程序计数器程序计数器PC 堆栈指针堆栈指针SP 数据指针数据指针DPTR 信息传送控制部件信息传送控制部件 作用：作用： 产生产生CPU时序，从时序，从ROM中取指令，译码产生控中取指令，译码产生控制信号，使各功能部件产生相应的操作制信号，使各功能部件产生相应的操作2.2.4 MCS-51单片机的存储结构单片机的存

17、储结构 程序存储器程序存储器存放程序、固定常数和数存放程序、固定常数和数据表格据表格 数据存储器数据存储器用作工作区及存放数据用作工作区及存放数据 程序存储器和数据存储器各有自己的寻址程序存储器和数据存储器各有自己的寻址方式、寻址空间和控制系统方式、寻址空间和控制系统程序存储器程序存储器 用于存放单片机的工作程序，在控制器的用于存放单片机的工作程序，在控制器的控制下，依次从程序存储器中取出指令，控制下，依次从程序存储器中取出指令，送到送到CPU执行执行 程序计数器程序计数器PC用来存放要执行的指令用来存放要执行的指令地址，每取出一条指令，内容自动加地址，每取出一条指令，内容自动加1,指向指向下

18、一条要执行的指令下一条要执行的指令程序存储器的地址重叠问题程序存储器的地址重叠问题 EA=0 选片外存储器选片外存储器 EA=1 选片内存储器选片内存储器程序存储器存放表格程序存储器存放表格 查表指令查表指令 MOVC A, A+DPTR MOVC A, A+PC03FH106H25BH34FH466H56DH67DH707H87FH96FHA77Hb7CHC39Hd5EHE79HF71Habcdefg程序存储器的程序存储器的7个特殊地址个特殊地址 0000H系统程序的启动地址（在这里放一条系统程序的启动地址（在这里放一条绝对转移指令，转到真正的主程序起始地址）绝对转移指令，转到真正的主程序起

19、始地址）表表2.2 中断的入口地址中断的入口地址中断源中断源入口地址入口地址外部中断外部中断00003H定时器定时器/计数器计数器0000BH外部中断外部中断10013H定时器定时器/计数器计数器1001BH串行通信端口串行通信端口0023H定时器定时器/计数器计数器2（仅（仅52系列）系列）002BH程序存储器空间分配示意图程序存储器空间分配示意图数据存储器数据存储器 用于存放程序执行时所需的数据用于存放程序执行时所需的数据工作寄存器组区工作寄存器组区 共共32字节，分成字节，分成4组，由程序状态寄存器组，由程序状态寄存器PSW中中的的RS1、RS0选择选择 每组每组8个寄存器，个寄存器，R

20、0R7RS1RS0工作寄存器组工作寄存器组000组（组（00H07H）011组（组（08H0FH）102组（组（10H17H）113组（组（18H1FH）位寻址区位寻址区堆栈区与堆栈指针堆栈区与堆栈指针 安排在安排在2FH以后的数据存储区以后的数据存储区 主要为子程序调用和中断调用而设立主要为子程序调用和中断调用而设立 功能：功能： 保护断点保护断点 保护现场保护现场 堆栈指针堆栈指针SP 从地址低端向高端延伸从地址低端向高端延伸 入栈时，入栈时，SP+1,数据存入数据存入 出栈时，按出栈时，按SP指向单元取出数据，指向单元取出数据，SP-1 复位时，复位时，SP的初值为的初值为7特殊功能寄存

21、器（特殊功能寄存器（SFR) 用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行接口、用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行接口、串行接口、定时器串行接口、定时器/计数器、中断等功能模块计数器、中断等功能模块 地址空间为地址空间为80HFFHMCS-51单片机的输入单片机的输入/输出接口输出接口P0口的一位结构口的一位结构=1控制控制=“1”=“1”，P0P0作为地址作为地址/ /数据分时复用总线使用数据分时复用总线使用P0口的一位结构口的一位结构=0漏极开路漏极开路反相反相反相反相控制控制=“0”=“0”，P0P0作为通用作为通用I/OI/O接口使用接口使用P0口作为通用口作为通用I/O接口时应注意接口时应

22、注意（1）输出数据时，由于）输出数据时，由于V2截止，输出端为截止，输出端为漏极开路，要使漏极开路，要使“1”信号正常输出，必须信号正常输出，必须外接上拉电阻外接上拉电阻（2）输入数据前，应先向）输入数据前，应先向P0口写口写“1”，使，使输出输出V1、V2均截止均截止P1口的一位结构口的一位结构P2口的一位结构口的一位结构1P2口的一位结构口的一位结构0P3口的一位结构口的一位结构第二功能输出第二功能输出时，必须时，必须Q=1P3口的第二功能口的第二功能输入输入/输出引脚输出引脚 P0准双向准双向I/O接口，接片外存储器或扩接口，接片外存储器或扩展展I/O时，分时复用为低时，分时复用为低8位

23、地址总线和双向位地址总线和双向数据总线数据总线 P1准双向准双向I/O接口接口 P2准双向准双向I/O接口，接片外存储器或扩接口，接片外存储器或扩展展I/O时，作为高时，作为高8位地址总线位地址总线 P3准双向准双向I/O接口，第二功能接口，第二功能控制线控制线（1）ALE/PROG(地址锁存允许地址锁存允许/编程编程) 地址锁存信号输出端，每个机器周期内输地址锁存信号输出端，每个机器周期内输出两个脉冲出两个脉冲 访问片外程序存储器期间，下降沿用于锁访问片外程序存储器期间，下降沿用于锁存存P0输出的低输出的低8位地址位地址 不访问片外程序存储器期间，可作为对外不访问片外程序存储器期间，可作为对

24、外输出的时钟脉冲或用于定时输出的时钟脉冲或用于定时控制线控制线（2）PSEN 片外程序存储器读选通信号输出端，低电片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效平有效 从外部程序存储器读取指令或常数期间，从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期该信号有效两次，通过数据每个机器周期该信号有效两次，通过数据总线总线P0口读回指令或常数口读回指令或常数 访问片外数据存储器期间，访问片外数据存储器期间，PSEN不出现不出现控制线控制线（3）RST上电复位或掉电保护上电复位或掉电保护（4）EA 片外程序存储器选用端片外程序存储器选用端 低电平时选用片外程序存储器低电平时选用片外程序存储器 高电平时选用片内程序存储器高电平时选用片内程序存储器外接晶体引脚外接晶体引脚2.3.2 片外总线结构片外总线结构地址总线地址总线16位，寻址范围位，寻址范围64KB数据总线数据总线8位，位，P0口提供口提供控制总线控制总线第二功能状态下的第二功能状态下的P3口及口及RST、EA、ALE、PSEN51单片机的工作方式单片机的工作方式 复位方式复位方式 程序执行方式程序执行方式 单步执行方式单步执行方式 掉电和节电方式掉电和节电方式 编程和校验方式编程和校验方式2