单片机技术应用项目化教程（C语言版）（第2版） 课件 任务1.1

项目1智能电子产品开发流程任务1.1初识单片机

明确任务

智能电子产品在当今社会生活中被提及越来越多，比如智能冰箱、智能洗衣机、智能手机等等。那究竟什么样的电子产品是智能电子产品，智能化是怎么实现的？

核心是单片机。那么什么是单片机？有哪些应用？内有哪些基本结构？查阅资料相关资料例举常见单片机型号、常见应用产品。

知识链接微控制器（MicrocontrollerUnit，即MCU），就是把中央处理器CPU、存储器、定时/计数器、I/0接口、中断等集成在芯片上的微型。又称为“SingleChipMicrocomputer”，即单片机。特点：体积小、功耗低、成本低；稳定可靠；高速度、高性能；适应性强，控制功能强，使用方便。一单片机概述1单片机的发展单片机初级阶段（20世纪70午代）

Fairchild的F－8，Intel的MCS48。

单片机的完善阶段（1978年至1982年）增加多级中断、16位定时计数器、串行等Intel的MCS-51、Motorola的6801、Zilog的Z8

单片机的高级阶段（1982年以后）特征速度越来越快、功能越来越强、品种越来越多。8位、16位、32位共同发展。发展趋势制作工艺CMOS化(全盘CMOS化)

单片化(SOC设计)工业控制家电消费电子办公领域智能仪表人工智能2应用领域

二单片机结构1引脚(DIP40)

(1)电源引脚Vcc和GNDVcc(40脚)：电源端，为十5V；GND(20脚)：接地端。(2)时钟电路引脚XTAL1和XTAL2XTAL1(19脚)为内部振荡电路反相放大器的输入端。XTAL2(18脚)为内部振荡电路反相放大器的输出端。(3)输入输出引脚AT89S51单片机有4组8位可编程输入输出口，分别命名P0、P1、P2、P3口。P0.0—P0.7(39-32脚)；P1.0—P1.7(1-8脚)；P2.0—P2.7(21-28脚)；P3.0—P3.7(10-17脚)。(4)控制信号引脚RST、ALE、PSEN和EAALE／PROG(30脚)：地址锁存允许信号端。PSEN(29脚)：程序存储允许输出信号端。RST／Vp(9脚)：RST是复位信号输入端，高电平有效。EA／VPP（3l脚)：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端。以Atmel公司的FLASH型51单片机AT89S51为蓝本结构组成微型计算机单片机核心计算部件CPUCPU存储部件硬盘程序存储器ROM内存条数据存储器RAM外接设备显示器、键盘、鼠标等通过4个并行口自行设计单片机与微机结构比较2内部结构

2.1CPU结构（1）运算器算术逻辑运算单元ALU,数据算术、逻辑处理，8位；累加器ACC，8位；寄存器B，8位；程序状态字寄存器PSW，8位；D7D6D5D4D3D2D1D0CyACF0RS1RS0OV-P进位半进位用户定义工作寄存器组选择溢出标志保留奇偶位（2）控制器程序计数器PC16位自加一计数器；存放下一条指令的地址；控制程序流程指令寄存器IR用于存放指令代码指令译码器ID用于分析指令功能，根据操作码产生相应操作的控制信号

定时与控制逻辑

用于控制取指令、执行指令、存取操作数或运算结果等操作，向其他部件发出各种微操作控制信号，协调各部件工作。

采用哈佛结构，物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间。2.2存储结构存储器RAMROM

片内RAM256B,编址00H-0FFHMOV访问

可以外扩RAM64KB,编址0000H-0FFFFHMOVX访问片内ROM4KB,编址0000H-0FFFH可以外扩ROM64KB,编址0000H-0FFFFHMOC访问

2.2.1AT89S51单片机ROM程序存储器内部外部0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)中断5中断4中断3中断2中断10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中断0定时器0中断外部中断1定时器1中断串行口中断8位．．．0FFFH0FFEHEA=1EA=0程序存储器资源分布中断入口地址2.2.2AT89S51单片机RAM0000HFFFFH(64K)内部外部数据存储器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM专用

寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0区R0R7R0R7R0R7R0R71区2区3区工作寄存器区可位寻址区20H2FH7F78070030H7FH数据缓冲区/堆栈区内部RAM存储器

11第3区18H~1FH

01第1区08H~0FHRS1RS0寄存器区片内RAM地址

00第0区00H~07H10第2区10H~17H工作寄存器区选择位RS0、RS1MCS-51单片机的内部数据存储器有以下几个部分：工作寄存器区（00H—1FH）位寻址区（20H—2FH）16个字节单元可位寻址共128个位，位地址：00H—7FH)（X-20H）*8+Y其中X为字节地址，Y为位号，十六进制运算用户区（30H—7FH）该区域的80个字节单元，主要用于用户的数据存储，在该区域的单元只能以地址单元的形式进行操作。特殊功能寄存器SFR(80H—0FFH)51系列有18个特殊功能寄存器，其中3个双字节，共占21字节，离散的分部在SEF区。其中地址能被8整除的可以进行位寻址51单片机设有4个8位双向IO口，称为P0、P1、P2和P3口，共32条可编程的IO口线，每一条都能独立地用作输入或输出。P0口为三态双向口，能带8个LSTTL电路。P1、P2、P3口为准双向口（用作输入线时，必须先向锁存器写“1”），负载能力为4个LSTTL电路。关于并行输入输出端口具体结构及用法请参考“项目二”。2.3并行输入输出口51单片机共有2个16位的可编程定时/计数器，用于实现定时或计数功能，并可以定时计数中断对系统进行控制。关于定时器结构及用法请参照“项目三“。51单片机具有比较完善的中断功能，共设有5个中断源，分别是2个外部中断、2个定时计数器中断、1个串行口中断。中断可以编程配置，实现不同的控制需求，并且具备两级优先级别，可以实现二级嵌套。关于中断控制系统参照“项目四”。2.4定时器/计数器。2.5中断控制系统。51单片机内置一个全双工串行口，用于实现单片机与外部设备之间的串行数据传递。该串口功能较强，既可作为异步通信收发器，也可以作为同步移位器。关于串行口知识参照“项目四”。2.6全双工串行口任务实施本次任务主要是学生利用课余时间完成任务。