单片机课件 项目1-单片机最小系统

项目1单片机最小系统单片机最小系统单片机最小系统是指由最少元件组成的可以运行的系统，是构成其他系统的基础。问题：单片机内部有哪些部件？单片机系统运行有什么条件？构成单片机最小系统需要添加哪些元件？单片机与这些元件如何连接？01.单片机内部结构03.单片机外部引脚04.复位和时序电路主要内容02.单片机存储器组织05.单片机最小系统01.单片机的内部结构8位CPU片内ROM，4kB片内RAM，128B可编程的I/O口16位定时器/计数器2个5个中断源全双工串行口MCS-51单片机内部结构框图01.内部结构02.存储器组织04.时序及接口电路05.最小系统构成03.引脚INTELMCS-51系列单片机一览表不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。注意：02.存储器地址空间的组织RAM和ROM统一编址X86系列属于该结构RAM和ROM分别编址51系列、AVR系列等属于该结构01.内部结构02.存储器组织04.时序及接口电路05.最小系统构成03.引脚（2）51单片机的存储器组织程序存储器ROM数据存储器RAM共有4个物理存储空间：片内RAM、片内ROM、片外RAM、片外ROM在逻辑上，分为3个存储空间，即片内RAM、片外RAM、ROM。各类存储器分别编址，属于哈佛结构（2）51单片机的存储器组织（3）程序存储器ROM当EA=1时，使用方案1

：4KB以内的地址在片内ROM，大于4KB的地址在片外ROM中，两者共同构成64KB空间；当EA=0时，使用方案2

：片内ROM被禁用，全部64KB地址都在片外ROM中。作用：存放程序、表格或常数，具有非易失性特点：片内ROM与片外ROM可有2种组合方案（4）数据存储器RAM低128B（00H～7FH）为普通RAM区

①工作寄存器区（00H～1FH）②可位寻址区（20H～2FH）③用户RAM区（30H～7FH）高128B（80H～FFH）为特殊功能寄存器区①②③30H01.总结构02.工作寄存器区03.位寻址区04.用户RAM区05.特殊功能寄存器区（4）数据存储器RAM30H01.总结构02.工作寄存器区03.位寻址区04.用户RAM区05.特殊功能寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R7工作寄存器区3工作寄存器区2工作寄存器区1工作寄存器0区(组)PSW7PSW6PSW5PSW4PSW3PSW2PSW1PSW0CyACF0RS1RS0OV-P程序状态字PSW：存放指令执行后的状态汇编语言中，使用寄存器名称访问这些寄存器Eg：MOVR0，#30H（4）数据存储器RAM01.总结构02.工作寄存器区03.位寻址区04.用户RAM区05.特殊功能寄存器区30H每个单元都有一个字节地址每个单元都有8个不同的位地址，共有128个位地址位寻址区可以字节地址和位地址两种方式存取数据。（4）数据存储器RAM01.总结构02.工作寄存器区03.位寻址区04.用户RAM区05.特殊功能寄存器区30H用户RAM区共有80个存储单元；每个单元都有一个字节地址，但没有位地址，也没有寄存器名。作用：作为堆栈区和中间数据存储区使用Eg：字节地址访问unsignedchari_at_0x20；//i为字节类型、默认片内RAM，地址0x20单元i=0x35;Eg：位地址访问bitflag；//flag为位类型，在位寻址区flag=1；存储类型的定义及特点SMALL系统COMPACT系统LARGE系统不同编译模式的默认存储类型Eg：字节地址访问unsignedchardatai_at_0x20；//i在片内RAM的低128字节bitbdataflag；//flag为位类型，在位寻址区（4）数据存储器RAM01.总结构02.工作寄存器区03.位寻址区04.用户RAM区05.特殊功能寄存器区51单片机共有21个特殊功能寄存器（SpetialFunctionRegister，SFR），离散分布在80H-0FFH地址空间。其中8个可以位寻址。作用：反映单片机的工作状态，承担着51单片机内部资源的管理工作。使用：sfrP0=0x80；//reg51.h头文件中对SFR的定义P0=0x35；//SFR的使用03.MCS-51单片机的引脚DIP双列直插式封装SOP小外形封装QFP方形扁平封装01.内部结构02.存储器组织04.时序及接口电路05.最小系统构成03.引脚单片机的封装形式单片机的引脚学习引脚的几个注意事项：1、方向2、有效电平3、功能8051单片机的引脚按其功能可分为三个部分：1.电源及时钟引脚VCC、VSS电源、地XTAL1,XTAL2晶振2.控制引脚RESET复位PSEN访问外部程序存储器的读选信号ALE地址锁存允许信号EA外部程序存储器访问控制信号3.I/O口引脚P0、P1、P2、P3P3为双功能复用口04.时序及接口电路内部OSC+外部时钟电路C1、C2≈30pF石英晶体内部OSC

+外部时钟脉冲（1）时钟电路：时钟频率一般为6～12MHz01.内部结构02.存储器组织04.时序及接口电路05.最小系统构成03.引脚时间的度量时间度量：时钟周期T（或节拍）、状态周期S、机器周期T机、指令周期1个机器周期T机=12*T1个指令周期约为1～4个机器周期以外接晶振频率fosc=12MHz为例TT机执行乘法指令大约需要4T机乘法指令的指令周期为4μs时序的概念时序是对象（或引脚、事件、信息）间按照时间顺序组成的序列关系。时序图亦称为波形图或序列图，纵坐标表示不同对象的电平，横坐标表示时间（从左往右为时间正向轴），通常坐标轴可省略。单片机访问片外RAM的时序2、满足什么条件才能复位？在RST引脚输入2个机器周期以上的高电平。1、什么时候需要复位？给系统上电时需要复位必要的时候需要手动复位根据程序或电路运行的需要复位3、复位电路的设计4、复位后单片机的状态（2）复位电路：复位的几个关键问题如下。（2）复位电路复位电路的设计复位后单片机的状态复位——使单片机恢复原始默认状态。特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态PC0000HTMOD00HA00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0-P3FFH