单片机接口与技术演讲稿.ppt

1、单片机原理及接口技术,任课教师：范 娟,第 1章 MCS-51单片机结构,1.1 MCS-51单片机内部结构 1.2 存储器 1.3 特殊功能寄存器 1.4 时钟电路与复位电路,华中科技大学文华学院,课程回顾,结构框图,课程回顾,华中科技大学文华学院,片内数据存储器空间分布图,课程回顾,华中科技大学文华学院,特殊功能寄存器,SFR (Special Functional Register) 见表2-7 与ALU相关的（3个） A Register (Accumulator)：累加器，通常用A或ACC表示。可字节寻址(E0H)，也可位寻址(E0HE7H) B Register：暂存寄存器，在做乘

2、、除法时放乘数或除数及结果。 PSW (Program Status Word )：8位寄存器，用于作为程序运行状态的标志。这是一个很重要的部件，里面存放了CPU工作时的很多状态，借此，我们可以了解CPU的当前状态，并作出相应的处理。,华中科技大学文华学院,存储器,发展趋势：,高128个单元,离散分布有21个特殊功能寄存器SFR。(Specific Function register）, 11个可以进行位寻址。,特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用寄存器符号，也可用寄存器单元地址。,RS1、RS0：工作寄存器组选择位。 P：奇偶校验位，它用来表示累加器A内容中二进制数“1”的个

3、数的奇偶性。若为奇数，则P=1，否则为0。 OV：溢出标志位。有符号数运算时，如果发生溢出，OV置“1”，否则清“0”。 F0：用户标志位。作为软件标志，由编程人员决定何时使用,华中科技大学文华学院,特殊功能寄存器,CY：进位标志。加减运算时，保存最高位进位、借位状态 AC：半进位标志,华中科技大学文华学院,特殊功能寄存器,与指针相关的（2个） SP (Stack Pointer)：堆栈指针，8位寄存器，用来指定堆栈的栈顶位置，初值为07H。它是加1计数。 DPTR (Data Pointer)（分成DPH、DPL两个）：数据指针可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，也可以作为通用寄存器来

4、用，由我们自已决定如何使用。,与端口相关的（7个）,P0、P1、P2、P3 SCON （Serial port Control register） SBUF （Serial date Buffer） PCON （Power Control register）,华中科技大学文华学院,特殊功能寄存器,与定时/计数器相关的（6个）,与中断相关的（2个）,TMOD（Timer /Counter Mode Control register） TCON （Timer /Counter Control register ） TH0、TL0 、TH1、TL1：分别是Timer0、Timer1 的记数初值寄存器

5、。,IP (Interrupt Priority register) IE (Interrupt Enable register),华中科技大学文华学院,堆栈,标准51系列单片机的内部RAM堆栈 堆栈是在RAM区中划定的一个区域，对该区域RAM单元的读写操作必须遵守特定的顺序。比如先进先出，或先进后出原则。 堆栈的作用主要用在子程序的调用过程中或作为特殊的数据交换区。 堆栈的开辟 栈顶的位置由SP（堆栈指针）寄存器指示。 复位时SP的初值为07H，在系统初始化时可以根据用户的需要重新设置。 标准8051的堆栈一般设在30H7FH的范围内。,PUSH PUSH PUSH,华中科技大学文华学院,4

6、0H 41H 42H,51单片机的数据存储器管理,标准51系列单片机的内部RAM堆栈 堆栈的操作,40H 41H 42H,入栈过程,POP 42H POP 41H POP 40H,出栈过程,先进后出 后进先出,40H,41H,42H,华中科技大学文华学院,时钟电路与复位电路,一、MCS-51单片机的基本电路,接电源,时钟电路,复位电路,存储器设置电路,华中科技大学文华学院,时钟电路与复位电路,一、时钟电路与时序 时钟电路用于产生MSC-51单片机工作时所需的时 钟信号。,1.时钟产生方式,内部振荡方式,各指令的微操作在时间上有严格的次序，这种微 操作的时间次序称为时序。,华中科技大学文华学院,

7、时钟电路与复位电路,时钟脉冲产生电路,外部时钟方式,华中科技大学文华学院,时钟电路与复位电路,2.时钟信号 振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，其大小 是时钟信号频率（fosc）的倒数。 状态周期：振荡频率经单片机内的二分频器分频后提 供给片内CPU的时钟周期，由2个时钟周期组成。 机器周期：由12个时钟周期或6个状态周期组成 指令周期：执行一条指令所需的时间。一个指令周期 由14个机器周期组成。,单周期指令一个机器周期 双周期指令两个机器周期 乘除两条指令四个机器周期,华中科技大学文华学院,时钟电路与复位电路,1个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期,华中科技大学文华学院,时钟电路与复

8、位电路,二、复位电路 复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确 定的初始状态。 MCS-51系列的单片机复位方法为：在RST上加一个 维持两个机器周期以上的高电平，则单片机被复位。,常用的MCS-51单片机复位电路 上电自动复位电路 手动复位电路 “看门狗”复位电路,华中科技大学文华学院,阻容上电自动复位电路,单片机可靠复位条件: 使RST引脚持续10 ms以上高电平(外部时钟12MHz),这种电路利用电容上电压不能突变而是按指数规律上升或下降的特性 ,产生所需的复位脉冲,优点：使用最为普遍且成本低廉的复位电路 缺点：在电源出现瞬时跌落的情况下，将无法获得参数符合要求的复位脉冲或根本无法产生复位脉冲。,华中科技大学文华学院,手动复位电路,在系统运行过程中，有时可能需要对系统进行复位，以避免对硬件经常加电或断