MCS-51系列单片机课件.ppt

1、MCS-51系列单片机、李世、内容、 单片机概述51单片机的应用特性51单片机的内部结构51单片机的存储结构51顺序51单片机的中断系统51单片机我国单片机年容量达到13亿枚，年增长约16%，但相对于世界市场，我国的占有率还不到1%。 架构、CISC架构自20世纪80年代中期英特尔推出MCS-48、MCS-51(1980 )、MCS-96系列以来，以专利转让的形式向许多半导体制造商，例如AMTEL、phh提供了8051核心应用：控制关系复杂时，如通信产品、工业控制系统RISC结构Microchip的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位

2、单片机响应PIC单片机，初级PIC12C5XX :世界上第一台8针低价单片机512字节ROM，25字节RAM，一个8位计时器，一条输入线，五条I/O线应用：摩托车点火器。 售价为36元/张。 可以用于简单的智能控制等对单片机体积要求高的地方，前景非常广阔。 中速8位单片机： PIC12C6XX/PIC16CXXX系列是近年来重点发展的系列产品，品种最丰富。 追加中断功能，指令周期达到200ns，包括AD、内部E2PROM数据存储器、双时钟动作、I2C和SPI接口、异步串行通信(UART )、模拟电压比较器、LCD驱动等。 包装从868脚开始可以用于高、中、低级的电子产品设置修订。 价钱正合适。

3、 PIC16C74:40领先。 包括4K ROM、192字节RAM、8路A/D、3个8位计时器、2个CCP模块、3个串行端口、1个残奥级端口、11个中断源和33个I/O管脚。 高级8位单片机： pic17CX系列pic17CX是适合高级复杂系统开发的系列产品，增加了硬件乘法器，指令周期达到160ns，成本效能最高的电机控制、音调合成等，是中速产品的8051特征，8位CPU 111指令，大部分是单字节指令21个专用寄存器逻辑操作位地址功能4kbytes程序存储器(ROM) 128bytes的数据存储器(RAM) 5个中断源，2个优先级2个外部中断，2个计数器中断和1个串行中断2个可编程计时/计数

4、器(16位) 32条I/O端口线(4*8bits残奥电平端口(P0、P1、P2或P3 ) 1个全双工串行通信端口外部ROM :程序存储器地址空间64kB外部RAM :数据存储器地址空间64kB双联40PinDIP封装单一5V电源供给工作频率为212MHz，普林斯顿(Princeton ) 结构风水.结合诺伊曼结构程序存储器和数据存储器的通用计算机分别使用哈佛(Harvard )结构8051程序存储器和数据存储器，MCS-51系列单片机的内部结构，8051管脚，管脚TXD外部中断ind Pin18 :时钟XTAL2管脚、片上振荡电路的输出端片上时钟振荡方式需要在18和19管脚外加晶体(2-12M

5、Hz )和振荡电容，振荡电容的值一般为10p-30p。 外部时钟方式使XTAL1接地，从XTAL2管脚输入外部时钟信号。 另外，当复位用Pin9:RESET/Vpd复位信号多路复用引脚通电到8051时，时钟电路开始动作，在RESET引脚上初始复位24个时钟周期以上的高电平即系统。 初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出端口全部写入高电平，堆栈指向07H，其他专用寄存器清除“0”。当RESET从高电平下降到低电平时，系统将从0000H地址运行程序。 初始复位不变更RAM (包括工作寄存器R0-R7)的状态。 RESET/Vpd仍是一种多路复用的脚，可以在Vcc关闭时将备用电源连接

6、到该脚，以防止单片机内部RAM中的数据丢失。 8051的复位方式可以是自动复位也可以是手动复位。 另外，具有程序存储器和64kB程序存储器地址空间的内部存储器8051内置4kB程序存储器(地址0000H0FFFH )。 外部存储器Pin30:ALE/PROG#、地址锁存器访问外部程序时，ALE的输出用于锁存地址的低位字节。访问内部程序存储器时，ALE侧有1/6时钟频率的正脉冲信号。 访问外部程序存储器时，ALE跳过脉冲。 此信号可用于识别单片机是否正在运行，也可作为时钟输出到外部。 Pin29:PSEN#，访问外部存储器使能外部程序存储器时，该脚部输出负的脉冲选通信号，PC的16位地址数据出现

7、在P0和P2端口，外部程序存储器将命令放置在P0端口，CPU读入Pin31:EA/Vpp、程序存储器的内/外部选择线EA为高电平、程序地址小于4kB时读取内部程序存储器指令，超过4kB时读取外部指令。 EA接地时，不使用内部程序存储器。特殊程序存储区域、系统复位区域0000H0002H:3B、接通电源后的最初的命令中断区域每个中断、8B 0003H000AH外部中断0中断区域000BH0012H时机/计数器0中断区域0013H001AH外部中断1中断区域001BH0022H定时/计数器1中断区域002 MCS-51的数据存储器组织、64kB数据存储器内部数据区域(256B )用户数据区域(12

8、8B ) 在内部数据区域、专用寄存器(SFR )、寄存器b乘法运算指令中的2个操作数除法运算指令中，除数为累加器a，除数为寄存器b，结果商为累加器a，馀数为寄存器b中存储的DPTR间地址寄存器P0、P1， P2和P3分别是MCS-51单片机的4组I/O端口锁存器、程序状态字、PSW.7(CY )进位标志位PSW.6(AC )进位辅助标志位PSW.5(F0)用户标志位PSW 寄存器组选择位PSW.4状态当中的一个状态包括两个节拍：将与前半周期对应的节拍定义为P1，将与后半周期对应的节拍定义为P2。 机器周期每个机器周期有6种状态，分别标记为S1-S6。 命令周期可能包含单字节、双字节和三字节命令

9、。 机器周期、外部程序存储器读取、外部数据存储器读取、MCS-51单片机的指令时间、时间/计数器、T/C的控制寄存器、动作模式选择： TMOD、起停控制： TCON通常T/C T1 13比特计数模式： TH TL的低阶5比特16比特计数模式：当TL溢出时，TH TL前进到TH，而当所有13比特计数器溢出时，TH TL前进到计数器溢出标志比特TF。 TR、GATE、INT :控制定时/计数的开始停止、T/C方式2(M1M0=10 )、循环计数模式8位计数、T/C方式3(M1M0=11 )、定时/计数器0作为计数器或计时器使用TH0只能作为简单的计时器使用，另外，由于定时/计数器0的控制比特被TL

10、0占有，所以只能借用定时/计数器1的控制比特TR1和TF1。 定时/计数器1不能在模式3下操作，并且此时可以处于其它模式(0/1/2)。串行通信、4个动作模式SM0、SM1 :模式控制多机通信SM2 :多机通信控制位、串行通信动作模式、模式0:8bits同步动作模式接收， 发送的同时，通过RXD TXD同步脉冲波特率固定模式1:10bits异步模式支持RXD接收TXD发送1bit开始、8bits数据、1bit停止波特率可变方式2:11bits异步方式1bit开始、8bits数据、1bit数据在1位停止数据位8 (第9位) SCON中，串行通信波特率、波特率固定方式1 :时钟的12分频方式2:

11、SMOD1、时钟的12分频的1/32 SMOD0、时钟的12分频的1/64波特率调整、MCS-51 5个中断源EA: CPU中断许可位ES :串行端口中断掩码ETn :计时器/计数器n中断掩码EXn :外部中断掩码、中断优先级、2阶段中断：每个高优先级和低优先级的中断源高中断按每个机器周期依次检查各中断源，在下一个机器周期响应最上位的中断请求，优先处理在机器周期的S6中全部启动的中断请求的条件CPU允许中断当前的机器周期是执行指令的最后的机器周期， 如果CPU没有处理RETI命令、IE和访问IP的命令MCS-51，则响应中断，中断相关问题的总结，中断源识别两个外部： TCON中的IE位外部中断

12、触发信号类型TCON中的IT位：边缘触发电平触发2个计时器： TCON中的TF位1个串行： SCON中的TI、RI位中断掩码： IT、MCS-51地址方式、即时数地址MOV A、#0AH； 加法器a代入MOV 50H、#50H； 不要！ 不要！ 不要！ 不要！ 寄存器地址MOV A，R0直接地址MOV A，0AH寄存器间地址MOV A，R0； 芯片上RAM MOVX A、R0； 芯片外RAM相对地址JC 55H； 转发PC 55H位地址CLR P1.2基地址相加索引地址JMP A DPTR； DPTR是基地址寄存器，a是索引寄存器，MCS-51指令系统， 传输指令一般传输指令储存器传输指令堆叠

13、指令算术运算指令加减除法运算指令清除取数移位逻辑或异或逻辑转移指令调用反馈无条件转移比较转移空操作指令比特处理指令比特传输比特逻辑运算比特转移单片机电视I2C总线系统汽车CAN总线系统、集成电路(I2c )总线、飞利浦80年代开发的音频和视频设备的简单性和有效性：双线串行多主总线是连接微控制器及其外围设备的总线一个主控可以控制信号的传输和时钟频率。 什么时候只能有一个大师。 带I2C接口的单片机包括CYGNAL的C8051F0XX系列、PHILIPSP87LPC7XX系列和MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。 很多外围设备，如内存和显示器芯片，也提供I2C接口。 架构、I2C总线是由

14、数据线SDA和时钟SCL组成的串行总线，可进行数据的收发。 在CPU与受控IC之间、在IC与IC之间双向传输的各个电路和模块具有固有的地址，在信息传输期间，连接到I2C总线的各个模块电路既是主设备(或者受控设备)，又是发送器(或者接收器)。 来自CPU的控制信号分为地址代码和控制量两个部分地址代码：接通地址选择即需要控制的电路，决定控制的种类的控制量：决定调整的种类(对比度、亮度等)和需要调整的量。 I2C总线的信号、启动信号： SCL为高电平时，SDA从高电平转移到低电平，开始数据的传输。结束信号： SCL为低电平时，SDA从低电平迁移到高电平，结束数据的传输。 响应信号：收到数据的IC在收

15、到8位数据时，向发送数据的IC发送特定的低电平脉冲，表示收到数据。 在向控制单元发送了信号之后，CPU等待控制单元发送响应信号，并且在接收到响应信号之后，CPU根据情况确定是否继续发送信号。 如果没有接收到响应信号，则判断为控制单元发生故障。 时钟同步和时钟信号从每个父设备生成。 时钟信号由各主设备产生的异步时钟信号的“线和”SCL低电平时间由各时钟最长的低电平决定，SCL高电平时间由各时钟最短的高电平决定，传输控制、主设备产生串行时钟(SCL ) SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间变化，SCL为高电平的期间SDA状态的变化用于表示起始和停止的条件。控制字节(寻址)在开始条件后，设备控制字节的前4位必须是设备类型标识符EEPROM。 一般来说，1010的后3位是读写切片的最后一位，1是读写动作，0是写入动作。 写入动作、写入动作，字节写入和页写入2种操作页写入根据芯片的一次加载字节的不同而不同。 读取动作、读取动作有当前的地址读取、随机读取、顺序读取3个基本动作。 依次读取的时序图。 最后一个读取操作的第九个时钟周期不是“不