单片机课件 第02章
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单片机电子课件第2章
4.定时/计数器
用于实现内部定时或外部计数的功能。 AT89S51 内部有2个16位的定时器/计数器。
5.并行I/O口
用于实现与外部设备中数据的并行输入和输出, 一些I/O口还具有其他功能。AT89S51/52内部共有 四个8位的并行I/O口(P0、P1、P2、P3)。
6.全双工串行口
AT89S51/S52有一个全双工异步串行口,以实现单片机 与外部设备之间的串行数据传送。
2.1.1 单片机的内部结构
1.中央处理器(CPU)
CPU也叫中央处理器,是单片机的核心部件, 主要完成单片机的运算和控制功能。 (1)运算器:包括算术逻辑单元ALU、布尔 处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1 和TMP2、程序状态字PSW寄存器及十进制调整 电路等。 (2)控制器:包括定时控制逻辑、指令寄存 器、译码器以及信息传送控制部件等,以实 现控制功能。
⑶数据缓冲区(用户RAM区) (20H ~2FH)。 80单元,作为内外数据交换时的缓冲单元,80C51堆栈也设在此区。
2.片外数据存储器
⑴ 扩展空间:64KB ⑵ 片内RAN和片外RAN是两个地址空间 ⑶ MCS-51单片机片外数据存储器和I/O口是统一编址的
2.4 特殊功能寄存器SFR
特殊功能寄存器(Special Function Registers)也叫专用寄存器,主要用于管 理片内和片外的功能部件。80C51有21个(80C52有27个)特殊功能寄存器,它们离散 地分布在片内数据储存器高128字节(地址为80H~FFH)。
(3)双数据指针寄存器DPTR0/1
在AT89S51/52中有2个16位的数据指针寄存器DPTR0和DPTR1,它们主要用存放 外接的存储器和I/O接口电路的16位地址,作为间址寄存器使用。它们也可拆成两 个独立的8位寄存器DPH和DPL。 80C51指令系统中数据指针只有DPTR一种表示方法,其默认的是DPTR0。 通过辅助寄存器1(AUXR1)的DPS位的设置可选择DPTR0或DPTR1,当DPS=0时, 选择DPTR0指针;当DPS=1时,选择DPTR1指针。用户在使用数据指针之前,应先设 置DPS的值,其默认的数据指针寄存器是DPTR0。
《单片机第二章》PPT课件
系列
片内存储器(字节)
定时器 并行 串行 中
无
片内ROM
片内 计数器
有ROM 有EPROM RAM
I/O
I/O
断 源
Intel MCS-51 子系列
8031 8051
8751
128
80C31 80C51 87C51 字节
(4K字节) (4K字节)
2x16
4x8位
1
5
Intel MCS-52 子系列
8032 8052
单片机中唯一一个用户可使用的16位寄存器。
h
8
5.定时控制部件与时序
功能:在规定的时刻发出各种操作所需的全部内 部和外部的控制信号,协调各功能元件工作,完 成指令所规定的功能。
主要任务:产生一个工作时序,其工作需要时钟 电路提供一个工作频率。
h
9
单片机的引脚定义
从一片集成电路的角度去认识单片机
认识单片机的引脚 MCS-51单片机40脚
Vcc, GND
2
XTAL1, XTAL2 2
RST
1
EA/Vpp
1
ALE/PROG
1
PSEN
1
P0.0—P0.7 8 P1.0—P1.7 8 P2.0—P2.7 8 P3.0—P3.7 8
40个引脚双排直插DIP封装,大致可分为4类:电源、时钟、 控制和I/O引脚。
单片机的引脚(电源端)
Vcc (引脚40): 正电源端 (+5V/3.3V/2.7V) 不同的单片机可以允许不 同的工作电压,不同的单 片机表现出的功耗也不同端)
Vcc, GND:正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V) XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
单片机第二章课件
第2章 80C51单片机的结构
80C51单片机组成及引脚 80C51存储器结构 复位与时钟
单片机原理与应用
制作:苏长赞
2.1 80C51单片机组成及引脚
2.1.1 80C51单片机组成
内部总线
内部各模块通过内部总线与CPU相连,包括以下几个部分:
(1) CPU:80C51的CPU是8位的,另外80C51内部有1个位处理器。 (2) ROM:4KB的片内程序存储器,存放开发调试完成的应用程序。 (3) RAM:256B的片内数据存储器,分几个区,容量虽小,作用非常大。 (4) I/O口:P0~P3,共4个口32条双向且可位寻址的I/O口线。 (5) 中断系统:5个中断源(3个内中断,2个外中断), 2个优先级的中断系统。 (6) 定时器/计数器:2个16位的可编程的定时器/计数器。 (7) 通用串行口:全双工通用异步接收器/发送器UART(通用串行口)。 (8) 时钟振荡器:外接晶振与内部电路构成时钟振荡器为CPU提供时钟信号。 (9) 总线控制:80C51对外提供若干控制总线,便于系统的扩展。
7) 串行口数据缓冲器SBUF 80C51的串行通信数据都是经过数据缓冲器(SBUF)来发送和接收 的,当数据被写入SBUF时,实际上是被送到发送缓冲器并启动发送; 当从SBUF中读取数据时,实际上是读入接收缓冲器中的内容。
8) 定时器/计数器T0寄存器
定时器/计数器T1寄存器
寄存器TH0、TL0和THl、TL1分别为定时器/计数器T0、Tl的16位
单片机原理与应用
4. 指令周期
指令周期是指执行一条指令所占用的全部时间,通常由1~4个机器周期组成。 在外接6MHz晶振和外接12MHz晶振时,80C51单片机的周期信号的时间值如下 表所示。
80C51单片机组成及引脚 80C51存储器结构 复位与时钟
单片机原理与应用
制作:苏长赞
2.1 80C51单片机组成及引脚
2.1.1 80C51单片机组成
内部总线
内部各模块通过内部总线与CPU相连,包括以下几个部分:
(1) CPU:80C51的CPU是8位的,另外80C51内部有1个位处理器。 (2) ROM:4KB的片内程序存储器,存放开发调试完成的应用程序。 (3) RAM:256B的片内数据存储器,分几个区,容量虽小,作用非常大。 (4) I/O口:P0~P3,共4个口32条双向且可位寻址的I/O口线。 (5) 中断系统:5个中断源(3个内中断,2个外中断), 2个优先级的中断系统。 (6) 定时器/计数器:2个16位的可编程的定时器/计数器。 (7) 通用串行口:全双工通用异步接收器/发送器UART(通用串行口)。 (8) 时钟振荡器:外接晶振与内部电路构成时钟振荡器为CPU提供时钟信号。 (9) 总线控制:80C51对外提供若干控制总线,便于系统的扩展。
7) 串行口数据缓冲器SBUF 80C51的串行通信数据都是经过数据缓冲器(SBUF)来发送和接收 的,当数据被写入SBUF时,实际上是被送到发送缓冲器并启动发送; 当从SBUF中读取数据时,实际上是读入接收缓冲器中的内容。
8) 定时器/计数器T0寄存器
定时器/计数器T1寄存器
寄存器TH0、TL0和THl、TL1分别为定时器/计数器T0、Tl的16位
单片机原理与应用
4. 指令周期
指令周期是指执行一条指令所占用的全部时间,通常由1~4个机器周期组成。 在外接6MHz晶振和外接12MHz晶振时,80C51单片机的周期信号的时间值如下 表所示。
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MCS—51存储器
MCS—5l采用16位的程序计数器PC和l6位的地址 总线,所以单片机最多可扩展程序和数据存储器为 64KB
一.单片机的引脚(ALE端)
1.Vcc, GND: 电源端 2.XTAL1,XTAL2: 片内振荡电路输入/输出端 3.RESET: 复位端 4.EA/Vpp: 寻址外部ROM控制端/编程电源输入
端。 5.ALE/PROG: 地址锁存允许/编程脉冲输入端。
P0口寻址外部低8位地址时接外部锁存器G端;
7.P0.0—P0.7:8位数据口和输出低8位地址复用 口 (复用时是双向口;不复用时也是准双向口)
89..PP12..00— —PP12..77:: 通输用出高I/O8位口地(准址双向口) (用于寻址时是输出口;不寻址时是准双向口) 10.P3.0—P3.7: 具有特定的第二功能(准双向口)
注意:在不外扩ROM/RAM时,P0~P3均可作通用I/O 口使用,而且都是准双向I/O口(例如:AT89C51)!
二.存储器结构
物理结构(哈佛结构)
二.MCS-51单片机的存储器
1.分类 (1)程序存储器——存放应用程序和常数表格,分为片 内和片外。8031无内部程序存储器。 (2)内部数据存储器——
MCS-51单片机具有128B RAM。 (3)外部数据存储器——片外最多可扩展64KB RAM 。 (4)特殊功能寄存器(SFR)——体现各功能部件的状 态和控制的寄存器。
一.单片机的引脚(电源端)
1.Vcc, GND: 正电源端与接地端 不同的单片机可以允许不同的工作电压,不同的 单片机表现出的功耗也不同。
一.单片机的引脚(晶振端)
1.Vcc, GND: 正电源端与接地端(+5V)不同的单 片机可以允许不同的工作电压,不同的单片机 表现出的功耗也不同。
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18
第二章 4-----3
二、MCS—51数据存储器地址空间
数据存储器地址空间由内部和外部数据存储器空间组成。内部和外部数
据存储器空间存在重叠。 通过不同指令来区别
内部数据传送指令:MOV
外部数据传送指令:MOVX
FFFFH
FFH SFR
80H 7FH 内 部
外部 RAM 64KB
00H RAM
4) 64K外部程序存储器的地址空间。
5) 32条双向且分别可位寻址的I/O口线。
6) 128字节的片内RAM(52子系列为256字节)。
7) 2个16位定时器/计数器(52子系列为3个)。
8) 具有2个优先级的5个中断源结构(52子系列有6个)。
9) 1个全双工串行口。
10) 1个布尔处理器。
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12
单片机的片外三总线结构
第二章 2 ----5
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第三节 MCS-51单片机的复位
第二章 3 ----1
MCS—5l的RST/VPD引脚是复位输入端,其内的施密特触发器用来 抑制噪声,它的输出在每个机器周期的S5P2由复位电路采样一次。在振荡 器运行时,RST端至少要保持2个机器周期(24个振荡周期)为高电平,才完 成一次复位。复位后片内各专用寄存器的状态如表2—1。
P3口与Pl口的输出驱动部分及内部上拉电阻相同,但比P1口多了一个 第二功能控制部分的逻辑电路〔由一个与非门和一个输入缓冲器组成〕
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第二章 2 ----3
P3口每位的第二功能:
P3.0(RXD):串行输入端。 P3.1(TXD):串行输出端。 P3.2(INTO):外部中断0输入端,低电平有效。 P3.3(INT1):外部中断1输入端,低电平有效。 P3.4(T0):定时/计数器0外部事件计数输入端。 P3.5(T1):定时/计数器1外部事件计数输入端。 P3.6(WR):外部数据存储器写选通信号,低电平有效。 P3.7(RD ):外部数据存储器读选通信号,低电平有效。
单片机课件第2章讲解
1.掌握单片机内部基本结构及应用系统扩展结构, MCS-51单片机内部基本结构及其功能 2.MCS-51单片机的存储器结构 3.MCS-51单片机引脚的逻辑功能
4.MCS-51单片机的应用系统的初步知识: MCS-51单片机片外总线结构 最小系统/典型应用系统 时钟电路 复位电路
第2章作业:
2-2 2-4 2-5 2-6 2-9 2-10 2-13 2-14,15
PSEN
RST ALE 8031 P0 P3 EA P1
地址 锁存
8031应用系统1
EPROM
时钟电路
XTAL2 P2 XTAL1
PSEN
复位电路 RST
地址 ALE 锁存
EPROM RAM
I/O
8031
P0
RD
0V
EA
WR
P3 P1
8031应用系统2
8031应用系统设计实例
电子日历/时钟
第2章 总结
(1)片内 RAM存储器
7FH
30H 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H 1FH
18H 17H
10H 0FH
08H 07H
00H
...
...
...
...
...
一般用户RAM区
位寻址区
09
08
3区 2区 1区 0区
第2章 MCS-51单片机结构原理
2.1 MCS-51单片机内部结构 2.2 MCS-51单片机存储器结构 2.3 MCS-51单片机的引脚信号 2.4 MCS-51单片机工作方式 2.5 MCS-51单片机时钟电路与时序 2.6 MCS-51单片机的应用系统
4.MCS-51单片机的应用系统的初步知识: MCS-51单片机片外总线结构 最小系统/典型应用系统 时钟电路 复位电路
第2章作业:
2-2 2-4 2-5 2-6 2-9 2-10 2-13 2-14,15
PSEN
RST ALE 8031 P0 P3 EA P1
地址 锁存
8031应用系统1
EPROM
时钟电路
XTAL2 P2 XTAL1
PSEN
复位电路 RST
地址 ALE 锁存
EPROM RAM
I/O
8031
P0
RD
0V
EA
WR
P3 P1
8031应用系统2
8031应用系统设计实例
电子日历/时钟
第2章 总结
(1)片内 RAM存储器
7FH
30H 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H 1FH
18H 17H
10H 0FH
08H 07H
00H
...
...
...
...
...
一般用户RAM区
位寻址区
09
08
3区 2区 1区 0区
第2章 MCS-51单片机结构原理
2.1 MCS-51单片机内部结构 2.2 MCS-51单片机存储器结构 2.3 MCS-51单片机的引脚信号 2.4 MCS-51单片机工作方式 2.5 MCS-51单片机时钟电路与时序 2.6 MCS-51单片机的应用系统
【单片机 精品讲义】第02章
口分时提供低8位地址和8位数据的复用总线。 P1口是8位准双向I/O口 P2口是8位准双向I/O口。在访问片外存储器时,
它输出高8位地址。 P3口是8位准双向I/O口。P3口的的每一位还有第
二功能。
地址锁存信号 输出端1/6fosc
外部程序存储 器读选通信号
本章内容
➢MCS-51系列单片机内部结构 ➢MCS-51系列单片机工作原理 ➢MCS-51系列单片机的存储器结构 ➢CPU的工作时序及工作方式
学习目的
➢了解MCS-51系列单片机内部结构 ➢掌握MCS-51系列单片机各部分的功能 ➢掌握存储器结构及特殊寄存器的作用 ➢掌握I/O口结构及应用特性
§2.1 MCS-51系列单片机的结构
地址总线:专门用来传送地址信息,选中各操作 单元。
控制总线:专门用来传送CPU各种控制命令,以 便CPU统一指挥协调工作。完成程序所要执行的 各种功能。
51系列三总线结构的特点:
无独立的地址总线、数据总线,与P0、P2口复用 P0口分时作低8位地址总线/8位数据总线 P2口分时作高8位地址总线
16条地址总线: 寻址 64KB ROM和64KB RAM, 用控制线区分
16
8
5
8052 8752 8032
8
256
2Χ64
1 3Χ 4Χ
16
8
6
80C252 87C252 80C232
8
256
2Χ64
1 3Χ 4Χ
16
8
7
2.1.1 MCS-51系列
二、单片机发展趋势: 字长:8位单片机为主流机型 片内程序存储器的配置:OTPROM、FlashROM为主流 供应状态 通信:串行扩展总线为主要数据通道 采用在线仿真编程。
它输出高8位地址。 P3口是8位准双向I/O口。P3口的的每一位还有第
二功能。
地址锁存信号 输出端1/6fosc
外部程序存储 器读选通信号
本章内容
➢MCS-51系列单片机内部结构 ➢MCS-51系列单片机工作原理 ➢MCS-51系列单片机的存储器结构 ➢CPU的工作时序及工作方式
学习目的
➢了解MCS-51系列单片机内部结构 ➢掌握MCS-51系列单片机各部分的功能 ➢掌握存储器结构及特殊寄存器的作用 ➢掌握I/O口结构及应用特性
§2.1 MCS-51系列单片机的结构
地址总线:专门用来传送地址信息,选中各操作 单元。
控制总线:专门用来传送CPU各种控制命令,以 便CPU统一指挥协调工作。完成程序所要执行的 各种功能。
51系列三总线结构的特点:
无独立的地址总线、数据总线,与P0、P2口复用 P0口分时作低8位地址总线/8位数据总线 P2口分时作高8位地址总线
16条地址总线: 寻址 64KB ROM和64KB RAM, 用控制线区分
16
8
5
8052 8752 8032
8
256
2Χ64
1 3Χ 4Χ
16
8
6
80C252 87C252 80C232
8
256
2Χ64
1 3Χ 4Χ
16
8
7
2.1.1 MCS-51系列
二、单片机发展趋势: 字长:8位单片机为主流机型 片内程序存储器的配置:OTPROM、FlashROM为主流 供应状态 通信:串行扩展总线为主要数据通道 采用在线仿真编程。
单片机课件第2章
MCS—51系列单片机芯片均为40 个引脚。 HMOS工艺制造的芯片采用双列直 插(DIP)式封装,为40个引脚。 (如右图所示) CHMOS工艺制造的低功耗芯片采 用方型封装(PLCC)的, 为44个引脚, 但其中4个引脚是不使用的。
8051
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT 0 P3.3/INT 1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL 2 XTAL 1 VSS
制造工艺
HMOS
CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS
0
256B
3X16 256B 位 4X8 位
6
7 6 7 6
MCS-52 8052 8KB 子系列 80C52 8752 87C52
0 8 KB
1
0
256B
7
2.2 从外部引脚一看51单片机
RESET
VSS
8051
2.3.2 时钟电路及时钟信号的产生
单片机工作时是在统一的时钟脉冲控制下有序进 行的。时钟产生有两种方式: 一种是内部时钟方式; 一种是外部时钟方式
XTAL2
XTAL2
XTAL1
XTAL1
内部时钟方式: 片内的高增益反相放 大器通过XTAL1、 XTAL2外接作为反 馈元件的片外晶体振荡器与电容组成 的并联谐振回路构成一个自激振荡器, 向内部时钟电路提供振荡时钟。
0FFFH与4KB的关系: 0FFFH = 0000 1111 1111 1111B = 0001 0000 0000 0000B - 0000 0000 0000 0001B =212-1 =4K-1
8051
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT 0 P3.3/INT 1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD XTAL 2 XTAL 1 VSS
制造工艺
HMOS
CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS HMOS CHMOS
0
256B
3X16 256B 位 4X8 位
6
7 6 7 6
MCS-52 8052 8KB 子系列 80C52 8752 87C52
0 8 KB
1
0
256B
7
2.2 从外部引脚一看51单片机
RESET
VSS
8051
2.3.2 时钟电路及时钟信号的产生
单片机工作时是在统一的时钟脉冲控制下有序进 行的。时钟产生有两种方式: 一种是内部时钟方式; 一种是外部时钟方式
XTAL2
XTAL2
XTAL1
XTAL1
内部时钟方式: 片内的高增益反相放 大器通过XTAL1、 XTAL2外接作为反 馈元件的片外晶体振荡器与电容组成 的并联谐振回路构成一个自激振荡器, 向内部时钟电路提供振荡时钟。
0FFFH与4KB的关系: 0FFFH = 0000 1111 1111 1111B = 0001 0000 0000 0000B - 0000 0000 0000 0001B =212-1 =4K-1
第2章单片机课件
第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
2.2.1 运算器
运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 加上累加 器A、 寄存器B、 暂存器TMP1和TMP2、 程序状态寄 存器PSW及专门用于位操作的布尔处理机组成的, 它能 实现数据的算术逻辑运算, 位变量处理和数据传送操作。 1. 算术逻辑单元ALU与累加器ACC、 寄存器B 算术逻辑单元ALU不仅能完成8位二进制数的加 (带进位加)、 减(带借位减)、 乘、 除、 加1、 减
RS0(PSW.3)=0, 表示复位后单片机选择工作寄存器0组;
第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
(3) (SP)=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的
08H单元处建立; (4) P0口~P3口锁存器为全1状态, 说明复位后这些 并行接口可以直接作输入口, 无须向端口写1; (5) 定时器/计数器、 串行口、 中断系统等特殊功
EA / VPP 等4种
用于锁存出现在P0口的低8位地址,以实现低位地址和
数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频 率的固定频率输出的正脉冲,因此可作为外部时钟或
第2章
MCS-51系列单片机的内部结构原理
部定时脉冲使用。 PROG 为编程脉冲(有EPROM芯片)
(3) PSEN(29脚): 片外程序存储器读选通信号输 出端, 低电平有效。 (4)EA / VPP (31脚): EA为访问程序存储器控制信 号, 低电平有效。当 EA 信号为低电平时,对ROM的读 操作限定在外部程序存储器;而当 EA 信号为高电平时, 则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始,并可延 续至外部程序存储器。VPP 为编程电压(25V) (有
PSW.1——未定义位。
《单片机原理》第二章课件
《单片机原理》第二章课 件
这是《单片机原理》第二章的课件。通过本章的学习,您将了解单片机的概 述、应用领域、工作原理、常用单片机介绍以及单片机的编程基础等知识。
单片机概述
什么是单片机?
单片机是一种集成电路,在一块芯片上集 成了处理器、内存、输入输出接口和其他 功能。
单片机的组成部分
单片机由中央处理器(CPU)、存储器 (RAM、ROM)、输入输出接口(IO)、 定时器/计数器和串行通信接口等组成。
2
常用编程指令和语句
掌握常用的单片机编程指令和语句,如赋值语句、条件语句和循环语句等。
3
调试和测试
学习如何调试和测试单片机程序,确保程序的正确性和可靠性。
单片机接口与扩展
数字输入输出口的使用
学习如何配置和使用单片机的数字输入输出 口,实现数字信号的输入输出和控制。
模拟输入输出口的使用
了解模拟输入输出口的原理和使用方法,实 现模拟信号的采集和输出。
课程总结
总结本章要点
回顾本章的重要内容,总结单片机原理及其应 用领域的关键要点。
后续学习建议
提示学员如何继续学习和深入了解单片机原理, 推荐相关的学习资源和实践项目。
单片机的应用领域
单片机广泛用于家电、通信、汽车、工控 等领域,实现控制、通信和数据处理等功 能。
常用单片机的介绍
常见的单片机包括有特定的特 性和应用领域。
单片机编程基础
1
程序结构及编写方法
了解单片机程序的基本结构,学习如何编写有效的单片机程序。
这是《单片机原理》第二章的课件。通过本章的学习,您将了解单片机的概 述、应用领域、工作原理、常用单片机介绍以及单片机的编程基础等知识。
单片机概述
什么是单片机?
单片机是一种集成电路,在一块芯片上集 成了处理器、内存、输入输出接口和其他 功能。
单片机的组成部分
单片机由中央处理器(CPU)、存储器 (RAM、ROM)、输入输出接口(IO)、 定时器/计数器和串行通信接口等组成。
2
常用编程指令和语句
掌握常用的单片机编程指令和语句,如赋值语句、条件语句和循环语句等。
3
调试和测试
学习如何调试和测试单片机程序,确保程序的正确性和可靠性。
单片机接口与扩展
数字输入输出口的使用
学习如何配置和使用单片机的数字输入输出 口,实现数字信号的输入输出和控制。
模拟输入输出口的使用
了解模拟输入输出口的原理和使用方法,实 现模拟信号的采集和输出。
课程总结
总结本章要点
回顾本章的重要内容,总结单片机原理及其应 用领域的关键要点。
后续学习建议
提示学员如何继续学习和深入了解单片机原理, 推荐相关的学习资源和实践项目。
单片机的应用领域
单片机广泛用于家电、通信、汽车、工控 等领域,实现控制、通信和数据处理等功 能。
常用单片机的介绍
常见的单片机包括有特定的特 性和应用领域。
单片机编程基础
1
程序结构及编写方法
了解单片机程序的基本结构,学习如何编写有效的单片机程序。
《单片机第二章》课件
单片机在智能仪表系统中主要负责接收和处理各 种传感器的信息,控制执行器的动作,实现精确 的测量和自动控制。
THANKS
感谢观看
04
05
单片机应用实例
智能家居控制系统
01
智能家居控制系统是利用单片机技术,实现家庭设备的智能化控制, 提高生活便利性和舒适度。
02
智能家居控制系统可以实现的功能包括:智能照明、智能安防、智能 家电控制、智能环境监测等。
03
单片机在智能家居控制系统中主要负责接收和处理各种传感器和设备 的信息,控制设备的运行,并通过网络与其他设备进行通信。
《单片机第二章》ppt课 件
目录
• 单片机基础知识 • 单片机硬件结构 • 单片机软件编程 • 单片机开发流程 • 单片机应用实例
01
单片机基础知识
单片机定义
总结词
单片机的定义
详细描述
单片机是一种集成电路芯片,它将计算机的中央处理器(CPU)、随机存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)以及输入/输出(I/O)接口等主要部件集成在 一块芯片上,具有体积小、功耗低、可靠性高的优点。
02
03
调试程序
通过仿真器等工具,对单片机程序进 行调试,确保程序逻辑正确、功能实 现无误。
系统集成与测试
01
系统集成
将硬件和软件整合在一起,构建完 整的单片机系统。
性能测试
测试系统的性能指标,如处理速度 、功耗等是否达标。
03
02
功能测试
对系统进行全面的功能测试,确保 满足需求。
可靠性测试
模拟恶劣环境条件,测试系统的稳 定性和可靠性。
优化代码
优化代码可以提高程序的执行效 率和可读性。可以通过减少冗余 代码、合理分配内存、使用高效 的数据结构和算法等方式进行优 化。
THANKS
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04
05
单片机应用实例
智能家居控制系统
01
智能家居控制系统是利用单片机技术,实现家庭设备的智能化控制, 提高生活便利性和舒适度。
02
智能家居控制系统可以实现的功能包括:智能照明、智能安防、智能 家电控制、智能环境监测等。
03
单片机在智能家居控制系统中主要负责接收和处理各种传感器和设备 的信息,控制设备的运行,并通过网络与其他设备进行通信。
《单片机第二章》ppt课 件
目录
• 单片机基础知识 • 单片机硬件结构 • 单片机软件编程 • 单片机开发流程 • 单片机应用实例
01
单片机基础知识
单片机定义
总结词
单片机的定义
详细描述
单片机是一种集成电路芯片,它将计算机的中央处理器(CPU)、随机存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)以及输入/输出(I/O)接口等主要部件集成在 一块芯片上,具有体积小、功耗低、可靠性高的优点。
02
03
调试程序
通过仿真器等工具,对单片机程序进 行调试,确保程序逻辑正确、功能实 现无误。
系统集成与测试
01
系统集成
将硬件和软件整合在一起,构建完 整的单片机系统。
性能测试
测试系统的性能指标,如处理速度 、功耗等是否达标。
03
02
功能测试
对系统进行全面的功能测试,确保 满足需求。
可靠性测试
模拟恶劣环境条件,测试系统的稳 定性和可靠性。
优化代码
优化代码可以提高程序的执行效 率和可读性。可以通过减少冗余 代码、合理分配内存、使用高效 的数据结构和算法等方式进行优 化。
单片机课件第二张
片外程序存储器
片内数据存储器 2、数据存储器
片外数据存储器
三、程序存储器
1、作用:存储应用程序的机器码、表格常数 2、如何选择片内片外的程序存储器? 3、系统保留ROM地址(特殊存储单元)
➢ 0000H:启动地址 ➢ 0003H:外部中断0的中断服务入口地址
➢ 000BH:定时/计数器0溢出中断入口地址
P 3.7 P 3.6 P 3.5 P 3.4 P 3.3 P 3.2 P 3.1 P 3.0
PSEN EA ALE RESET
8031 8051 8751
P 2.7 P 2.6 P 2.5 P 2.4 P 2.3 P 2.2 P 2.1 P 2.0
P 0.7 P 0.6 P 0.5 P 0.4 P 0.3 P 0.2 P 0.1 P 0.0
❖ 2.状态周期:是振荡源信号经二分频后形 成的时钟脉冲信号。
❖ 3.机器周期:通常将完成一个基本操作所 需的时间称为机器周期。6个状态周期
❖ 4.指令周期:是指CPU执行一条指令所需 要的时间。一个指令周期通常含有1~4个机 器周期。
思考:若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时, 则单片机的四个周期的具体值为多少?
R2 200Ω
R1 1KΩ
RST
8031 8051 8751
(a)上电复位电路
(b)按键加上电复位 电路
单 片 机 复 器位 的后 状特 态殊 功 能 寄 存
•特殊功能寄 存器 •A •B •PSW •SP •DPL •DPH
•P0~P3
•IP
•IE
•初始状态
•00H •00H •00H •07H •00H •00H •FFH
8051芯片内部有一个高增益的反相放大器,用于构成振荡器。 ➢ XTAL1是反向放大器的输入端 ➢ XTAL2是输出端
片内数据存储器 2、数据存储器
片外数据存储器
三、程序存储器
1、作用:存储应用程序的机器码、表格常数 2、如何选择片内片外的程序存储器? 3、系统保留ROM地址(特殊存储单元)
➢ 0000H:启动地址 ➢ 0003H:外部中断0的中断服务入口地址
➢ 000BH:定时/计数器0溢出中断入口地址
P 3.7 P 3.6 P 3.5 P 3.4 P 3.3 P 3.2 P 3.1 P 3.0
PSEN EA ALE RESET
8031 8051 8751
P 2.7 P 2.6 P 2.5 P 2.4 P 2.3 P 2.2 P 2.1 P 2.0
P 0.7 P 0.6 P 0.5 P 0.4 P 0.3 P 0.2 P 0.1 P 0.0
❖ 2.状态周期:是振荡源信号经二分频后形 成的时钟脉冲信号。
❖ 3.机器周期:通常将完成一个基本操作所 需的时间称为机器周期。6个状态周期
❖ 4.指令周期:是指CPU执行一条指令所需 要的时间。一个指令周期通常含有1~4个机 器周期。
思考:若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时, 则单片机的四个周期的具体值为多少?
R2 200Ω
R1 1KΩ
RST
8031 8051 8751
(a)上电复位电路
(b)按键加上电复位 电路
单 片 机 复 器位 的后 状特 态殊 功 能 寄 存
•特殊功能寄 存器 •A •B •PSW •SP •DPL •DPH
•P0~P3
•IP
•IE
•初始状态
•00H •00H •00H •07H •00H •00H •FFH
8051芯片内部有一个高增益的反相放大器,用于构成振荡器。 ➢ XTAL1是反向放大器的输入端 ➢ XTAL2是输出端
第2章单片机基本原理-ppt课件
第2章 单片机基本原理
RS1
RS0
工作寄存器组
0
0
0组(00H-07H)
0
1
1组(08H-0FH)
1
0
2组(10H-17H)
1
1
3组(18H-1FH)
OV〔PSW.2〕:溢出标志位。
P〔PSW.0〕:奇偶标志位〔偶〕。假设累加器A中1的个数为 奇数,那么P置位,假设累加器A中1的个数为偶数,那么P清零。
◆8位CPU。 ◆片内带振荡器,频率范围1.2~12MHZ。 ◆片内带128字节的数据存储器。 ◆片内带4K的程序存储器。 ◆程序存储器的寻址空间为64K字节。 ◆片外数据存储器的寻址空间为64K字节。 ◆128个用户位寻址空间。
第2章 单片机基本原理
◆21个字节特殊功能存放器。 ◆4个8位的并行I/O接口:P0、P1、P2、P3。 ◆2个16位定时器/计数器 ◆2个优先级别的5个中断源。 ◆1个全双工的串行I/O接口,可多机通讯。 ◆111条指令,含乘法指令和除法指令。 ◆片内采用单总线构造。 ◆有较强的位处置才干。 ◆采用单一+5V电源。
片内数据存储器按功能分成以下几个部分:任务存放器组区、 位寻址区、普通RAM区,其中还包含堆栈区。
00H 任务存放器组区 1FH 20H 位寻址区 2FH 30H
普通RAM区 7FH 80H
普通RAM区 仅52子子系列
第2章 单片机基本原理
80H SFR
FFH
FFH
1. 任务存放器组区
00H—1FH单元为任务存放器组区,共32个字节。任务存放器也 称为通用存放器,用于暂时存放8位信息。任务存放器共有4组,称为0 组、1组、2组和3组,每组8个,分别依次用R0~R7表示
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2.1.3 汇编语言
用助记符书写的指令系统称为汇编语言。每一条指令 就是汇编语言的一条语句。用汇编语言写的程序叫源程序。 源程序必须翻译成机器语言程序(目标程序),计算机才 能执行。 本章和以后各章所列举的程序中引用了一些符号,其 中一组暂存寄存器定名如下: AX,BX,CX和DX为16位寄存器; AL是AX的低位字节,AH是AX的高位字节; BL是 BX的低位字节,BH是BX的高位字节; CL是CX的低位字节,CH是CX的高位字节; DL是DX的低位字节,DH是DX的高位字节。
2.3.5 短变址寻址
该寻址方式是以指令中指定的某16位寄存器内容作 为基本地址与给定的8位偏移量相加形成一个操作数地址。 有效地址可位于基地址前128个字节至基地址后127个字 节之间。由于变化范围较小,通常称为短变址。存放此 操作数的绝对地址按下式确定: 绝对地址=基本地址+偏移地址 例如: LD AX,12H[BX] ; AX←存储字 (BX+12H) MULB AX,BL,3[CX]; AX←BL×存储字节 (CX+3)
2.3.1 立即寻址
这种寻址方式是在指令操作码后面直接给出立即参与 操作的数(称为立即数),而不是地址。例如,将立即数 5A55H送入寄存器AX中。用助记符指令表示为:“LD AX,#5A55H”,其“#”号表示5A55为立即数,而不是地 址,故指令的机器码为十六进制数A1555A20,其中A1H 为操作码,55H、5AH为立即数,20H为寄存器AX的地 址。
机器码中,“AX”是片内某通用 16位寄存器的名称, 应该用它的地址号代替,地址范围1AH~0FFH,下同。
例 2-2 将寄存器BX中的内容加到寄存器AX中,其机器 指令为: 二进制代码 10000100 BX AX 十六进制代码 84 BX AX
由上面二个的例子可见,机器指令对用户来说,不直 观,错了也难于发现。因此用一些易记忆符号来表示指令, 这样的指令称为助记符指令,指令中使用的符号称为助记 符。
数据格式:D15~D0 取值范围:0~65535 定位规则:字型操作数的低字节应位于偶地址单元, 高字节位于下一个高地址(奇地址)单元。且字型操作数 的地址以其低字节的地址表示。
3.32位无符号数(双字型) DOUBLE_WORD是无符号的32位变量,其取值范围 是0~4294967295。在MCS-96的结构中,这种操作数 类型仅用于移位,在32位除16位的操作中作被除数,以及 在16位乘16位的操作中作乘积。双字型变量必须驻留在内 部寄存器阵列中,并定位于能被4除尽的地址上。一个双字 操作数的地址就是其最低位字节的地址。 (注意: XXXXH表示的是十六进制,32H是十进制50, 它不能被4整除,所以不能做为双字的地址。) 数据格式:D31~D0 取值范围:0~(232-l) 应用场合:32位移位;32位除以16位运算中的被除数; 16位乘以16位运算中的乘积。 定位规则:双字型操作数必须存放在8096片内RAM中, 并且以能被4除尽的地址为其起始地址。双字型操作数的地 址以其最低字节的地址表示。
2.3.3 间接寻址
在这种寻址方式下,指令码中指定某16位寄存器的内 容作为操作数的地址。为区别方便,指令中给16位寄存器 名加上方框号,以标明该寄存器中存放的是地址,即存放 操作数的地址是由16位寄存器间接给出的,故称为间接寻 址。例如: LD AX,[AX] ;AX←存储字(AX) ADDB AL,BL,[CX] ;AL←BL+存储字节(CX) POP [AX] ;存储字(AX)←存储字 (SP),SP=SP+2
2.3.2 寄存器直接寻址
指令中直接给出存放操作数的寄存器名,称为寄存器 直接寻址。(例如,指令“INCB CL”,助记符INCB中 INC意为“加1”,B表示“字节”,CL是8096单片机中8 位数据寄存器,如果地址为24H即CL=24H,该指令的功 能是将CL中的内容加1后再送回CL寄存器。)寄存器直接 寻址方式用于访问256字节的内部寄存器阵列中的任一寄 存器。寄存器靠指令中一个8位地址段来选择,寄存器的 地址要符合不同操作数类型所规定的定位规则。根据不同 的指令,最多可有3个操作数采用寄存器直接寻址方式。 例如: ADD AX, BX, CX ;AC←BX+CX(3个操作数) MUL AX, BX, ;AX←AX×BX(2个操作数) INCB CL ;CL←CL+l(1个操作数)
助记符一般是用意义相近的英文缩写,例如: LJMP(LONG JUMP) 表示长转移操作 LD (LOAD) 表示装数操作 ST 表示传送数操作 CMP(COMPARE) 表示比较操作 ADD(ADDITION) 表示加法操作 SUB(SUBTRACTION) 表示减法操作 其余未列出的助记符,也大多如此,可以望文生义,即 根据助记符,可判断其操作内容。 如将上面两例中的机器指令写成助记符指令,则分别为: (1)LD AX,#5A55H ;将数据5A55H存入AX中, 即 AX←5A55H。 (2)ADD AX,BX ;将BX中内容加到AX中,即 AX←AX+BX。
PSW寄存器格式
D15 ——零标志位Z:运算结果为0时,Z=1,反之, Z=0 D14 ——负标志位N:运算结果的最高位为1时,N=1, 表示为负数,反之,N=0, 结果为正数。 Dl3 ——溢出标志位V:当运算结果超出前面所规定的 数的表示范围时,V=1,反之,V=0。 对于八位二进制数,通常用逻辑式V=D7C+D6C判断溢 出。D7C =1表示D7位向前有进位,D6C=1表示D6位向前位 有进位,两者异或结果为1时才产生溢出,此时运算结果不 正确;对于十六位二进制数,通常用逻辑式V=D15C+D14C 来判断溢出。 D12 ——溢出陷阱标志位VT:当标志位V=l时,VT同 时为1,且以后VT将一直保持为l,除非用专门的指令使 VT=0。这样安排可使程序人员在一系列相关的算术运算结 束时再去测试是否产生溢出。
2.2.2 机器指令和助记符指令
指令是控制计算机执行各种操作和运算的命令。一 台计算机所能执行的全部指令组成该计算机的指令系统。 根据指令形式的不同,指令又分为机器指令和助记符指 令。机器指令是一种用二进制代码0和1表示的,能够被 计算机直接识别和执行的指令,又称机器码。
例 2-1 将数 4321H存入寄存器 AX中,其机器指令为: 二进制代码 10100001 00010101 00101011 AX A1 21 43 AX 十六进制代码
2.1 汇编语言的基本概念
2.1.1 位、字节、字的定义 . . 字节、
位BIT是1位操作数,它可以取布尔值——真和假; 字节BYTE是无符号的8位变量,其取值范围 0~255; 字WORD是无符号的16位变量,其取值范围 0~65535。
2.1.2 汇编语言的特点
汇编语言有如下特点: (l)优点:其助记符指令和机器指令一一对应,因此 用汇编语言编写的程序效率高,占用内存空间小,运行速 度快;汇编语言能直接和存储器及接口电路打交道,也能 申请中断,因此汇编语言能直接管理和控制硬件设备。 (2)缺点:汇编语言编程比高级语言困难。因为汇编 语言和机器语言一样,都是一种面向机器的语言,程序设 计人员必须对计算机硬件有较深入的了解,才能使用汇编 语言编写程序。汇编语言缺乏通用性,程序不易移植。每 种计算机都有自己的汇编语言,互相之间不能通用,不过, 掌握了一种汇编语言,会有助于学习其他计算机的汇编语 言。
2.4 程序状态字寄存器PSW 程序状态字寄存器PSW
程序状态字寄存器PSW是一个16位的特殊寄存器,高 8位存放运算结果的状态标志,共有七种标志。除I外的其 他状态标志是单片机在执行指令过程中自动形成的,根据 它们的标志值,可以用指令判断来支配程序的走向。 程序状态字寄存器PSW的基本格式如图2-1所示。 D位 15 14 13 12 标志 Z N V VT 图2-1 11 10 9 C - I 8 ST 76543210 中断屏蔽寄存器
2.3.6 长变址寻址
本寻址方式与短变址寻址类似,只是偏移地址用16位 无符号二进制数表示。 例如: LD AX,5A55H[BX];AX←存储字(BX+5A55H) 本指令执行过程为: 从绝对地址[BX+5A55H]中取出操作数送入AX的低8 位,将绝对地址的下一个高地址单元中的操作数再送到AX 的高8位。 在以上六种寻址方式中,寄存器直接寻址是最基本且 用得最多的一种。
2.3.4 自动增量间接寻址
该寻址方式与上述间接寻址方式基本相同,只是对于 前者,包含间接地址的字变量在对操作数寻址后自动增值 调整,而后者不增值。增值的大小取决于操作数的类型, 例如: LD AX,[BX]+ ; AX←((BX+l)(BX)) BX←BX+2 LDB AH,[BX]+ ; AH←(BX) BX←BX+1 注意:对于字节型和短整型,自动增1;对于字型和 长整型,自动增2。 第一条指令执行时是把BX中内容作为地址,把这个 地址单元和下一个高地址单元的内容分别送到 AL和 AH中, 之后BX的内容加 2。
将操作码和操作数加在一起,8096指令通常有单字 节指令(无操作数)、双字节指令、三字节指令、四字节 指令、五字节指令、六字节指令等6种。特别的是,带符 号乘/除法指令,在指令操作码前增加了一个前缀字节 FE, 故长度达7个字节。 机器指令具有以下几个特点: (1)一条指令的几个字节,存在相邻的存储单元中。 (2)指令中操作码在前,操作数在后。 (3)操作数为16位二进制数时,操作数的低8位放 在前面,高8位放在后面。
第2章
8096单片机的指令和汇编 8096单片机的指令和汇编 语言程序设计
内容提要 本章介绍字位BIT 、字节BYTE、字 WORD,扼要地阐述了8096单片机汇编语言常用的伪指 令语句,并给出了单片机的指令格式、操作数类型、寻址 方式和有关的程序状态字等。然后介绍汇编语言程序设计 的基本方法。扼要地介绍了汇编语言的语句结构以及常用 伪指令;并结合实例分别讲述三种基本结构程序以及子程 序的编程方法和步骤。8096单片机的转移指令、堆栈操 作指令和调用指令也在此一并介绍;最后介绍8096单片 机汇编语言源程序的