单片机原理与应用学习情境1 单片机的硬件结构
《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配
内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0~P0.7
P2.0~P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间:RAM 128B(00H-7FH) SFR 128B(80H-FFH)
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区)都可以 用于存放数据, 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR(专用寄存器)
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块,负责不同的功 17 能——各司其职
换言之:要让单片机实现预定的功能,必须有相应 的硬件和软件,而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令(要求)。
4 堆栈指针SP
堆栈:
在片内RAM中,指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO)的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用:
22
《单片机原理与应用(第2版)》教学讲义 单元教学设计1
一、教学方案教学单元1-1. 微型计算机数制及其转换学时 4 学习情境1. 工程用计算器数制转换验证工作任务1.利用用工程用计算器进行数制转换使用方法。
2.找出数制特点及数制转换的规律,并进行换算。
3.用计算器验证结果。
任务结果1.将工程用计算器使用方法记录到任务书的过程记录中。
2.通过示例分析数制特点和数字转换规律,经过计算器验证后记录到任务书的过程记录中。
3.结合课后练习,将结果存在记录到任务书中。
专业班级授课地点能力目标1.能够利用数制转换规律,灵活进行数制间的转换。
2.能够知道不同数制之间的特点,如何进行辨别。
3.能够根据不同的例题进行数制转换,具备检错和纠错、自我学习的能力。
知识重点难点知识:1.三种数制的特点和表示方法;2.二—十数制之间的转换;3.二—十六数制之间的转换;4.十—十六数制之间的转换。
重点与难点:如何将不同数制的转换机理讲清楚。
专业词汇或简写二进制、十进制、十六进制、B、D、H、BCD、ASCII。
教学资源1.主教材:《单片机原理与应用》。
2.辅助材料:任务书1和过程监控表1。
3.教学课件1。
4.工程用计算器每组1个。
5.教材课后练习。
6.尽可能提供电子网络教室,或多媒体教室。
学生知识能力准备具备数字电路、计算机硬件组装。
教学方法1.讲授法。
在整个课程进行之前介绍本专业的职业岗位和典型工作任务,介绍基于典型工作任务的课程体系。
介绍《单片机原理与应用》课程在课程体系中的地位和作用,使学生明确学习方向,增强学习动力。
教师结合课件,讲授关于数制的相关理论知识,找出转换规律。
2.任务驱动。
学习情境采用任务驱动法进行实施,先让每组通过计算器演示数字之间的转换效果,结合讲授法知识,每位学生的每项工作任务必须正确完成,才能进行到下一个任务,在工作任务的驱动和全程任务考核评价的监控下,培养学生作风严谨和坚持不懈的职业责任感。
3.自学法。
结合教师所讲知识,教材上列举简单的例子,留一些练习与任务在课堂,安排学生演练,加深对所学理解。
单片机原理与应用教案单片机完全教程
第一讲单片机基础知识教学方法:讲授法授课时数:2学时教学目的:1、了解单片机的基础知识。
2、了解单片机的发展概况。
3、熟悉数制的转换。
教学重点:单片机的含义及作用教学难点:数制间的转换第一章单片机基础知识§1-1 单片机概述一、什么是单片机?计算机(微型)的系统结构:如图1所示。
图1 微机系统结构多板机:单板机:Z80单片机:Intel MCS-51,体积小,功能强,可靠性高,价格低。
以最小系统或单片机扩展系统出现在:家用电器,智能仪表,工业过程控制,航空,汽车等领域。
单片机特点:(1)受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内ROM:8KB以下;内RAM:256KB以内。
(2)可靠性高(3)易扩展(4)控制功能强(5)易于开发单片机发展分四个阶段:第一阶段(74年~76年)初级阶段:仙童公司F8(8位CPU,64KB)第二阶段(76年~78年)低性能单片机:Intel公司MCS-48(8位CPU)第三阶段(78年~83年)高性能单片机:Intel公司MCS-51、Motorola 6801、Z8 第四阶段(83年~今)新一代单片机(单片微控制器):AT89C51(Atmel)二、单片机系统的组成1、硬件部分运算器CPU 寄存器组控制器内存片内单片机片外中断控制逻辑并行I / O通用接口串行UART定时/ 计数器T / C定时/ 计数器:8253模数转换器:ADC 0809数模转换器:DAC 0832外围器件(片外扩展接口)串行通信扩展:8251并行通信扩展:8255A、8155驱动器DSP等2、软件部分(即程序)需用户自已开发,根据指令系统进行设计。
某些功能硬件可以实现,软件也可以实现。
硬件实现——速度快,占CPU时间少;但电路复杂、成本高。
软件实现——简化硬件电路设计,可靠性高,成体低,占CPU时间少,实时性差,此外,还需开发设备。
§1-2计算机中数的表示及运算计算机只识别和处理数字信息,数字是以二进制数表示的;它易于物理实现,同时,资料存储、传送和处理简单可靠;运算规则简单,使逻辑电路的设计、分析、综合、方便,使计算器具有逻辑性。
《单片机原理与应用》授课计划
《单片机原理与应用》授课计划一、课程简介本课程旨在介绍单片机的原理与应用,包括单片机的基本结构、编程语言、开发工具等方面。
通过本课程的学习,学生将掌握单片机的基本原理,并能够使用单片机进行实际应用开发。
二、授课目标1. 掌握单片机的基本结构和工作原理;2. 了解常用的编程语言和开发工具;3. 能够独立完成单片机应用系统的设计与开发;4. 培养学生的实践能力和创新意识。
三、授课内容与安排1. 单片机概述(1学时)单片机的基本概念和分类;单片机的应用领域和发展趋势。
2. 单片机硬件结构(4学时)单片机的内部组成和基本原理;中央处理器、存储器、输入输出接口等组成部分。
3. C语言编程基础(3学时)C语言的基本语法和编程规范;C语言在单片机开发中的应用。
4. Keil软件使用(2学时)Keil软件的基本操作和常用功能;Keil软件在单片机开发中的应用。
5. 单片机应用系统设计(8学时)单片机应用系统的基本组成和设计流程;传感器、执行器等外设的连接与应用;单片机应用系统的调试与测试。
6. 综合案例(4学时)实际应用案例的分析与设计;学生分组进行案例实现,教师进行指导与点评。
7. 课后作业与答疑(根据实际情况安排)四、授课方式与方法1. 采用多媒体教学,结合PPT、视频、图片等多种形式展示课程内容;2. 课堂讲解与实际操作相结合,引导学生动手实践;3. 定期组织小组讨论,鼓励学生交流学习心得和经验;4. 定期答疑解惑,解决学生遇到的问题。
五、考核方式与标准1. 平时成绩(出勤率、课堂表现等)(30%)2. 作业成绩(完成质量、提交速度等)(20%)3. 期末考试(设计作品的质量、答辩表现等)(50%)六、课程评估与反馈1. 定期进行课程评估,了解学生的学习情况和对课程的建议;2. 及时调整授课内容和方式,以满足学生的学习需求;3. 鼓励学生提出问题和意见,及时解答和反馈。
通过以上授课计划,学生将全面了解单片机的原理与应用,掌握单片机开发的基本技能和方法,为将来的实际应用开发打下坚实的基础。
单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第2章 硬件结构
图2-1 AT89S52单片机片内结构
6
片内各外围功能部件通过片内单一总线连接而成(见图2-1),基本结 构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。
CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器(SFR,Special Function Register)的集中控制方式。
入引脚。
21
注意:AT89S51与AT89S52引脚的差别仅仅是在1脚(P1.0)与2脚( P1.1)上,AT89S52的1脚(P1.0)与2脚(P1.1)分别增加了定时器/计数 器T2的两个外部引脚T2和T2EX的复用功能。
当AT89S52单片机不使用片内的T2的两个引脚T2(P1.0)和T2EX( P1.1)的复用功能时,AT89S51以及各种8051兼容机与AT89S52的引脚功 能则完全相同,它们的外设硬件接口电路是完全相互通用的。
但是如果使用定时器T2的外部计数输入T2(P1.0)和“捕捉”输入 T2EX (P1.1)的功能时,则AT89S52的P1.0脚和P1.1脚就不能作为通用 I/O使用,这是AT89S52与AT89S51(或AT89C51)在外围接口电路设计上 的微小差别。
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(3)P2口:P2.7~P2.0引脚 准双向I/O口,引脚内部接有上拉电阻,可驱动4个LS型TTL负载。 当AT89S52访问外部存储器及I/O口时,P2口作为高8位地址总线使用,
3
2.7 复位操作和复位电路 2.7.1 复位操作 2.7.2 复位电路设计
2.8 AT89S52单片机的最小应用系统
2.9 看门狗定时器(WDT)功能及应用
2.10 低功耗节电模式 2.10.1 空闲模式 2.10.2 掉电运行模式
单片机原理及应用课后习题参考答案1~6章
第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出(I/O)接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。
1-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
1-4 在各种系列的单片机中,片内ROM的配置有几种形式?用户应根据什么原则来选用?答:单片机片内ROM的配置状态可分四种:(1)片内掩膜(Mask)ROM型单片机(如8051),适合于定型大批量应用产品的生产;(2)片内EPROM型单片机(如8751),适合于研制产品样机;(3)片内无ROM型单片机(如8031),需外接EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;(4)EEPROM(或Flash ROM)型单片机(如89C51),内部程序存储器电可擦除,使用更方便。
1-6 写出下列各数的BCD参与:59:01011001,1996:000,::第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口(32条线)⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答:⑴8052的存储器分为6个编址空间:①片内ROM的容量为8KB,其地址为0000H~1FFFH;②可扩展片外ROM的容量为64KB,其地址为0000H~FFFFH;片内RAM的容量为256B,其地址为00H~FFH分为二块:③地址00H~7FH共128B为片内RAM低区,④另128B为片内RAM高区,其地址空间为80H`FFH,其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠;⑤可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为0000H~1FFFH;⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B,其地址为80H~FFH,但实际只定义了26B单元,这26B单元分散在80H`F0H。
单片机原理与接口技术 80C51 单片机的硬件结构
(2)控制器电路 控制器电路包括程序计数器PC、PC加1寄存器、指令
寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、 缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制 工作,协调单片机各部分正常工作。
2. 存储器 80C51单片机的存储器包括数据存储器和程序存储
任一时刻,cpu只能使用其中的一组寄存器,称为当 前工作寄存器组,由程序状态字寄存器PSW中的RS1, RS0位的组合来决定。没有选中的单元也可作为一般的 数寄据存缓器存:使用。系统上电复位时,默认选中第0组寄存器。 1、可用8位地址寻址; 2、在指令中既可用名称表示,也可以使用单元地址表示。
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串行通信接口,可以同时发送和接收数据。
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6. 中断控制系统
80C51共有5个中断源,即外中断2个,定时/计数中断2个, 串行中断1个。
7. 时钟电路
80C51芯片内部有时钟电路,但晶体振荡器和微调电容 必须外接。时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列,振荡器的 频率范围为1.2MHz~33MHz,典型取值为6MHz。
器装备、飞机导航系统。 (6)计算机外部设备及电器方面:打印机、硬盘驱动器、
彩色与黑白复印机、磁带机等。 (7)多机分布式系统:可用单片机构成分布式测控系统,
它使单片机应用进入了一个全新的阶段。 (测控系统,智能仪表,智能玩具,计算机外设)
docin/sundae_meng
4.典型单片机产品简介 (1) MCS-51单片机系列
2、位寻址区 在工作寄存器后的16个数据单元(20H~2FH),它
们既可以作为一般的数据单元使用,又可以按位对每个单 元进行操作,因此这16个数据单元又称作位寻址区。位寻 址区共计128位,其位地址为00H~7FH。
单片机原理及其应用课件
单片机原理及其应用
扬州大学
介绍图2-1中的各功能部件:
1.CPU(微处理器):运算器,控制器。含位处理
2.数据存储器(RAM) 片内为128个字节(52子系列的为256个字节) 3.程序存储器(ROM/EPROM) 8031: 无此部件; 8051: 4K字节ROM; 8751: 4K字节EPROM ; 89C51: 4K字节闪存。
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单片机原理及其应用
扬州大学
2.4.3 特殊功能寄存器(SFR) CPU对各种功能部件的控制采用特殊功能寄存器 集中控制方式,共21个,占用空间80H-FFH。 表2-2(P21)是SFR的名称及其分布。
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单片机原理及其应用
扬州大学
有的SFR可进 行位寻址,其 字节地址的 末位是0H或 8H。
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单片机原理及其应用
扬州大学
2.2 MCS-51的引脚功能
40只引脚双 列直插封装 (DIP)
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单片机原理及其应用
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44只引脚方形封装方式(4只引脚没用)
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单片机原理及其应用
扬州大学
40只引脚按功能分为3类: (1)电源及时钟引脚: Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2。 (2)控制引脚:/PSEN、/EA 、ALE、RESET(RST)。 (3)I/O口引脚:P0、P1、P2、P3,为4个8位I/O口的 外部引脚。 2.2.1 电源及时钟引脚
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单片机原理及其应用
扬州大学
(5)OV(PSW.2):溢出标志位 指示运算是否产生溢出。OV=C7⊕C6
各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂, 将在第3章介绍。
(6)PSW.1位: 保留位,未用
(7)P(PSW.0):奇偶标志位
51单片机原理及应用
51单片机原理及应用51单片机是一种常见的微控制器,以其高性能和广泛应用而受到广大工程师的青睐。
本文将介绍51单片机的原理和应用。
51单片机的原理可以从其硬件结构和工作流程两方面来讲解。
首先是硬件结构。
51单片机包括中央处理器(CPU),存储器(包括存储器管理单元、内部RAM和ROM),输入/输出端口(I/O口),定时器/计数器,串行通信接口等。
CPU是整个系统的核心,负责指令的执行和数据的处理。
存储器用于存储程序和数据,其中ROM存储程序代码,RAM用于暂存数据。
I/O口用于与外部设备进行信息交互。
定时器/计数器用于产生精确的时间延迟和计数操作。
串行通信接口用于与其他设备进行数据传输。
其次是工作流程。
51单片机的工作流程一般包括初始化、输入/输出控制和运算处理三个阶段。
初始化阶段主要是对各个模块的配置和初始化,例如设置时钟频率、串口波特率等。
输入/输出控制阶段通过读取输入设备(如按键、传感器等)的状态,控制外部设备(如LED灯、马达等)的状态。
运算处理阶段通过执行指令,对数据进行处理和计算。
至于应用方面,51单片机具有广泛的应用领域。
主要应用包括控制系统、嵌入式系统、通信系统、工业自动化等。
在控制系统中,51单片机可以用于控制家电、机器人、机械设备等。
在嵌入式系统中,51单片机可以应用于智能家居、智能交通、智能仪表等。
在通信系统中,51单片机可以用于电话、网络和无线通信设备等。
在工业自动化中,51单片机可以用于工厂生产线控制、仪器仪表控制等。
总结起来,51单片机的原理和应用都是非常重要的。
通过了解其硬件结构和工作流程,可以更好地理解其工作原理。
而了解其应用领域,则可以为工程师在实际项目中的选择和设计提供参考。
《单片机原理及应用》课程标准
《单片机原理及应用》课程标准一、学习领域(课程)综述(一)学习领域定位“单片机原理及应用”学习领域由岗位群的“电子产品技术支持岗位”行动领域转化而来,是构成应用电子技术专业框架教学计划的专业学习领域之一,其定位见表一:表一学习领域定位(二)设计思路本学习领域注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力,遵循学生认知规律,紧密结合应用电子专业的发展需要,为将来从事应用电子产品的设计、检测奠定坚实的基础。
将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景,以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体,通过具体案例,按单片机项目实施的顺序逐步展开,让学生在掌握技能的同时,引出相关专业理论知识,使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。
本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习,在每个项目实施前,先提出学习目标,再进行任务分析,学生针对项目的各项任务进行相关知识的学习,并通过多种实践活动实施项目以实现学习目标。
最后根据多元化的评分标准进行自我评价。
(三)学习领域(课程)目标1.方法能力目标:能根据项目任务或工作,制订项目完成工作计划;学会自我学习、收集和检索信息、查阅技术资料;在单片机应用程序调试过程中会选择各种仪器仪表;学会单片机应用程序KEIL的仿真调试方法;学会学习和工作的方法,勤于思考、做事认真的良好作风;培养学生一丝不苟、刻苦钻研的职业道德;学会在产品制作过程中进行技术指导、质量管理和成本核算方法。
2.社会能力目标:建立团结协作的精神,能与人沟通和合作完成工作任务;养成勇于创新、敬业乐业的工作作风;形成清晰的逻辑思维意识,正确辨别事物的真假;了解电子行业技术应用的发展前景,拓宽产品开发的思路;掌握产品生产工艺要求,培养工作的质量意识、安全意识;具有较强的社会责任感,为祖国发展强大贡献力量的责任意识;积累丰富的工作经验。
3.专业(职业)能力目标:能熟悉和了解不同厂商、不同型号单片机器件并掌握其性能特点;能读懂单片机应用系统电路原理,包括复位电路、时钟电路、最小单片机应用系统电路,掌握各I/O的区别及与外围电路连接的方法,区分辩别单片机的地址线、数据线及控制线,熟练掌握单片机拥有的系统资源及资源利用,掌握汇编语言的指令格式、寻址方式,学会汇编语言的程序编写,学会简单的应用系统设计;能识别各种外围元器件并进行元器件焊接、KEIL仿真调试;能根据应用系统原理图编写控制程序;能在单片机系统调试和维修过程中,通过工程计算和理论分析,判断故障点和提供解决问题的途径;会使用常用仪器仪表如万用表、示波器、频率计对单片机应用系统进行判断分析、调试,直至调试成功;掌握程序流程图的画法、子程序的编写方法、中断程序的编写方法、子程序和中断调用、伪指令的熟练使用、熟练掌握顺序程序结构、循环程序结构、分支程序结构,掌握仿真器的使用及结合软硬件调试程序。
(凌阳十六位单片机原理及应用)第1章单片机概述
智能化
单片机集成越来越多的AI算法 和功能,实现智能化控制和处 理。
网络化
单片机集成网络接口,实现远 程控制和数据传输。
单片机的发展前景
01
02
03
04
物联网应用
随着物联网技术的不断发展, 单片机在智能家居、智能农业
等领域的应用前景广阔。
人工智能
单片机在人工智能领域的应用 将逐渐增多,如机器人控制、
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03
串行通信接口
实现单片机与其他设备间 的串行数据传输。
并行通信接口
连接单片机与并行设备, 实现高速数据传输。
可编程接口
根据需要配置为各种功能, 如模拟数字转换器(ADC)、 脉宽调制器(PWM)等。
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单片机的软件编程
单片机的编程语言
C语言
C语言是一种通用的编程语言,适 用于各种类型的单片机编程。它 具有高效、可移植性强、可读性 好的特点。
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单片机的开发工具
单片机的开发板
开发板是用于单片机开发的硬件平台, 提供单片机所需的各种外设接口和扩 展模块,方便开发者进行硬件调试和 程序开发。
开发板的选择需要根据具体的项目需 求和开发环境来决定,同时需要考虑 开发板的性能、扩展性、易用性和成 本等因素。
常见的开发板包括基于特定单片机的 开发板和通用型开发板,前者片机的仿真器
仿真器是用于模拟单片机运行环境的工具,可以在电脑上模拟单片机的运行过程, 方便开发者进行软件调试和测试。
仿真器可以模拟单片机的各种外设和接口,提供与实际硬件相似的运行环境,使得 开发者可以在没有实际硬件的情况下进行开发和测试。
仿真器的选择需要考虑其对目标单片机的支持、仿真速度、界面友好性和易用性等 因素。
第二章AT89S51单片机的硬件结构
电源及时钟引脚 时钟
时钟有两种方式, 一种是片内时钟振荡方式,需在这两 个脚外接石英晶体和振荡电容。 另一种是外接一个输入时钟信号,有 源晶振至XTAL1,令XTAL2悬空。 若使用石英晶体:则C=30pF±10pF; 若使用陶瓷谐振器:则C=40pF±10pF。
控制引脚 RST
2.3 CPU 运算器 PSW
⑦ 奇偶校验标志位P(Parity): PSW.0奇偶校验标志位,用于指示运算结果中“1” 的个数的奇偶性。当累加器A中的数据“1”个数 为偶数时,P=0,若为奇数时,P=1。 在串行通信中,常用奇偶校验的方法来检测数据 串行传输的可靠性。
AT89S51方框图
2.1 AT89S51单片机的硬件组成
各功能部件简单说明: ROM 8031:无此部件;8051:4K字节ROM;8751:4K 字节EPROM ; 89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K 字节闪存。 特殊功能寄存器(SFR)用于对片内各功能模块进行 管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状 态寄存器。共有26个,是一个具有特殊功能的RAM区。
④工作寄存器组选择位RS1和RS0
RS1 、RS0 工作寄存器组 R0~R7的物理地址
00
0
00H~07H
01
1
08H~0FH
10
2
10H~17H
11
3
18H~1FH
2.3 CPU 运算器 PSW
⑤ 溢出标志位OV(OVerflow):溢出标志位 PSW.2用于指示带符号数运算的过程中是否发生溢 出。 如果结果产生溢出,则OV=1;否则OV=0 ⑥ PSW.1:保留位,无定义。给芯片制造商预留 的。
并行I/O口引脚P2口
单片机原理及应用总结归纳课后习题参考答案1~6章
精心整理《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制和ROM。
I/O1-6 写出下列各数的BCD参与:59:01011001,1996:0001100110010110,4859.2:0100100001011001.0010389.41:001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口(32条线)⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052答:⑴8052的存储器分为6个编址空间:①片内ROM的容量为8KB,其地址为②可扩展片外ROM的容量为64KB,其地址为片内RAM的容量为256B,其地址为00H~FFH RAM低区,④另128B为片内RAM高区,其地址空间为⑤可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B26BCPU第31脚EA接高电平时, CPU将从片内程序存储器0000H1FFFH时,会自动转向片外程ROM的0000H单元开始执行。
CPU,低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH 这32表示,通过工作寄存器指令进行访问。
片内RAM 中的16个单元共128位中的每一位又可单独00H`7FH;对片内高区128B寻址只能用CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。
单片机原理与应用技术第一章微型计算机系统基本知识
指令系统是单片机软件系统的核心,它规定了单片机能够执行的指令集合。指 令系统包括算术指令、逻辑指令、控制指令等,每种指令都有特定的功能和操 作码。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言,与硬件直接相关,易于理解和编写。在单片机编程 中,汇编语言通常用于编写底层驱动程序和优化性能要求高的程序。
单片机的高级语言与编程
智能热量表
单片机可以实现热量表的自动读数和远程抄表功能。
单片机在其他领域的应用
医疗设备
单片机可以用于医疗设备 的控制和监测,如监护仪、 呼吸机等。
交通工具
单片机可以用于车辆的控 制系统和安全监测系统, 如汽车电子、轨道交通等。
物流行业
单片机可以用于物流设备 的控制和监测,如智能仓 储、智能物流等。
02
单片机的基本知识
单片机的定义与特点
总结词:概述
详细描述:单片机是一种集成电路芯片,它集成了中央处理器、存储器、输入输 出接口等计算机主要部件的功能,具有体积小、功耗低、可靠性高、价格便宜等 特点。
单片机的分类与选型
总结词
分类与选型
详细描述
根据不同的分类标准,单片机可以分为多种类型。按位数可分为4位、8位、16位和32位单片机;按结构可分为 CISC和RISC单片机;按指令集可分为冯诺依曼和哈弗结构单片机。在选型时,需要根据实际需求和应用场景选 择合适的单片机,考虑其性能、功能、成本等因素。
单片机的存储器
程序存储器
用于存储程序代码,如ROM、 EPROM、Flash等。
数据存储器
用于存储程序执行过程中的数 据,如RAM。
特殊功能寄存器
用于控制单片机各部分的工作 状态和参数设置。
存储器组织
根据不同需求,单片机内部存储 器可以分为不同的区域,如程序 存储器、数据存储器、堆栈等。
单片机的组成及工作原理
单片机的组成及工作原理单片机是一种集成电路,由中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口和定时器等组成。
它是一种微型计算机系统,具有高度集成、体积小、功耗低等特点,广泛应用于各个领域。
单片机的核心部分是中央处理器(CPU),它负责执行各种指令和控制单元的工作。
CPU由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器负责进行算术和逻辑运算,控制器负责解码指令并控制各个部件的工作,寄存器用于存储数据和指令。
存储器是单片机的重要组成部分,用于存储程序和数据。
它分为程序存储器和数据存储器两部分。
程序存储器用于存储程序指令,常见的有只读存储器(ROM)和闪存(Flash);数据存储器用于存储数据,常见的有随机存储器(RAM)和电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
输入输出接口是单片机与外部设备进行数据交换的接口。
它可以将外部设备的输入信号转换为数字信号供单片机处理,也可以将单片机处理的数字信号转换为外部设备能够识别的信号。
常见的输入输出接口有通用输入输出口(GPIO)、串行通信接口(UART)、并行通信接口(Parallel)等。
定时器是单片机的重要功能模块,用于产生精确的时间延迟和定时信号。
它可以通过设置计数器的初值和工作模式来实现不同的定时功能。
定时器广泛应用于测量、控制和通信等领域。
单片机的工作原理是通过执行存储在存储器中的程序指令来完成各种任务。
当单片机上电后,CPU会从程序存储器中读取第一条指令,并按照指令的要求执行相应的操作。
指令的执行过程包括取指令、解码指令、执行指令和更新程序计数器等步骤。
单片机的工作过程可以简单描述为:首先,CPU从程序存储器中取出一条指令,并将其送入指令寄存器;然后,控制器对指令进行解码,并根据指令的要求执行相应的操作;最后,CPU根据指令的执行结果更新程序计数器,继续执行下一条指令。
总之,单片机是一种集成电路,由中央处理器、存储器、输入输出接口和定时器等组成。
它通过执行存储在存储器中的程序指令来完成各种任务。
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任务巩固 1.什么是机器周期?一个机器周期的时序是如 何来划分的?如果采用12 MHz晶振,一个机器周 2.ALE
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实训 流水灯的制作 1 (1) (2)通过最简应用系统实例了解单片机的基本
2 3.实训任务及要求 (1)首先向学生提出任务,即要求单片机工作 时,发光二极管LED按1 Hz (2) 4.
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图1.14 实训原理图
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双列直插式AT89S51单片机
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1. 1)运算器 2) 3) 4) 5) 2. 3.
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图1.1 微机系统组成示意图
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图1.2 单片机内部结构示意图
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图1.3 单片机应用系统的组成
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二、MCS—51 1.51子系列和52 (1)片内ROM从4 KB增加到8 KB (2)片内RAM从128 B增加到256 B (3)定时/计数器从2个增加到3 (4)中断源从5个增加到6 2
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任务分析 单片机是一个以CPU为核心,通过执行存放在 存储器里的命令(程序),通过单片机I/O信号线 来控制外设。我们必须了解其各部分的功能。
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相关知识 教学要点:让学生对单片机的基本硬件系统有 一个初步的认识,要求学生能够根据简单的现场需 要组建单片机,并构成一个最小的应用系统。以流 水灯的制作为例,模拟了瓦斯报警器信号指示灯的 要实现流水灯的制作,首先要了解单片机到底
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图1.6 P0口的口线逻辑电路图
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图1.7 P1口的口线逻辑电路图
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图1.8 P2口的口线逻辑电路图
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图1.9 P3口的口线逻辑电路图
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1.什么是单片机?它与一般的微型计算机在
2.MSC—51单片机内部有哪些主要的逻辑
3.MSC—51单片机程序存储器和数据存储 器各有什么功用?其内部RAM区功能结构如何 4.在内部RAM中,4组工作寄存器使用时如
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任务描述 单片机是一种时序逻辑电路,要掌握其工作的 基本工作条件,即时钟、时序、复位才能较好地应 任务分析 单片机的学习和使用者必须要了解时钟电路、 复位电路的组成。 相关知识
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1 1 2 (1)节拍与状态 (2)机器周期 (3)指令周期 2
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图1.10 时钟振荡电路
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图1.11 外部时钟源接法
学习情境1 单片机的硬件结构
任务一 单片机基本结构认识
知识点及目标: 单片机是一个集CPU、RAM/ROM、I/O接口 为一体的微型计算机,在自动控制系统中依靠程 序命令I/O口去控制外设,应掌握单片机的基本组 成及引脚。 能力点及目标: 初步了解单片机内部资源状况。
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任务描述 单片机是一个集CPU、RAM/ROM、I/O接口 为一体的微型计算机,在自动控制系统中依靠程序 命令I/O口去控制外设,应掌握单片机的基本组成 及引脚。 掌握单片机的工作条件及组成对单片机的应用
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图1.5 MCS—51单片机芯片引脚排列图
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四、MCS—51 1.内部数据存储器低128 1) 2) 3)用户RAM 2.内部数据存储器高128 1)专用寄存器(SFR 2)
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五、MCS—51 1.P0 P0口的口线逻辑电路如图1.6所示。 2.P1 P1口的口线逻辑电路如图1.7所示。 3.P2口 P2口的口线逻辑电路如图1.8所示。 4.P3 P3口的口线逻辑电路如图1.9所示。
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5.程序状态字PSW的作用是什么?常用标 6.DPTR是什么寄存器?它是如何组成的? 7.堆栈的作用是什么?在堆栈中存取数据时 有什么原则?如何理解?SP是什么寄存器?SP 8.8051单片机在并行扩展外存储器后,P0 口、P1口、P2口、P3
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任务二
单片机的时种、时序、复位
知识点及目标: 单片机是一个时序逻辑电路,要掌握其工作的 基本条件。 能力点及目标: 初步了解单片机控制的基本工作条件及工作过 程。
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3.8051 1)中央处理器(CPU 2)内部数据存储器(内部RAM 3)内部程序存储器(内部ROM 4)定时/ 5)并行I/O 6) 7) 8)
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图1.4 MCS—51单片机的结构框图
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三、MCS—51 1 2. (1)P3口线的第二功能。P3的8条口线都定义 有第二功能,详见表1.2 (2)EPROM存储器程序固化所需要的信号。 有内部EPROM的单片机芯片(例如8751),为写 入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信 号也是由信号引脚以第二功能的形式提供的
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图1.12
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图1)PC中的0000H 送到片内的地址寄存器;
(2)PC的内容自动加1变为0001H,指向下一 (3)地址寄存器中的内容0000H通过地址总线 送到存储器,经存储器中的址译码选中0000H单 元
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(4)CPU (5)被选中单元的内容74H送内部数据总 线上,该内容过内部数据总线送单片机内部 的指令寄存器。到此,取指令过程结束,进