单片机基础知识资料-PPT
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第1、3章 单片机应用概述与开发步骤 第4章 80C51单片机硬件基础知识 第5章 80C51单片机软件基础知识 第6章 80C51单片机内部资源及应用 第7章 单片机外部扩展资源及应用
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
•堆栈与堆栈指针 •片内RAM的部分 单元还可以用作堆 栈。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
2）特殊功能寄存器 所有单片机片内外设是依靠对内部特殊功能寄存 器的操作实现其功能的，80C51也不例外，特殊功能 寄存器（SFR, Special Function Register）也称专用 寄存器，专用于控制、管理单片机内部算术逻辑部件、 并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等 功能模块的工作，用户在编程时可以置数设定，不能 移作他用。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统开发简介
单片机应用系统是以单片机为核心构成的智能化产品。 为了实现产品的智能化处理与智能化控制，还要嵌入
相应的控制程序，称之为单片机应用软件。 嵌入了应用软件的单片机系统称为单片机应用系统。 单片机是单片机系统中的一个器件，单片机系统是构
成某一单片机应用系统的全部硬件电路，单片机应用 系统是单片机系统和应用软件相结合的产物。
4.5 80C51单片机最小系统
单片机最小系统就是能使单片机工作的最少的器 件构成的系统，是大多数控制系统所必不可少的 关键部分。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
扩展外部接口电路 图为80C32单片机的外部扩展总线。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
扩展外部接口电路 将80C32单片机的外部扩展总线接到外部程序存储器 的地址总线、数据总线和控制总线，即构成80C32单 片机最小系统。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
硬件系统
根据总体设计中确立的功能特性要求，确定单片 机的型号、所需外围扩展芯片、存储器、I/O电路、 驱动电路，可能还有A/D和D/A转换电路以及其它模 拟电路，设计出应用系统的电路原理图。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
硬件设计
硬件电路做成目标板
运用PROTEUS、 PROTEL等软件
51系列单片机
基于HMOS工艺， 它们的指令系统 与芯片引脚完全 兼容，只是片内 程序存储器 （ROM）ห้องสมุดไป่ตู้有所不同。
8031 80C31
8051 875l 80C51 87C5l
51子系列 的主要功 能为：
第4章 80C51单片机硬件基础知识
MCS-51系列单片机内部组成
8位CPU。 片内带振荡器及时钟电路。 128B片内数据存储器。 4KB片内程序存储器（8031/80C31无）。 程序存储器的寻址范围为64KB。 片外数据存储器的寻址范围为64KB。 21B特殊功能寄存器。 4×8根I/O线。 1个全双工串行I/O接口，可多机通信。 2个16位定时器/计数器。 中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。 111条指令，含乘法指令和除法指令。 布尔处理器。 使用单＋5V电源。
硬件 软件
程序设计的最终结果是软件。
第5章 80C51单片机软件基础知识
•计算机语言
机器语言是计算机唯一能识别的语言，用汇编语言和高级语言 编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序 （称为目标程序），计算机才能识别。
e100 33 f6 bf 0 20 b5 10 f3 a5 8c c8 5 0 2 50 68 13 1 cb e 1f be a1 1 bf 0 1 e11b 6 57 b8 11 1 bb 21 13 89 7 4b 4b 48 79 f9 ad 86 e0 8b c8 bd ff ff e8 20 e134 0 3d 0 1 74 1a 7f 3 aa eb f3 2d ff 0 50 e8 f 0 5a f7 d8 8b d8 26 8a 1 aa e14f 4a 75 f9 eb de cb 57 bb 21 13 8b c1 40 f7 27 f7 f5 8b fb ba 11 1 4f 4f 4a e168 39 5 7f f9 52 8b c5 f7 25 f7 37 2b c8 95 f7 65 2 f7 37 95 2b e8 fe e fe e181 10 79 6 c6 6 fe 10 7 46 d0 14 d1 d1 d1 e5 79 ec 5a b8 11 1 ff 7 4b 4b 48 e19b 3b d0 75 f7 5f c3 83 f7 83 a6 5d 59 82 cd b2 8 42 46 9 57 a9 c5 ca aa 1b e1b4 4f 52 b4 92 3f ab 6e 9e a8 1d c6 3 fc e 6a e7 ae bb 5f 7b 10 b8 b4 f7 8 e1cd e2 bf 36 4e 39 9d 79 29 3f a f9 36 52 16 fb 5 e8 e5 a6 c2 e9 b0 43 d3 a3 e1e6 cf d3 fd fd cb d1 4c 5e e0 63 58 86 bb 3e 9 c1 20 bc cc 91 a3 47 81 70 b3 e1ff d6 1a 9e c2 c9 12 e7 4e ad f4 5f e3 30 e9 9 39 d7 e8 f9 f4 d2 44 e8 d7 22 e218 be e2 ce 88 25 cf 30 4a a8 29 ae 3f 47 c6 2d 85 e9 73 54 13 b e6 e0 34 65
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统的研制步骤和方法简介。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
一个典型的单片机系统开发环境组成如图所示。
单片机系统开发环境组成
4.1 MCS-51系列及80C51系列单片机简介 4.2 80C51系列单片机外引脚功能 重点 4.3 80C51单片机内部结构 重点 4.4 低功耗运行方式 4.5 80C51单片机最小系统 重点
第4章 80C51单片机硬件基础知识
4.1 MCS-51系列及80C51系列单片机简介
MCS-51系列和80C51系列单片机
Intel公司单片机系列的符号 Intel公司推出的系列单片机有： MCS-48、MCS-51、MCS-96系列。
包括51和52两个子系列。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
1）片内数据存储器 片内数据存储器分为工作寄存器区、位寻址区、数据 缓冲器区等三个区域。
1）片内数据存储器
80c51单片机片内RAM配置
•工作寄存器区 00H～1FH单元为工作寄存器区。工作寄存器也称通用寄存器，供用户编程时使 用，临时寄存8位信息。
1）片内数据存储器
•位寻址区 20H～2FH单元 是位寻址区， 该区的每一位 都赋予了一个 位地址。
存储器组织(哈佛结构)
程序存储器（51子序列） 程序存储器用于存放编好的程序或表格常数 在程序存储器中，以下单元具有特殊功能
复位入口 0000H INT0中断入口 0003H
T0中断入口 000BH INT1中断入口 0013H
T1中断入口 001BH 串口中断入口 0023H
0000H：80C51复位后，PC = 0000H，即程序
单片机简介
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机及其展过程
单片机是什么？
单片机是单片微型计算机的简称，它是在一块半导体芯片上，集成 了CPU、半导体存储器、I/O(Input/Output)接口、中断系统和定时器等计 算机必备部件，所构成的一个完整的数字电子计算机。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
第4章 80C51单片机硬件基础知识
52系列单片机
8032
8052 8752
80C32 80C52 87C52
与51子系列的不同之处在于：片内数据存储器增至256B，片内 程序存储器增至8KB（8032/80C32无），有26B的特殊功能 寄存器，有3个16位定时器/计数器，有6个中断源。其他性能 均与5l子系列相同。
80C51系列单片机数据存储器有片内和片外之分。 片内又有RAM和SFR之分，这几个部分的访问指令不 同的，从这一点看，数据存储器的使用比程序存储器 略微复杂点。采用C51语言编程则要简单许多。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
这样可把数据存储器分为片外数据存储器、片内 数据存储器、特殊功能存储器，以下分别加以介绍。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
4.单片机应用系统开发简介
•单片机应用系统的研制步骤和方法 •单片机应用系统开发的软硬件环境 •Proteus开发环境 •Keil C51高级语言集成开发环境 •基于Proteus的单片机系统仿真
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统 的研制流程如图 所示:
第4章 80C51单片机硬件基础知识
Intel 80C51系列单片机产品命名规则
4.2 80C51系列单片机外引脚功能
常用两种封装为双列直插式DIP40和方形封装式LCC44
接VCC（+5V）
P1口 复位端
P3口
时钟端 接地端
P0口 控制信号
P2口
第4章 80C51单片机硬件基础知识
4.2 80C51系列单片机外引脚功能
单片机现状
单片机经过约30年的发展，已经形成有几千种型号上百种品牌的半导体 产业，对电子信息技术、工业控制技术、军事技术的发展起到巨大的推动作 用。
目前主流的单片机： 51内核的系列单片机 Microchip公司的PIC系列单片机 Motorola公司的68系列 Texas Instrument公司的MSP16bit系列单片机 ARM内核的32bit系列单片机
从 0000H开始执行指令。
0003H：外部中断0入口。
000BH：定时器0溢出中断入口。
0013H：外部中断1入口。
001BH：定时器1溢出中断入口。
0023H：串行口中断入口。
ROM
002BH：定时器2入口（仅52子系列有）。
FFFFH
第4章 80C51单片机硬件基础知识
数据存储器 数据存储器用于存放中间运算结果、数据暂存和 缓冲、标志位等。
第5章 80C51单片机软件基础知识
汇编语言是能够利用单片机所有特性直接控制硬件的唯一语言， 对于一些需要直接控制硬件的场合，汇编语言是必不可少的。
但汇编语言不是一种结构化的程序设计语言，对于较复杂的单 片机应用系统，它的编写效率很低。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
地址、数据和控制：三总线结构
80C51三总线具有以下特点： （1）P0口的地址/数据复用。 （2）两个独立的并行扩展空间。
（3）外围数据存储器扩展的统一编址。
锁存器
80C51单片机内部结构框图
第4章 80C51单片机硬件基础知识
中央处理器CPU
单片机最核心的部分是CPU，可以说CPU是单片 机的大脑和心脏。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
•堆栈与堆栈指针 •片内RAM的部分 单元还可以用作堆 栈。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
2）特殊功能寄存器 所有单片机片内外设是依靠对内部特殊功能寄存 器的操作实现其功能的，80C51也不例外，特殊功能 寄存器（SFR, Special Function Register）也称专用 寄存器，专用于控制、管理单片机内部算术逻辑部件、 并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等 功能模块的工作，用户在编程时可以置数设定，不能 移作他用。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统开发简介
单片机应用系统是以单片机为核心构成的智能化产品。 为了实现产品的智能化处理与智能化控制，还要嵌入
相应的控制程序，称之为单片机应用软件。 嵌入了应用软件的单片机系统称为单片机应用系统。 单片机是单片机系统中的一个器件，单片机系统是构
成某一单片机应用系统的全部硬件电路，单片机应用 系统是单片机系统和应用软件相结合的产物。
4.5 80C51单片机最小系统
单片机最小系统就是能使单片机工作的最少的器 件构成的系统，是大多数控制系统所必不可少的 关键部分。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
扩展外部接口电路 图为80C32单片机的外部扩展总线。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
扩展外部接口电路 将80C32单片机的外部扩展总线接到外部程序存储器 的地址总线、数据总线和控制总线，即构成80C32单 片机最小系统。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
硬件系统
根据总体设计中确立的功能特性要求，确定单片 机的型号、所需外围扩展芯片、存储器、I/O电路、 驱动电路，可能还有A/D和D/A转换电路以及其它模 拟电路，设计出应用系统的电路原理图。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
硬件设计
硬件电路做成目标板
运用PROTEUS、 PROTEL等软件
51系列单片机
基于HMOS工艺， 它们的指令系统 与芯片引脚完全 兼容，只是片内 程序存储器 （ROM）ห้องสมุดไป่ตู้有所不同。
8031 80C31
8051 875l 80C51 87C5l
51子系列 的主要功 能为：
第4章 80C51单片机硬件基础知识
MCS-51系列单片机内部组成
8位CPU。 片内带振荡器及时钟电路。 128B片内数据存储器。 4KB片内程序存储器（8031/80C31无）。 程序存储器的寻址范围为64KB。 片外数据存储器的寻址范围为64KB。 21B特殊功能寄存器。 4×8根I/O线。 1个全双工串行I/O接口，可多机通信。 2个16位定时器/计数器。 中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。 111条指令，含乘法指令和除法指令。 布尔处理器。 使用单＋5V电源。
硬件 软件
程序设计的最终结果是软件。
第5章 80C51单片机软件基础知识
•计算机语言
机器语言是计算机唯一能识别的语言，用汇编语言和高级语言 编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序 （称为目标程序），计算机才能识别。
e100 33 f6 bf 0 20 b5 10 f3 a5 8c c8 5 0 2 50 68 13 1 cb e 1f be a1 1 bf 0 1 e11b 6 57 b8 11 1 bb 21 13 89 7 4b 4b 48 79 f9 ad 86 e0 8b c8 bd ff ff e8 20 e134 0 3d 0 1 74 1a 7f 3 aa eb f3 2d ff 0 50 e8 f 0 5a f7 d8 8b d8 26 8a 1 aa e14f 4a 75 f9 eb de cb 57 bb 21 13 8b c1 40 f7 27 f7 f5 8b fb ba 11 1 4f 4f 4a e168 39 5 7f f9 52 8b c5 f7 25 f7 37 2b c8 95 f7 65 2 f7 37 95 2b e8 fe e fe e181 10 79 6 c6 6 fe 10 7 46 d0 14 d1 d1 d1 e5 79 ec 5a b8 11 1 ff 7 4b 4b 48 e19b 3b d0 75 f7 5f c3 83 f7 83 a6 5d 59 82 cd b2 8 42 46 9 57 a9 c5 ca aa 1b e1b4 4f 52 b4 92 3f ab 6e 9e a8 1d c6 3 fc e 6a e7 ae bb 5f 7b 10 b8 b4 f7 8 e1cd e2 bf 36 4e 39 9d 79 29 3f a f9 36 52 16 fb 5 e8 e5 a6 c2 e9 b0 43 d3 a3 e1e6 cf d3 fd fd cb d1 4c 5e e0 63 58 86 bb 3e 9 c1 20 bc cc 91 a3 47 81 70 b3 e1ff d6 1a 9e c2 c9 12 e7 4e ad f4 5f e3 30 e9 9 39 d7 e8 f9 f4 d2 44 e8 d7 22 e218 be e2 ce 88 25 cf 30 4a a8 29 ae 3f 47 c6 2d 85 e9 73 54 13 b e6 e0 34 65
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统的研制步骤和方法简介。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
一个典型的单片机系统开发环境组成如图所示。
单片机系统开发环境组成
4.1 MCS-51系列及80C51系列单片机简介 4.2 80C51系列单片机外引脚功能 重点 4.3 80C51单片机内部结构 重点 4.4 低功耗运行方式 4.5 80C51单片机最小系统 重点
第4章 80C51单片机硬件基础知识
4.1 MCS-51系列及80C51系列单片机简介
MCS-51系列和80C51系列单片机
Intel公司单片机系列的符号 Intel公司推出的系列单片机有： MCS-48、MCS-51、MCS-96系列。
包括51和52两个子系列。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
1）片内数据存储器 片内数据存储器分为工作寄存器区、位寻址区、数据 缓冲器区等三个区域。
1）片内数据存储器
80c51单片机片内RAM配置
•工作寄存器区 00H～1FH单元为工作寄存器区。工作寄存器也称通用寄存器，供用户编程时使 用，临时寄存8位信息。
1）片内数据存储器
•位寻址区 20H～2FH单元 是位寻址区， 该区的每一位 都赋予了一个 位地址。
存储器组织(哈佛结构)
程序存储器（51子序列） 程序存储器用于存放编好的程序或表格常数 在程序存储器中，以下单元具有特殊功能
复位入口 0000H INT0中断入口 0003H
T0中断入口 000BH INT1中断入口 0013H
T1中断入口 001BH 串口中断入口 0023H
0000H：80C51复位后，PC = 0000H，即程序
单片机简介
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机及其展过程
单片机是什么？
单片机是单片微型计算机的简称，它是在一块半导体芯片上，集成 了CPU、半导体存储器、I/O(Input/Output)接口、中断系统和定时器等计 算机必备部件，所构成的一个完整的数字电子计算机。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
第4章 80C51单片机硬件基础知识
52系列单片机
8032
8052 8752
80C32 80C52 87C52
与51子系列的不同之处在于：片内数据存储器增至256B，片内 程序存储器增至8KB（8032/80C32无），有26B的特殊功能 寄存器，有3个16位定时器/计数器，有6个中断源。其他性能 均与5l子系列相同。
80C51系列单片机数据存储器有片内和片外之分。 片内又有RAM和SFR之分，这几个部分的访问指令不 同的，从这一点看，数据存储器的使用比程序存储器 略微复杂点。采用C51语言编程则要简单许多。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
这样可把数据存储器分为片外数据存储器、片内 数据存储器、特殊功能存储器，以下分别加以介绍。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
4.单片机应用系统开发简介
•单片机应用系统的研制步骤和方法 •单片机应用系统开发的软硬件环境 •Proteus开发环境 •Keil C51高级语言集成开发环境 •基于Proteus的单片机系统仿真
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
单片机应用系统 的研制流程如图 所示:
第4章 80C51单片机硬件基础知识
Intel 80C51系列单片机产品命名规则
4.2 80C51系列单片机外引脚功能
常用两种封装为双列直插式DIP40和方形封装式LCC44
接VCC（+5V）
P1口 复位端
P3口
时钟端 接地端
P0口 控制信号
P2口
第4章 80C51单片机硬件基础知识
4.2 80C51系列单片机外引脚功能
单片机现状
单片机经过约30年的发展，已经形成有几千种型号上百种品牌的半导体 产业，对电子信息技术、工业控制技术、军事技术的发展起到巨大的推动作 用。
目前主流的单片机： 51内核的系列单片机 Microchip公司的PIC系列单片机 Motorola公司的68系列 Texas Instrument公司的MSP16bit系列单片机 ARM内核的32bit系列单片机
从 0000H开始执行指令。
0003H：外部中断0入口。
000BH：定时器0溢出中断入口。
0013H：外部中断1入口。
001BH：定时器1溢出中断入口。
0023H：串行口中断入口。
ROM
002BH：定时器2入口（仅52子系列有）。
FFFFH
第4章 80C51单片机硬件基础知识
数据存储器 数据存储器用于存放中间运算结果、数据暂存和 缓冲、标志位等。
第5章 80C51单片机软件基础知识
汇编语言是能够利用单片机所有特性直接控制硬件的唯一语言， 对于一些需要直接控制硬件的场合，汇编语言是必不可少的。
但汇编语言不是一种结构化的程序设计语言，对于较复杂的单 片机应用系统，它的编写效率很低。
第4章 80C51单片机硬件基础知识
地址、数据和控制：三总线结构
80C51三总线具有以下特点： （1）P0口的地址/数据复用。 （2）两个独立的并行扩展空间。
（3）外围数据存储器扩展的统一编址。
锁存器
80C51单片机内部结构框图
第4章 80C51单片机硬件基础知识
中央处理器CPU
单片机最核心的部分是CPU，可以说CPU是单片 机的大脑和心脏。