单片机原理及应用第8章80C51应用系统设计方法

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80c51单片机定时器计数器工作原理

80c51单片机定时器计数器工作原理

80c51单片机定时器计数器工作原理80C51单片机是一种常用的微控制器,其定时器/计数器(Timer/Counter)是实现定时和计数功能的重要组件。

以下简要介绍80C51单片机定时器/计数器的工作原理:1. 结构:定时器/计数器由一个16位的加法器构成,可以自动加0xFFFF(即65535)。

定时器/计数器的输入时钟可以来自系统时钟或外部时钟源。

2. 工作模式:定时模式:当定时器/计数器的输入时钟源驱动加法器不断计数时,可以在达到一定时间后产生中断或产生其他操作。

计数模式:当外部事件(如电平变化)发生时,定时器/计数器的输入引脚可以接收信号,使加法器产生一个增量,从而计数外部事件发生的次数。

3. 定时常数:在定时模式下,定时常数(即定时时间)由预分频器和定时器/计数器的初值共同决定。

例如,如果预分频器设置为1,定时器/计数器的初值为X,那么实际的定时时间 = (65535 - X) 预分频系数输入时钟周期。

在计数模式下,定时常数由外部事件发生的时间间隔决定。

4. 溢出和中断:当加法器达到65535(即0xFFFF)时,会产生溢出,并触发中断或其他操作。

中断处理程序可以用于执行特定的任务或重置定时器/计数器的值。

5. 控制寄存器:定时器/计数器的操作可以通过设置相关的控制寄存器来控制,如启动/停止定时器、设置预分频系数等。

6. 应用:定时器/计数器在许多应用中都很有用,如时间延迟、频率测量、事件计数等。

为了充分利用80C51单片机的定时器/计数器功能,通常需要根据实际应用需求配置和控制相应的寄存器,并编写适当的软件来处理定时器和计数器的操作。

80C51单片机是一款八位单片机

80C51单片机是一款八位单片机

摘要80C51单片机是一款八位单片机,他的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

这里介绍的是如何用80C51单片机来实现长春工业大学的毕业设计,该设计是结合科研项目而确定的设计类课题。

本系统以设计题目的要求为目的,采用80C51单片机为控制核心,利用超声波传感器检测道路上的障碍,控制电动小汽车的自动避障,快慢速行驶,以及自动停车,并可以自动记录时间、里程和速度,自动寻迹和寻光功能。

整个系统的电路结构简单,可靠性能高。

实验测试结果满足要求,本文着重介绍了该系统的硬件设计方法及测试结果分析。

采用的技术主要有:(1)通过编程来控制小车的速度;(2)传感器的有效应用;(3)新型显示芯片的采用关键词80C51单片机、光电检测器、PWM调速、电动小车TitleAbstract80C51 is a 8 bit single chip computer.Its easily useing and multi-function suffer large users. This article introduce the CCUT graduation design with the 80C51 single chip copmuter.This design combines with scientific research object. This system regard the request of the topic, adopting 80C51 for controling core,super sonic sensor for test the hinder.It can run in a high and a low speed or stop automatically.It also can record the time ,distance and the speed or searching light and mark automatically The electric circuit construction of whole system is simple, the function is dependable. Experiment test result satisfy the request, this text emphasizes introduced the hardware system designs and the result analyse.The adoption of technique as:(1)Reduce the speed by program the engine;(2)efficient application of the sensor;(3)The adoption of the new display chip.Keywords 80C51 single chip computer、light electricity detector、PWM speed adjusting目录摘要 (I)Abstract (II)第一章前言 (1)第二章方案设计与论证 (3)(一)直流调速系统 (3)(二)检测系统 (4)(三)显示电路 (9)(四)系统原理图 (9)第三章硬件设计 (10)(一)80C51单片机硬件结构 (10)(二)最小应用系统设计 (11)(三)前向通道设计 (12)(四)后向通道设计 (14)(五)显示电路设计 (17)第四章软件设计 (20)(一)主程序设计 (20)(二)显示子程序设计 (24)(三)避障子程序设计 (25)(四)软件抗干扰技术 (26)(五)“看门狗”技术 (28)(六)可编程逻辑器件 (29)第五章测试数据、测试结果分析及结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 程序清单 (34)附录B 硬件原理图 (42)第一章前言随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。

80C51的结构和原理

80C51的结构和原理

1第二章80C51的结构和原理2学习目标熟悉80C51单片机的结构和应用模式掌握80C51的内部资源,特别是存储器配置 理解单片机的工作原理和基本时序重点内容80C51单片机的应用模式80C51单片机存储器及SFR 配置 80C51单片机I/O 口特点32.6 80C51的并行口结构与操作2.1 80C51系列概述2.2 80C51的基本结构与应用模式2.3 80C51典型产品资源配置与引脚封装2.4 80C51的内部结构2.5 80C51的存储器组织第二章80C51的结构和原理42.1 80C51系列概述2.1.1 MCS-51系列(1)MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。

属于这一系列的单片机有多种,如:﹡8051/8751/8031;﹡8052/8752/8032;﹡80C51/87C51/80C31﹡80C52/87C52/80C32等。

5(2)该系列生产工艺有两种:CHMOS 是CMOS 和HMOS 的结合,既保持了HMOS 高速度和高密度的特点,还具有CMOS 的低功耗的特点。

在产品型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS 芯片,CHMOS 芯片的电平既与TTL 电平兼容,又与CMOS 电平兼容。

一是HMOS 工艺(高密度短沟道MOS 工艺)。

二是CHMOS 工艺(互补金属氧化物的HMOS 工艺)。

2.1 80C51系列概述6(3)在功能上,该系列单片机有基本型和增强型两大类:增强型:8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型:8051/8751/803180C51/87C51/80C312.1 80C51系列概述7(4)在片内程序存储器的配置上,该系列单片机有三种形式,即掩膜ROM 、EPROM 和ROMLess(无片内程序存储器)。

如:﹡80C51有4K 字节的掩膜ROM ;﹡87C51有4K 字节的EPROM ;﹡80C 31在芯片内无程序存储器。

单片机原理课程教案

单片机原理课程教案

(一)课程教学目的和要求随着科学技术的不断进步,计算机在社会各个领域中的应用也不断得以发展,本课程是信息类基础课程之一,是一门学生学习掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程。

通过本课程的学习使学生从理论和实践两方面掌握单片机的基本结构、工作原理、汇编语言程序设计方法、接口电路及单片机应用系统的设计方法,以求达到初步的单片机软硬件设计开发能力。

并为以后从事电子控制类的设计奠定理论基础和实践能力。

《单片机原理及应用》是信息类专业的一门重要专业基础必修课,是一门理论与实际紧密结合并对学生进行工程训练的课程。

通过本课程的教学,学生应掌握51系列单片机CPU、定时/计数器、存储器、串行通信、中断系统、I/O口的硬件结构,能用汇编语言进行程序设计,具备应用单片机知识分析解决工程实际问题,设计较复杂的单片机应用系统能力。

(二)课程教学重点和难点1、重点:硬件结构;指令系统;系统扩展和应用;外围接口技术。

2、难点:指令系统;外围接口技术。

(三)教学方法理论与实验相结合(四)课时安排总课时:64课时,其中:理论课时48,实验课时16。

(五)考核方式本课程的考核采取平时的形成性考核和课程结束时的笔试闭卷考试相结合的考核办法。

平时的考核主要有三个方面:课堂、课外、实验。

课堂考核依据出勤率、听课态度、课堂讨论表现等;课外考核主要依据作业、平时测试、课外的创新和发明等;实验考核依据实验完成的质量和数量等情况来评定。

(六)参考教材刘湘涛.江世明编著《单片机原理与应用》.电子工业出版社. 2006.第一章单片机基础知识教研室:计算机教研室教师姓名:申寿云教学过程1、问题牵引、导入新课(1)单片机是什么?它的主要特点和应用的领域。

(2)计算机中数据有哪些表示?二进制、八进制、十进制、十六进制;原码、反码、补码;ASCII码、BCD码。

2、课程内容本章的主要知识点有:知识点1:单片机的概念。

知识点2:单片机主流机型。

知识点3:80C51系列简介。

单片机原理及应用8051单片机基本结构

单片机原理及应用8051单片机基本结构

8051单片机的基本组成 单片机的基本组成
时钟源 T0 T1
时钟电路
SFR和RAM 和
ROM
定时/计数器 定时 计数器
CPU



线
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
一个8051单片机包含下列部件 单片机包含下列部件 一个
位微处理器CPU。 (1)一个 位微处理器 )一个8位微处理器 。 和特殊功能寄存器SFR。 (2)片内数据存储器 )片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器 和特殊功能寄存器 。 (3)片内程序存储器 )片内程序存储器ROM。 。 计数器T0、 ,可用作定时器, (4)两个定时 计数器 、T1,可用作定时器,也可用以 )两个定时/计数器 对外部脉冲进行计 数。 I/O端口 (5)四个8位可编程的并行I/O端口,每个端口既可作输 )四个8位可编程的并行I/O端口, 也可作输出。 入,也可作输出。 一个串行端口,用于数据的串行通信。 (6)一个串行端口,用于数据的串行通信。 中断控制系统。 (7)中断控制系统。 内部时钟电路。 (8)内部时钟电路。
8051单片机基本结构 单片机基本结构
8051单片机的特点 8051单片机的特点
8051单片机可分为无ROM型和ROM型两种 无ROM型的芯片,必须外接EPROM才能应 用(典型芯片为8031) ROM型芯片又分为EPROM型(典型芯片为 8751)、FLASH型(典型芯片为89C51)、 掩膜ROM型(典型芯片为8051 )、一次性 可编程ROM(One Time Programming,简 称OTP)的芯片(典型芯片为97C51)。
8051单片机内部结构 单片机内部结构

[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术

[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术

[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术篇一: 单片机原理及应用技术_课后答案章1 绪论1.第一台计算机的问世有何意义?答:第一台电子数字计算机ENIAC问世,标志着计算机时代的到来。

[)与现代的计算机相比,ENIAC有许多不足,但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元,对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。

2.计算机由哪几部分组成?答:由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成,运算器与控制器合称为CPU。

3.微型计算机由哪几部分构成?答:微型计算机由微处理器、存储器和I/O接口电路构成。

各部分通过地址总线、数据总线和控制总线相连。

4.微处理器与微型计算机有何区别?答:微处理器集成了运算器和控制器;而微型计算机包含微处理器、存储器和I/O接口电路等。

5.什么叫单片机?其主要特点有哪些?答:在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。

单片机主要特点有:控制性能和可靠性高;体积小、价格低、易于产品化;具有良好的性能价格比。

6.微型计算机有哪些应用形式?各适于什么场合?答:微型计算机有三种应用形式:多板机、单板机和单片机。

多板机,通常作为办公或家庭的事务处理及科学计算,属于通用计算机。

单板机,I/O设备简单,软件资源少,使用不方便。

早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统,现在已很少使用。

单片机,单片机体积小、价格低、可靠性高,其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。

目前,单片机应用技术已经成为电子应用系统设计的最为常用技术手段。

7.当前单片机的主要产品有哪些?各有何特点?答:多年来的应用实践已经证明,80C51的系统结构合理、技术成熟。

因此,许多单片机芯片生产厂商倾力于提高80C51单片机产品的综合功能,从而形成了80C51的主流产品地位,近年来推出的与80C51兼容的主要产品有:? A TMEL公司融入Flash存储器技术推出的A T89系列单片机;? Philips公司推出的? 华邦公司推出的- 74 -? ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC单片机;? LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机;? Maxim公司推出的DS89C420高速单片机;? Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。

单片机原理及应用

单片机原理及应用

单片机原理及应用教案福建省三明工贸学校机电技术应用第一章绪论第一节单片机单片机即单片机微型计算机,是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。

第二节单片机的历史与现状第一阶段(1976~1978年):低性能单片机的探索阶段。

以Intel公司的MCS-48为代表,采用了单片结构,即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM 和ROM等。

主要用于工业领域。

第二阶段(1978~1982年):高性能单片机阶段,这一类单片机带有串行I/O口,8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。

这类单片机的应用范围较广,并在不断的改进和发展。

第三阶段(1982~1990年):16位单片机阶段。

16位单片机除CPU为16位外,片内RAM和ROM容量进一步增大,实时处理能力更强,体现了微控制器的特征。

例如Intel 公司的MCS-96主振频率为12M,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,中断处理能力为8级,片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。

第四阶段(1990年~):微控制器的全面发展阶段,各公司的产品在尽量兼容的同时,向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。

第三节单片机的应用领域一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章硬件结构第一节MCS-51单片机及其演变特点(1)一个8位微处理器CPU。

(2)数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。

(3)内部程序存储器ROM。

(4)两个定时/计数器,用以对外部事件进行计数,也可用作定时器。

(5)四个8位可编程的I/O(输入/输出)并行端口,每个端口既可做输入,也可做输出。

(6)一个串行端口,用于数据的串行通信。

(7)中断控制系统。

(8)内部时钟电路。

第二节80C51单片机的基本结构1) 中央处理器(CPU)中央处理器是单片机的核心,完成运算和控制功能。

单片机原理、接口技术及应用教学课件ppt作者黄建新编280C51单片机的基本结构和工作原理共65页

单片机原理、接口技术及应用教学课件ppt作者黄建新编280C51单片机的基本结构和工作原理共65页
单片机原理、接口技术及应用教学课件 ppt作者黄建新编280C51单片机的基本
结构和工作原理
56、极端的法规,就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要,人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益, 而是为 了公共 的利益 ;一部 分靠有 害的强 制,一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ,那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— 何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间,才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话,只需要教育; 而要挑战别人所说的话,则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

51单片机原理及应用

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。

80C51单片机内部结构和工作原理

80C51单片机内部结构和工作原理
② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程 期间,施加编程电源Vpp。
⒋ I/O线
80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、 P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特 殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。
P3.0 —— RXD:串行口输入端; P3.1 —— TXD:串行口输出端; P3.2 —— INT0:外部中断0请求输入端; P3.3 —— INT1:外部中断1请求输入端; P3.4 —— T0:定时/计数器0外部信号输入端; P3.5 —— T1:定时/计数器1外部信号输入端; P3.6 —— WR:外RAM写选通信号输出端; P3.7 —— RD:外RAM读选通信号输出端。
度比一般内RAM要快,指令字节比一般直接寻址 指令要短,还具有间址功能,能给编程和应用 带来方便。
工作寄存器区分为4个区:0区、1区、2区、3 区。每区有8个寄存器:R0~R7,寄存器名称相 同。但是,当前工作的寄存器区只能有一个,由 PSW中的D4、D3位决定。
⒉ 位寻址区
⑴地址: 从20H~2FH共16字节(Byte,缩写为英文大写字
Intel MCS-52 子系列
8032 8052
8752
256
80C32 80C52 87C52 字节
(8K字节) (8K字节)
3x16
4x8位
1
6
1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K)
ATEML
(20条引脚DIP封装)
128
2
15
1
5
89C系列
(常用型)
89C51(4K)/ 89C52(8K) (40条引脚DIP封装)
04H
03H

8051单片机工作原理_--_单片机入门经典教程

8051单片机工作原理_--_单片机入门经典教程

第一课:初识单片机记得在我们网站的论坛里,曾经有一位网友问了一个问题,什么是单片机?单片机是怎样的一个东东?单片机可以实现些什么功能?它主要应用在哪些领域?在我们单片机自学网的网上课堂的第一节课,我们就上面的这些问题与大家先做一个初步的探讨。

在进入课程的讲解之前,大家先一起来看看单片机吧。

下图是一片40脚的89C51及一片20脚的89C2051的单片机。

单片机的外形从上图中我们已初步认识了,那么什么叫单片机呢?所谓单片机,通俗的来讲,就是把中央处理器CPU(Central Processing Unit),存储器(memory),定时器,I/O(Input/Output)接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

单片机又称为“微控制器MCU”。

中文“单片机”的称呼是由英文名称“Single Chip Microcomputer”直接翻译而来的。

单片机的主要分类:1、按应用领域可分为:家电类,工控类,通信类,个人信息终端类等等;2、按通用性可分为:通用型和专用型。

通用型单片机的主要特点是:内部资源比较丰富,性能全面,而且通用性强,可履盖多种应用要求。

所谓资源丰富就是指功能强。

性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。

通用型单片机的用途很广泛,使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。

小到家用电器仪器仪表,大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。

专用型单片机的主要特点是:针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的,设计时已使结构最简,软硬件应用最优,可靠性及应用成本最佳。

专用型单片机用途比较专一,出厂时程序已经一次性固化好,不能再修该的单片机。

例如电子表里的单片机就是其中的一种。

其生产成本很低。

在我们的这个网上课堂中,介绍的是MCS-51系列单片机,MCS-51单片机也是一种通用单片机,其结构及原理对所有的单片机都适用。

3、按总线结构可分为总线型和非总线型。

微机原理及单片机应用技术第8章 80C51的中断与定时计数器

微机原理及单片机应用技术第8章 80C51的中断与定时计数器

定时/计数器的结构
T1引脚
TH1
TL1
TH0
T0引脚
TL0
机器周 期脉冲
TH1、TL1
内部总线
TH0、TL0
TF1 TR1 TF0 TR0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
TCON
TMOD
TCON
外部中断相关位
T1方式
T0方式
TMOD
2020/10/27
21
计数脉冲源
定时/计数器的工作原理
76543210
TCON TF1 TR1 TF0 TR0
字节地址:88H
TFx:Tx溢出标志位。响应中断后TFx有硬件自动清0。 用软件设置TFx可产生同硬件置1或清0同样的效果。
TRx:Tx运行控制位。置1时开始工作;清0时停止工作。 TRx要由软件置1或清0(即启动与停止要由软件控制)。
2020/10/27
2020/10/27
24
定时/计数器的控制示意图
M1M0 工作方式


00 方式0 13位定时/计数器
01 方式1 16位定时/计数器
10 方式2 8位自动重装定时/计数器
11
方式3
T0分成两个独立的8位定时/计数器; T1此方式停止计数
注意:TMOD不能进行位寻址
2020/10/27
26
控制寄存器TCON
第八章 80C51的中断系统与定时计数器
8.1 80C51单片机的中断系统 8.2 80C51中断处理过程 8.3 80C51单片机的串行口
8.1 80C51单片机的中断系统
5.1.1 80C51中断系统的结构
中断的概念
与子程序调用相似 但有本质的区别

n第八章_80C51单片机的应用系统实例(1)

n第八章_80C51单片机的应用系统实例(1)

第八章
80C51单片机的应用系统 实例
② 负电压发生电路主要产生一个-5 V的 电压,为仪表放大器U4(INA118)提供负 电源。电路由U7(7660)和电容C5、C6组 成。 ③仪表放大器U4(INA118)可将压力传 感器桥路输出的毫伏(mV)级电压放大,以 适应VF变换器U5(AD654)的需要。电阻 R7是调节仪表放大器的放大倍数用的。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
图8-2 主机板电路原理图
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
(2) 信号电路板 信号电路板电路原理图如图8-3所示。它 通过插座W1与主机板联接,通过插座W与 压力传感器相联,通过插座W′与流速传感 器相联。其中包含压力信号调理电路、流 速信号调理电路和模拟电源控制电路。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
图8-3 信号电路板电路原理图
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
(3) 通信接口板电路 通信接口板电路的原理图如图8-4所示。 当系统从井下采集完数据回到地面或进行 标定实验时,该板用插座W1’与主机板上的 W1联接。
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
第八章
80C51单片机的应用系统 实例
2) 流速数据采集子程序 设定T0为定时器,定时时间为100 ms/次,采集时 间为6 s=100 ms/次×60次;设定 T1 为计数方 式,所计流量脉冲写入片外RAM中。
第八章
LIU: MOV MOV MOV MOV MOV
80C51单片机的应用系统 实例
第八章
8.1.1
80C51单片机的应用系统 实例
设计目标 本系统使用89C51作为控制芯片,对来自压力 及流速传感器的信号进行采集,并把采集到的数 据存放在数据存储器中。系统可以工作在标定和 实际测量两种工作状态下。标定状态是为了修正 系统误差而在测量前进行一组标准压力和流速数 据的测量。具有可与通用计算机联接的串行通信 接口。在等待状态时,系统工作在低功耗方式。 系统具有工作状态显示系统,可以显示标定、测 量、通信、等待等不同的工作状态。

80C51单片机的C51程序设计说明书.

80C51单片机的C51程序设计说明书.
例如:
bit bdata my_flag;
/*item1*/
char data var0;
/*item2*/
float idata x,y,z;
/*item3*/
unsigned int pdata temp ;
/*item4*/
unsigned char xdata array[3][4]; /*item5*/ item1:位变量my_flag被定义为bdata存储类型,C51编译器 将把该变量定义在8051片内数据存储区(RAM)中的位寻址区 (地址:20H~2FH)。
字符型 整型 长整型 浮点型 位型 访问SFR
数据类型 signed char unsigned char signed int unsigned int signed long
unsigned long float bit sbit sfr sfr16
长度(位) 8 8 16 16 32 32 32 1 1 8 16
item5:无符号字符二维数组 unsigned char array[3][4] 被定义为xdata存储类型,C51编译器将其定位在片外数据存 储区(片外RAM),并占据3x4=12字节存储空间,用于存 放该数组变量。
8.2.4 80C51硬件结构的C51定义
C51是适合于80C51单片机的C语言。它对标准C语言(ANSI C) 进行扩展,从而具有对80C51单片机硬件结构的良好支持与操作能 力。
3)sbit 位变量名=位地址 例如:
sbit OV =0xd2; /*定义OV位的地址为0xd2*/ sbit CF =0xd7; /*定义CF位的地址为0xd7*/ 注意:位地址必须位于0x80~0xFF之间。
3、8051并行接口及其C51定义

《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术

《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术

②开始数据传送 在串行时钟线(SCL)保持高电平的情况下,串行数据线(SDA )上发生一个由高电平到低电平的变化作为起始信号(START) ,启动I2C 总线。I2C总线所有命令必须在起始信号以后进行。 ③停止数据传送 在串行时钟线(SCL)保持高电平的情况下,串行数据线 (SDA)上发生一个由低电平到高电平的变化,称为停止信号( STOP)。这时将停止I2C 总线上的数据传送。 ④数据有效性 在开始信号以后,串行时钟线(SCL)保持高电平的周期 期间,当串行数据线(SDA)稳定时.串行数据线的状态表示数 据线是有效的。需要一个时钟脉冲。 每次数据传送在起始信号(START)下启动,在停止信号 (STOP)下结束。 在I2C总线上数据传送方式有两种,主发送到从接收和从发 送到主接收。它们由起始信号(START)后的第一个字节的最低 位(即方向位R/W)决定。
①串行数据线(MISO、MOSI) 主机输入/从机输出数据线(MISO)和主机输出/ 从机输入数据线(MOSI),用于串行数据的发送和接收。 数据发送时.先传送MSB(高位),后传送LSB(低位)。 在SPI设置为主机方式时,MISO线是从机数据输入线 ,MOSI是主机数据输出线;在SPI设置为从机方式时, MISO线是从机数据输出线,MOSI是从机数据输入线。
8.1.1外部并行扩展原理
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的单片微机芯片引脚可以构成图8-1所 示的三总线结构.即地址总线(AB)数据总线(DB)和控制总 线(CB)。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 (1)地址总线(AB) 地址总线由单片微机P0口提供 低8位地址A0~A7,P2口提 供高8位地址A8~A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复 用口,只能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0~A7必 须用锁存器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0~A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位,故可寻址范围为64 KB。 (2)数据总线(DB) 数据总线由P0口提供,用D0~D7表示。P0口为三态双向

单片机的系统扩展原理及接口技术 第8章习题答案 高锋第二版

单片机的系统扩展原理及接口技术  第8章习题答案  高锋第二版

第8章思考与练习题解析【8—1】简述单片机系统扩展的基本原则和实现方法。

【答】系统扩展是单片机应用系统硬件设计中最常遇到的问题。

系统扩展是指单片机内部各功能部件不能满足应用系统要求时,在片外连接相应的外围芯片以满足应用系统要求。

80C5 1系列单片机有很强的外部扩展能力,外围扩展电路芯片大多是一些常规芯片,扩展电路及扩展方法较为典型、规范。

用户很容易通过标准扩展电路来构成较大规模的应用系统。

对于单片机系统扩展的基本方法有并行扩展法和串行扩展法两种。

并行扩展法是指利用单片机的三组总线(地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB)进行的系统扩展;串行扩展法是指利用SPI三线总线和12C双线总线的串行系统扩展。

1.外部并行扩展单片机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。

为了满足系统扩展要求,80C51系列单片机芯片引脚可以构成图8-1所示的三总线结构,即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB。

单片机所有的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。

2.外部串行扩展80C51.系列单片机的串行扩展包括:SPI(Serial Peripheral Interface)三线总线和12C双总线两种。

在单片机内部不具有串行总线时,可利用单片机的两根或三根I/O引脚甩软件来虚拟串行总线的功能。

12C总线系统示意图如图8—2所示。

【8—2】如何构造80C51单片机并行扩展的系统总线?【答】80C51并行扩展的系统总线有三组。

①地址总线(A0~A15):由P0口提供低8位地址A0~A7,P0 口输出的低8位地址A0~A7必须用锁存器锁存,锁存器的锁存控制信号为单片机引脚ALE输出的控制信号。

由P2口提供高8位地址A8~A1 5。

②数据总线(DO~D7):由P0 口提供,其宽度为8位,数据总线要连到多个外围芯片上,而在同一时间里只能够有一个是有效的数据传送通道。

哪个芯片的数据通道有效则由地址线控制各个芯片的片选线来选择。

③控制总线(CB):包括片外系统扩展用控制线和片外信号对单片机的控制线。

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reset = 0; sclk = 0; W1302DataToAddr(0x00, 0x8e); //写控制字,允许写操作 W1302DataToAddr(0x00, 0x80); //时钟启动 W1302DataToAddr(0xa6, 0x90); //一个二极管+4K电阻充电 W1302DataToAddr(0x80, 0x8e); //写控制字,禁止写操作 }
读ds1302当前时间和日期
void R1302Time(uchar addr, uchar *p, uchar n) {
for (; n > 0; n--) {
*p = R1302FromAddr(addr); p++; addr = addr + 2; } }
DS1302初始化
void Init1302() {
第8章 80C51应用系统设计方法
8.1 单片机应用系统设计 8.2 课程设计示例—单片机数字时钟 8.3 毕业设计示例—基于18B20的温
度监测系统设计
2020/5/15
1
8.1 单片机应用系统设计过程
8.1.1 系统设计的基本要求 可靠性高
处于前端数据采集、控制输出 系统规划时要考虑可靠性措施 设计时要考虑故障自动检测和处理环节
AN1键。按下AN1键完成“运行”与“设置”两种状态切换。 AN2键。按下AN2键完成设置状态指示信息显示位置调整。 设置状态指示信息显示位置有3个,分为右、中、左(如设置指 示在“中”时,表示调整分或月的设置值)。指示信息用两位小数点 表示,位置由AN2键调整,每按一次AN2键,位置改变一次。另外,长 按AN2键时,设置的内容生效。 AN3键。按下AN3键完成“时间”与“日期”两种形式的切换。 AN4键。按下AN4键完成调制内容加1。调制内容达到相应上限时, 回卷到0再继续调整(如调整“月”时,达到12时要回卷到0)。
8.3.2 HMI及MODBUS协议简介
HMI人机接口
基本功能:
1、信息的实时显示; 2、信息的自动采集与储存; 3、历史数据的趋势显示; 4、图形界面控件的组态; 5、事件越限报警与记录等。
MODBUS协议
ModBus可分为两种传输模式:ASCII模式和RTU模式。
ASCII模式:当控制器设为在ModBus网络上以ASCII模 式通信,在消息中的每个8Bit字节都作为两个ASCII字符 发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达 到1秒而不产生错误。
设置ds1302时间和日期
void Set1302Time(uchar addr, uchar *p, uchar n) {
W1302DataToAddr(0x00, 0x8e); //写允许 for (; n > 0; n--) {
W1302DataToAddr(*p,addr); p++; addr = addr + 2; } W1302DataToAddr(0x80, 0x8e); //写保护 }
RAM数据
RAM30
FCH FDH 00H~FFH
注意:
1、WP:写保护位:置为1时,写保护;置为0时, 未写保护。
2、TCS:1010时慢充电;DS为01,选一个二极管, 为10,选2个二极管;11或00,禁止充电。
3、RS:与二极管串联电阻选择。00,不充电;01, 2KΩ电阻;10,4KΩ电阻;11,8KΩ电阻。
起始位 :
ASCII模式的消息帧 设备地址 功能码 数据 2个字符 2个字符 N个字符
LRC校验 2个字符
结束符 0DH, 0AH
RTU模式:消息帧中的每个8 位字节包含两个4位的十 六进制字符。与ASCII模式相比,在同样的波特率下可比
ASCII模式传送更多的数据。
起始位
T1-T2T3-T4
RTU模式的消息帧 设备地址 功能码 数据
uchar RByte1302() {uchar i, ch = 0;
io = 1; //设置为输入口 for (i = 0; i < 8; i++) {sclk = 0;
D4us(); ch = ch >> 1; if (io == 1) ch = ch | 0x80; sclk = 1; D4us(); } return (ch); }
操作简单
设计观念:注重使用和维修 功能设置:开关简洁、顺序明了、符号直观
性价比高
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2
8.1.2 系统设计的步骤
确定任务
前提:市场需求 目标:克服旧缺点、开发新功能 规划:系统功能、技术指标、系统构成
方案设计
单片机型号选择 硬件与软件的功能划分 应采取的可靠性措施
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3
读写操作时序
字节写
RST
SCLK
I/O
0
字节读
RST
写命令
数据字节
SCLK
I/O
1
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
读命令
数据字节
多字节操作(突发模式)
每次写入或读出8个字节时钟日历数据或31个字节RAM数据。与单 字节时相似,仅需将A0~A4换成“11111” 。
DS1302的寄存器及RAM
8位
8位
N个8位
CRC校验 16位
结束符
T1-T2-T3T4
RTU模式和ASCII模式的比较
RTU 模式报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字 符。RTU模式主要优点是较高的数据密度,在相同的波特 率下比ASCII 模式有更高的吞吐率。每个报文必须以连 续的字符流传送。RTU模式采用CRC校验 。
0 0 日的十位
日的个位
月 88H 89H
01~12
0 0 0 0/1
月的个位
星期 8AH 8BH
01~07
0 0 0 0 0 星期几
年 8CH 8DH
00~99
年的十位
年的个位
注意: 1、秒寄存器的CH位: 置1,时钟停振,进入低功耗态; 置0,时钟工作。
2、小时寄存器的D7位: 置1,12小时制(D5置1表示上午,置0表示下午); 置0,24小时制(此时D5、D4组成小时的十位)。
8.2.3 DS1302的操作子程序
字节写操作
void WByte1302(uchar ch) {uchar i;
for (i = 0; i < 8; i++) {
sclk = 0; D4us(); ch = ch >> 1; io = CY; sclk = 1; D4us(); } }
字节读操作
使用微处理器监控电路 软件抗干扰措施
输入/输出抗干扰 避免系统“死机”
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8
8.2 课程设计示例—单片机数字时钟
8.2.1 数字时钟的设计要求
采用8个LED数码管显示。时间为“时–分–秒”形式,日期为“年– 月–日”形式。两种显示形式通过按键进行切换。 采用4个按键进行功能控制。
配置经典器件
8个LED; 4位7段LED数码管; 1个蜂鸣器; 3个按键; 1个温度传感器DS18B20; 1个实时时钟芯片DS1302; 1个D/A转换芯片TLC5615; 1个A/D转换芯片TLC549; 1个AT24C04储存芯片; 1个MAX232芯片及串口连接器。
பைடு நூலகம்
支持扩展部件
LCD1602字符液晶模块; LCD12864点阵液晶模块; 电机驱动接口; HMI人机接口设备。
实时时钟、24C04及18B20电路
LED数码管电路
UART接口电路
电源、按键及ISP接口电路
驱动、LCD字符及点阵扩展电路
蜂鸣器、LED及电机驱动电路 系统软件略!
8.1 单片机应用系统设计过程
8.1.1 系统设计的基本要求 可靠性高
处于前端数据采集、控制输出 系统规划时要考虑可靠性措施 设计时要考虑故障自动检测和处理环节
电源 滤波器
+
直流
稳压器
U
-
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直流电源抗干扰措施
采用高质量集成稳压电路单独供电 采用直流开关电源 采用DC-DC变换器
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地线干扰及其抑制 一点接地和多点接地的应用 数字地与模拟地的连接原则 印刷电路板的地线分布原则 信号电缆屏蔽层的接地
其它提高系统可靠性的方法
2020/5/15
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8.2.2 DS1302的功能简介
计算2100 年之前的秒、分、时、日、星期、月和年; 31字节静态RAM; 工作电流小于300nA,有备份电源和涓流充电能力。
DS1302引脚定义
I/O:数据输入/输出引脚 SCLK:串行时钟输入引脚 RST复位引脚 GND:接地引脚
VCC2 1 8 X1 2 7 X2 3 6
日历时钟相关寄存器
命令字节 寄存器名
写读
范围
位内容 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
秒 80H 81H
00~59
CH
秒的十位
秒的个位
分 82H 83H
00~59
0
分的十位
分的个位
时 84H 85H 01~12或00~23 12/24 0 A/P HR
小时个位
日 86H 87H
01~31
5
8.1.3 提高系统可靠性的方法
电源干扰及其抑制 交流电源干扰及其抑制 干扰现象
V
t
抑制措施
电源 滤波器 ~220V
尽量远离干扰源 采用交流电源滤波器 采用交流稳压器 采用1:1隔离变压器
1:1 隔离变压器
电源变压器
持续时间:几个纳秒 幅度约在50V~4000V 使系统的程序“跑飞”
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