单片机系统2

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单片机原理第2章 MCS-51单片机体系结构

8051单片机的内RAM共有128个单元，应用最为灵活，用于存放变量的值、运算结果和标志位等信息。按其用途可分为三个区域。
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
2.4.2 MCS-51单片机数据存储器
1. 工作寄存器区
字节地址为00H~1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每组占用8个字节，都标记为R0~R7。在某一时刻，CPU只能使用其中的一组工作寄存器，工作寄存器的选择由程序状态字寄存器PSW中RS1、RS0两位来确定，如表2-3所示。
2. 数据总线DB 数据总线宽度为8位（D0~D7），由P0提供。
3. 控制总线CB 控制总线由P3口的第二功能状态和4根独立控制线RESET、和ALE组成。
2.3 MCS-51单片机的中央处理器
• 8051系列单片机的中央处理器CPU是单片机的指挥中心和执行机构，它的作用是产生合适的时序，读入和分析每条指令代码，根据每条指令代码的功能要求，指挥并控制单片机的有关部件和器件，具体执行指定的操作。
2.2.3 并行I/O引脚
3. P2口
P2口，为准双向I/O口，具有内部上拉电阻。一共8位，有P2.0～P2.7共8 条引脚。当8051系列单片机扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P2口作为地址总线（高8位），和P0输出的低8位地址一起构成16位地址，可以寻址 64KB的地址空间。
P2口位结构图如图2-3 （c）所示，它比P1口多了一个转换控制部分，当P2 与P0配合作为“地址/数据总线”方式下的高8位数据线（A8~A15）时，CPU将写控制信号“1”使MUX切换到右边，在“地址/数据总线” 方式下，无论P2口剩余多少地址线，均不能被用于普通I/O操作。
（2）控制引脚—— 、

数字电压表的单片机设计(C语言编程)

目录一设计总体方案 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 设计思路 (1)1.3 设计方案 (1)二硬件电路元件分析与设计 (2)2.1 单片机系统 (2)2.1.1 AT89C51性能 (2)2.1.2 AT89C51各引脚功能 (2)2.2 A/D转换模块 (3)2.2.1 ADC0808主要特性 (3)2.2.2 ADC0808工作流程 (4)2.3 LED显示系统设计 (5)2.3.1 LED显示器的选择 (5)2.3.2 LED译码方式 (5)2.4 双D正沿触发器 (6)2.5 总体电路设计 (6)三程序设计 (9)3.1 程序设计总方案 (9)3.2 系统子程序设计 (9)3.2.1 初始化程序 (9)3.2.2 A/D转换子程序 (9)3.2.3 显示子程序 (10)四仿真调试 (12)4.1 软件调试 (12)4.2 显示结果及误差分析 (12)4.2.1 显示结果 (12)4.2.2 误差分析 (13)结束 (15)参考文献 (16)附录 (17)一设计总体方案1.1 设计要求⑴以AT89C51单片机为核心器件，组成一个简单的直流数字电压表。

⑵能够测量0-5V之间的直流电压值。

⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示，尽量使用较少的元器件。

1.2 设计思路⑴根据设计要求，选择AT89C51单片机为核心控制器件。

⑵A/D转换采用ADC0808实现,与单片机接口为P0口和P3口的高四位引脚。

⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。

⑷LED数码的段码输入,由并行端口P1产生：位码输入，用并行端口P2高四位产生。

1.3 设计方案硬件电路设计由5个部分组成; A/D转换电路，AT89C51单片机系统，LED 显示系统、时钟电路、测量电压输入电路。

硬件电路设计框图如图1-1图1-1 数字电压表系统硬件设计框图二硬件电路元件分析与设计2.1 单片机系统2.1.1 AT89C51性能AT89C51功能性能:与MCS-51成品指令系统完全兼容；4KB可编程闪速存储器；全静态工作：0-24MHz；128*8B内部RAM；4个位可编程I/O口线；2个16位定时/计数器；5个中断源；2个串行通道；片内振荡器和掉电模式。

单片机系统分类及应用

单片机系统分类及应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，具备中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EEPROM）和外设接口（串口、并口、模拟输入输出口等）等功能，广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。

根据不同的应用领域和要求，单片机系统可以分为以下几类：1. 工控单片机系统：工控单片机系统广泛应用于工业控制领域，用于控制和监测生产设备、自动化生产线、仪器仪表等。

这类系统通常具备高速、稳定的计算能力、多种通信接口，支持各种传感器和执行器的连接。

常见的工控单片机系统包括PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统）等。

2. 消费电子单片机系统：消费电子单片机系统广泛应用于各类消费电子产品，如手机、电视、音响、数码相机等。

这类系统通常具备低功耗、高性能的特点，可以支持复杂的图形、音频和视频处理。

常见的消费电子单片机系统包括ARM Cortex-M系列单片机、ESP 系列WiFi模块等。

3. 通信单片机系统：通信单片机系统常用于通信设备中，如路由器、交换机、物联网设备等。

这类系统通常具备高速、稳定的网络通信功能，支持各种网络协议和接口，如以太网、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。

常见的通信单片机系统包括ARM Cortex-A系列单片机、W5500以太网芯片等。

4. 汽车电子单片机系统：汽车电子单片机系统应用于汽车电子控制系统，如发动机控制单元（ECU）、车身控制单元（BCU）、防抱死制动系统（ABS）等。

这类系统通常具备高可靠性、抗干扰能力和温度适应能力，支持多种通信接口和传感器连接。

常见的汽车电子单片机系统包括Freescale MPC5500系列单片机、TI TMS320系列数字信号处理器等。

5. 医疗设备单片机系统：医疗设备单片机系统应用于各类医疗设备，如血糖仪、体温计、心电图机等。

这类系统通常具备高精度、低功耗、多种通信接口和传感器连接，支持实时数据采集和处理。

单片机系统设计与制作2---简易数字电压表原理图

简易数字电压表安装与调——原理图简易数字电压表安装与调——原理图简易数字电压表主要有三部分组成：可调电压、AD 转换、电压显示。

简易数字电压表工作原理：外调电压通过 JP2 输入提供 0~5V 的电压，送入 ADC0831 的正向输入端（反向输入端接地），在片选信号 CS 拉低的情况下，产生 2 个 CLK，AD 进行启动和准备（结合图 1 ADC0831 工作时序图来理解），在第 3~10 时钟周期将采集的 8 位数据依次按位移出完成了将模拟电压 0~5V 转换成数据信号 0~255 的过程，ADC0831 完成了 AD 转换工作。

理解 ADC0831 完成了 AD 转换过程要结合图 1 ADC0831 工作时序图，这对编写数据采集程序很有帮助，也是对排故障起到指导作用的，是本次实训的重点和难点。

其中 CS 接单片机 P1.0，CLK 接单片机 P1.1，数据端 D0 接单片机 P1.2。

图 1 ADC0831 工作时序图将采集到的 0~255 数据来进行模拟电压 0~5V 的显示，则要将数字信号进行线性变换，所幸的是，采集到的数字信号和模拟信号简易数字电压表安装与调——原理图是线性关系，这点可以从图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线看出，这就使得我们很容易进行转换，将数据除以 51 便可以得到模拟电压的值了。

54321 00 51 102 153 204 255图 2 采集的数据与模拟电压关系曲线将得到的模拟电压值显示出来，保留 2 位小数。

这时我们发现小数处理起来比较麻烦，简单化的办法就是让前面转换的数字信号预先放大 100 倍，显示模拟电压时我们只需先考虑数码管的每一位数据，在第 1 位数码管让其小数位点亮即可。

简易数字电压表中显示部分采用共阳数码管动态显示，其中片选信号从高位到低位依次为 CS0、CS1、CS2、CS3，它们分别连接于 P3.0、P3.1、P3.2、P3.3，段码控制由 P2 口提供，值得注意的是共阳数码管显示时片选依次为高电平，其他 3 位为低电平，每个数码管显示的时间几个 ms，利用人眼的视觉特性。

单片机控制系统

单片机控制系统
汇报人： 2024-01-04
目录
• 单片机控制系统概述 • 单片机硬件系统 • 单片机软件系统 • 单片机控制系统设计与实现 • 单片机控制系统案例分析
01
单片机控制系统概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，内部集成了计算机的基本电路，包括中央处理器、存储器、输入输出接口等。
抗干扰设计
采取措施降低系统受到的电磁干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
系统软件设计
程序流程设计
根据需求设计合理的程序流程，包括主程序、中断服务程序
、子程序等。
算法设计
为实现系统功能，设计合适的算法，提高系统的数据处理能力和控制精度。
数据结构设计
合理规划系统中的数据结构，便于数据的存储、传输和处理。
冗余技术
通过重复执行关键代码或数据来提高软件的可靠性。
软件陷阱技术
当程序跑飞时，通过软件陷阱将其引导至复位地址。
数字滤波技术
通过多种算法对采集到的数据进行滤波处理，去除噪声干扰。
04
单片机控制系统设计与实现
系统需求分析
功能需求
明确系统需要实现的具体功能，如数据采集、控制输出、通信等。
性能需求
特点
单片机体积小、重量轻、功耗低，可靠性高，价格便宜，易于开发，广泛应用于各种控制系统中。
单片机控制系统的应用领域
01
02
03
04
智能家居
用于控制家电设备，实现智能化管理。
工业自动化
用于控制生产设备，实现自动化生产。
智能仪表
用于测量和控制各种物理量，如温度、压力、流量等。
医疗设备
用于控制和监测医疗设备，如监护仪、呼吸机等。

基于51单片机的红外线控制系统 2

单片机原理结课项目项目题目基于51单片机的红外线控制系统基于51单片机的红外线控制系统一、概述：红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。

由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以在设计红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套( 发射器和接收器) 要有不同的遥控频率或编码( 否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器) ，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。

这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。

由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。

基于51单片机的红外线控制系统。

要求通过单片机发送和接红外信号程序，根据接收的信号，执行有关动作的系统，能够实现近距离的无线通。

二、硬件设计1．系统框图2．电路原理图电路由五个模块构成（最小系统模块、红外接收模块、数码管显示模块、编程下载模块、电源模块）1）最小系统STC12C5410AD 单片机红外接收头红外遥控器复位电路时钟振荡电路数码光显示最小系统由stc12c5410ad单片机，按键复位电路，时钟振荡电路构成。

a.电源电源采用5V直流电供电。

b.时钟、复位电路本电路选用12MHz晶振。

2）红外接收模块3）显示模块三、软件设计1．红外编解码原理红外线发射编码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制‘0’；以脉宽为0.565ms、间隔1.658ms、周期为2.25ms的组合表示二进制‘1’；红外接收头接收的信号和发射编码相反；一组编码由一个引导码，四个字节数据组成；引导码由9ms的高电位和4.5ms的地电位组成。

第2章51系列单片机系统结构2.2存储器组织

字节地址 80H
复位后初值 FFH
I/O 端口 0(P0 口)
*I/O 端口 1(P1 口)
P1
P1.7 A7H
90H
FFH
*I/O 端口 2(P2 口)
P2
P2.7 B7H P3.7
A0H
FFH
*I/O 端口 3(P3 口) 串行数据缓冲 *串行控制电源控制及波特率选择从地址寄存器从地址掩蔽寄存器

(1) 工作寄存器区。该区域容量为32个字节，分为四个区，每区8个字节，对应R0～R7寄存器名。因此，R0的物理地址可能是00H，也可能是08H、 10H 或18H；同理，R1的物理地址可能是01H，也可能是09H、11H或19H。任何时候都只能选择四个工作寄存器区中的一个区作为当前工作寄存器区，当前工作寄存器区由程序状态字寄存器PSW的b4(RS1)、b3(RS0)位确定，具体情况4、b3位当前区寄存器R7～R0地址 00 0区 07H～00H 01 1区 0FH～08H 10 2区 17H～10H 11 3区 1FH～18H 由于复位后PSW的b4、b3位为00，因此复位后将选择0 区作为当前工作寄存器区。修改PSW的b4、b3位即可选择不同的工作寄存器区，这有利于快速保护现场，提高程序执行效率和中断的响应速度。

SFR 寄存器名累加器 B 寄存器助功能寄存器助功能寄存器 1 时钟控制寄存器堆栈指针数据指针低 8 位数据指针高 8 位 *程序状态字符号 b7 Acc B AUXR AUXR1 CKCON SP DPL DPH PSW D7H Cy AFH EA BFH IP — IPH — E7H F7 — — —
哈佛体系结构的程序存储器与数据存储器都拥有自己独立的总线和寻址空间（典型的如DSP，TI的C5000系列）

单片机第2章习题答案

第2章习题答案一．选择题1．8051单片机用于选择内外程序存储器的控制信号是（ B ）（A）RST（B）EA（C）PSEN（D）ALE2．PC的值是（ B ）（A）当前正在执行指令的前一条指令的地址（B）当前正在执行指令的地址（如果当前指令执行完毕，则PC值为下一条指令的首地址）（C）当前正在执行指令的下一条指令的地址（D）控制器中指令寄存器的地址3．ALE信号有效的时候，表示（ B ）。

（A）从ROM中读取数据（B）从P0口可靠地送出地址低8位（C）从P0口送出数据（D）从RAM中读取数据4．8051复位时，下述说法正确的是（ D ）。

（A）（20H）＝00H （B）SP＝00H （C）SUBF＝00H （D）TH0＝00H5．外部中断1固定对应的中断入口地址为（ C ）。

（A）0003H （B）000BH （C）0013H （D）001BH6．P1口的每一位都能驱动（ B ）。

（A）2个TTL低电平负载（B）4个TTL低电平负载（C）8个TTL低电平负载（D）10个TTL低电平负载7．使用8751且EA＝1时，则可以扩展ROM（ B ）。

（内外总和64KB）（A）64KB （B）60KB （C）56KB （D）58KB8．在扩展系统中，能够提供地址信号的高8位的端口是（ C ）。

（A）P0口（B）P1口（C）P2口（D）P3口9．内部RAM中具有位地址的区域是（ B ）。

（A）00H～1FH （B）20H～2FH （C）20H～3FH （D）30H～7FH二．填空题1．MCS—51单片机的P0～P3口均是双向 I／O口，其中的P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外，通常还用来构建扩展系统的数据总线和地址总线，在P0～P3口中，真正的双向口为P0口，P1口、P2口、P3 为准双向口。

2．P2口在扩展系统当中通常用作地址总线的高8位，也可以作通用的I/O口使用。

3．8051的堆栈只可设置在片内RAM30H-7FH，堆栈寄存器SP是 8 位寄存器。

MCS-51单片机指令系统教程(2)

片外数据存储器 64KB
1,访问片内RAM20H存储单元； MOV A,20H
2,访问片外RAM存储单元； MOV R0,#20H MOVX A,@R0
0000H
3,尽管片内与片外的RAM单元的00H-FFH地址相重叠但由于指令的不同不会发生地址
混乱。
片外数据存储器 64KB个字节
返回
2.2.5 变址寻址
由操作码和操作数（或操作数地址）构成指令的结构。
举例：MOV A,#0FFH
ADD A,R0
返回
2.1.2 指令的三种表示形式：
指令的表示形式是识别指令的标志。
1，二进制的表示形式：（以“累加器的内容+08H”为例） 00100100B 操作码 OP （加法） 00001000B 操作数DATA（08H）
乘法指令 16位寄存器DPTR加一
从表中可见，指令的字节数与指令周期不是对等的关系返回
2.1.4 指令的分类
MCS-51单片机的指令如果按功能划分可以分为五类： 1,数据传送类指令：完成数据在单片机内部之间的传送。
分为8位数和16位两种。除了奇偶位外，指令的执行对 PSW无影响。
2,算术运算指令：用于操作数之间的加、减、乘除运算。【特点】：多数情况下：操作数之一在累加器A中，结果也保留在A中，运算结果要影响PSW（进位标志、奇偶和溢出标志等）。
“机器码”后才能为CPU所识别和执行。 3，三种不同的表示方法适用于不同的场合。
返回
本章内容都以汇编的形式介绍指令系统。
2.1.3 指令的字节数
在MCS-51单片机的指令系统中，因指令操作码和操作数的不同，指令（在存储器中）长度也各不相同。
分为单字节、双字节和三字节。

单片机期末复习题库(带答案)

单片机复习题及答案1、什么是单片机？什么是单片机系统？(P2)答：（1）单片机是将微处理器、一定容量的 RAM 和ROM以及 I/O 口、定时器等电路集成在一块芯片上而构成的微型计算机。

（单片机就是在一块硅片上集成有CPU,ROM，RAM定时器/计数器和多种I/O口的数字处理系统。

）（2）微处理器，存储器，配以系统软件和I/O设备称为单片机系统2、PC和DPTR的含义是什么？答：(1)程序计数器PC是一个独立的计数器，存放着下一条腰执行的指令在程序存储器中的地址（P15）(2)数据指针DPTR是用于对外部数据存储器进行寻址的地址指针(P19)3、89C51的中断源有哪些？并说明外部中断源和内部中断源分别有哪些？(P83)答：89C51中断系统有5个中断源：●INT0：外部中断0请求，低电平有效。

通过P3.2引脚输入。

●INT1：外部中断1请求，低电平有效。

通过P3.3引脚输入。

●T0：定时器/计数器0溢出中断请求。

●T1：定时器/计数器1溢出中断请求。

●TXD/RXD：串行口中断请求。

当串行口完成一帧数据的发送或接收时，便请求中断。

外部中断源有：（1）INT0,(2)INT1,(3)串行口中断请求内部中断源有：（1）定时器/计数器T0计数溢出中断请求，（2）定时器/计数器T1计数器溢出中断请求4．定时器/计数器分别用作计数器时定时器时，他们的计数脉冲由谁提供？(P97) 答：定时：单片机时钟信号经片内12分频后的脉冲；计数：加在p3.4和p3.5的外部脉冲5．指令包含哪几部分？每部分的功能是什么？(P57)答：（1）操作数：规定指令进行什么操作（2）操作数:指令操作的对象6．简述单片机89C51在串行通信时发送数据的过程。

答：7．什么I/O端口？什么是I/O接口？I/O端口的编址方式有哪些？89C51采用什么编址方式？（P159-160）答：（1）I/O端口是指I/O接口芯片中具有端口地址的寄存器或缓冲器。

单片机指令系统-第2讲寻址方式

MOVX
19
外部程序存储器ROM数据传送指令 MOVC A，@A+DPTR； A （A+DPTR） MOVC A ，@A+PC ；PC PC +1,A（A+PC）
专门用作查表，又称作查表指令。
20
外部数据存储器RAM数据传送指令
使用DPTR进行间接寻址 MOVX A，@DPTR MOVX @DPTR，A
2
MOVC A，@A+DPTR
程序存储区
A
DP TR
02 H
03H 00H
①
②
55 H
Σ
③
03 02H
03 02H
图3.5 变址寻址示意图
3
例3.6 MOVC A， @A+DPTR ；
00H
RAM
7FH DPL 00H DPH 24H
MOVC A， @A+DPTR
80H
2400H+0FH= 240FH
2) 源操作数与目的操作数不能相同（除 direct外）；
3) 寄存器寻址与寄存器及其间址间不能相互传送。
数据传送类指令（28条）
（1）内部RAM数据传送指令(15条) （2）外部数据传送指令（7条）
（3）堆栈操作指令(2条)
（4）数据交换指令(4条)
（1）内部RAM数据传送指令(15条)
内部RAM是数据传送最为频繁的部分，这其中有寄存器、累加器、RAM单元以及特殊功能寄存器之间的相互数据传送。
17
内部RAM、SFR之间的传送MOV指令
Rn
dir
@Ri
MOV A , #data
dir
A
@Ri A
Rn,

《单片机最小系统设计》2

Cy
AC
FO RS1 RS0 OV
P
溢出标志OV：
作有符号数加法、减法时由硬件置位或清除，
以指示运算结果是否溢出。
Cy
AC
FO RS1 RS0
OV
P
奇偶标志P:
每执行一条指令，单片机都能根据A中1的个
数的奇偶自动令P置位或清零：奇为1，偶为 0。此标志对串行通信的数据传输非常有用，通过奇偶校验可检验数据传输的正确与否。
用。17条布尔处理指令多数是针对CY来完成的。程序中写成C。
Cy
AC
FO
RS1
RS0
OV
P
辅助进位标志AC：
加（减）法运算时，如果低半字节的最高位
D3有进（借）位，则AC=1，否则AC=0；AC 在作BCD码运算而进行二～十进制调整时有用。
Cy
AC
FO RS1 RS0 OV
P
用户标志FO：
四、片内RAM
单片机的数据存储器分为片内RAM和片外RAM，两
者单独编址（片内为00～FFH，片外为0000～ FFFFH）。一般需要外部扩展时才使用最多64K的片外RAM。通常将单片机256B的内部数据存储器RAM分为两个部分，一个是片内RAM（占128B），一个是特殊功能寄存器SFR（占另外128B的21B）。片内RAM的128B地址为00～7FH，可分为四个大区：工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区、堆栈区
片内RAM
工作寄存器区：字节地址：00H～1FH 位寻址区：字节地址：20H～2FH 位地址为：00H～7FH 数据缓冲区/堆栈区：字节地址：00H～7FH 一般使用30H～7FH
RAM空间分配示意图
1、工作寄存器区

单片机最小系统介绍 (2)

单片机最小系统介绍什么是单片机最小系统单片机最小系统是指单片机芯片以及其必要的周边电路组成的一个完整的系统。

单片机芯片是一种集成电路，其中包含了处理器核心、存储器、I/O接口等基本功能。

而单片机最小系统则包含了单片机芯片外所需的电源、晶振、复位电路等必要的辅助元件。

单片机最小系统在嵌入式系统开发中起着至关重要的作用。

它可以提供稳定可靠的电源供应，为单片机芯片提供工作所需的电压和电流；晶振则提供了系统的时钟信号，为单片机的运行提供时序基准；复位电路可以确保系统在上电时能够正确地初始化。

单片机最小系统的组成一个典型的单片机最小系统由以下几个方面的组件构成：1.单片机芯片：单片机最小系统的核心部件，通常由一块集成电路芯片组成，包含处理器核心和各种外设接口。

2.电源电路：用于为单片机芯片提供电源电压和电流的电路。

电源电路通常由稳压电路和滤波电路组成，保证单片机工作时的电源稳定性和可靠性。

3.晶振电路：用于提供单片机系统的时钟信号的电路。

晶振电路通常由振荡器和晶振组成，产生稳定的时钟信号，为单片机的运行提供精确的时序基准。

4.复位电路：用于在单片机上电时进行初始化的电路。

复位电路通常由复位电路芯片和复位电路电源组成，确保单片机在上电时可以正确地初始化。

5.外设接口电路：用于与外部设备进行通信的接口电路。

外设接口电路通常包括串口、并口、GPIO等接口，可以连接各种外部设备，如键盘、显示器、传感器等。

单片机最小系统的工作原理单片机最小系统工作的基本原理是：电源电路为单片机芯片提供稳定的电源电压和电流；晶振电路提供稳定精确的时钟信号；复位电路控制芯片在上电时进行初始化；外设接口电路与外部设备进行通信。

单片机芯片通过电源电路获得工作所需的电源，电源电路通过稳压电路和滤波电路来保证电源的稳定性和可靠性。

晶振电路通过振荡器和晶振来产生稳定的时钟信号，提供系统的时序基准。

复位电路在单片机上电时发送复位信号，使单片机处于初始状态。

第2章 MCS-51单片机系统结构

寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0～P3 IP IE 内容 0000H 00H 00H 00H 07H 0000H 0FFH XXX00000B 0XX00000B 寄存器 TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON 内容 00H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 0XXXXXXXB
对外部时钟的占空比要求不高，但要有一定的幅度.
2.3.2
时钟电路
C1
XTAL1
NC
XTAL1
MCS-51单片机
MCS-51单片机外部振荡信号
XTAL2
C2
XTAL2
内部振荡方式Biblioteka 外部振荡方式2.3.3
复位电路
所有单片机在启动运行时都需要复位，以使CPU和系统中的其它部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
2.4.1
程序存储器
ISP技术（下载）：在单片机上固化一些用户看不到的程序，单片机上电后自动运行这些程序，并检查单片机的工作模式。当单片机处于下载模式时，这些程序就控制单片机经由串口从PC机接收用户应用程序，并将之写入程序存储器，这个过程称为下载；若单片机处于正常工作模式，就按普通方式从程序存储器中取出指令来运行。
2.3.3
复位电路
典型的复位电路：
（1）上电自动复位电路（2）人工复位电路
（3）看门狗复位电路
2.3.3
复位电路
+5V Vcc
+5V Vcc
C
MCS-51单片机 RST
R2 MCS-51单片机 RST
R1
GND
GND
RC上电自动复位电路
人工复位电路

单片机控制系统设计(二)2024

单片机控制系统设计（二）引言概述：本文档将介绍单片机控制系统设计的相关内容。

单片机作为一种集成电路，能够通过编程实现各种功能，广泛应用于许多领域。

在上一篇文章中，我们已经介绍了单片机控制系统设计的一些基础知识。

本文将进一步探讨以下五个大点，包括输入输出设备的设计、通信接口的设计、数据存储与处理的设计、系统调试与测试以及系统优化与扩展。

正文：1. 输入输出设备的设计：a. 确定所需的输入输出接口类型，如数字输入输出、模拟输入输出等。

b. 设计合理的按钮、开关和指示灯等输入输出设备，以满足系统需求。

c. 考虑电气特性，包括输入输出电平和电流等参数。

d. 选择合适的输入输出设备的连接方式，如并行连接、串行连接等。

2. 通信接口的设计：a. 确定需要的通信接口类型，如UART、SPI、I2C等。

b. 选择合适的通信协议和通信速率，以满足系统需求。

c. 设计适当的硬件电路和软件协议，以实现与外部设备的可靠通信。

d. 考虑通信接口的数据格式、错误检测和纠错机制等功能。

3. 数据存储与处理的设计：a. 确定需要的数据存储与处理方式，如RAM、ROM、Flash 等。

b. 设计合适的数据结构和算法，以满足系统对数据的处理需求。

c. 考虑数据的读写速度和容量等特性，选择合适的存储器芯片。

d. 针对系统的特定需求，设计相应的数据处理模块和算法。

4. 系统调试与测试：a. 设计合理的调试接口，以方便系统的调试和测试工作。

b. 编写调试程序和测试用例，对系统进行全面的测试。

c. 分析系统的调试结果，排查并解决可能存在的问题。

d. 完善系统的调试日志和文档，以备将来的维护和升级工作。

5. 系统优化与扩展：a. 分析系统性能和资源利用情况，发现可能的优化点。

b. 对系统的关键部分进行优化，以提高系统的性能和响应速度。

c. 考虑系统的可拓展性，设计合适的接口和模块，以方便将来的功能扩展。

d. 实施系统优化和扩展计划，持续改进系统的性能和功能。

单片机 os 类型

单片机 os 类型
单片机可以使用多种不同类型的操作系统（OS），具体选择取
决于应用需求和资源限制。

以下是一些常见的单片机操作系统类型：
1. 实时操作系统（RTOS），RTOS是专门设计用于处理实时任
务的操作系统。

它们提供了精确的任务调度和响应能力，适用于需
要严格时间限制的应用，例如汽车电子系统、医疗设备和工业自动化。

2. 嵌入式操作系统（Embedded OS），这类操作系统专门为嵌
入式系统设计，通常包括针对特定硬件的驱动程序和优化的内核。

常见的嵌入式操作系统包括uC/OS-II、FreeRTOS和ThreadX等。

3. 轻量级操作系统，针对资源受限的单片机，一些轻量级操作
系统如Contiki、TinyOS和Mbed OS等提供了简化的内核和功能，
以适应有限的存储器和处理能力。

4. 无操作系统（Bare-Metal），在一些资源较为有限的应用场
景下，开发人员选择在单片机上直接编写应用程序而不使用操作系统。

这种方法可以减少系统开销，但也需要开发人员自行处理任务
调度和硬件驱动等问题。

总的来说，选择哪种类型的单片机操作系统取决于应用的实时性要求、资源限制以及开发人员的经验和偏好。

每种类型都有其优势和局限性，需要根据具体情况进行权衡和选择。

2023年大学_单片机原理与接口技术第二版(李晓林牛昱光著)课后答案下载

2023年单片机原理与接口技术第二版(李晓林牛昱光著)课后答案下载单片机原理与接口技术(第2版)简介第1章概述 11.1 单片机的结构组成、特点和指标 11.1.1 微型计算机的基本结构 11.1.2 单片机的基本结构 21.1.3 单片机的特点 31.1.4 单片机的重要指标 31.2 单片机的发展历史和产品类型 41.2.1 单片机的发展历史 41.2.2 单片机的产品类型 51.2.3 80C51系列单片机 51.2.4 其他系列单片机 91.3 单片机的应用 91.3.1 单片机应用领域 91.3.2 单片机应用举例 101.4 单片机技术相关 14习题与思考题 15第2章 MCS-51单片机硬件结构和原理 16 2.1 MCS-51系列单片机的分类 162.2 单片机硬件结构 162.2.1 单片机的引脚功能 162.2.2 单片机的内部结构 182.3 中央处理器(CPU) 192.3.1 运算器 192.3.2 控制器 202.3.3 布尔(位)处理器 212.4 存储器 212.4.1 程序存储器 222.4.2 数据存储器 222.5 并行输入/输出(I/O)端口 262.5.1 P1口 272.5.2 P2口 272.5.3 P3口 282.5.4 P0口 292.5.5 并行口的应用 302.6 时钟电路和时序 322.6.1 时钟电路 322.6.2 时序 332.7 单片机的工作方式 352.7.1 复位方式 352.7.2 程序执行方式 362.7.3 低功耗运行方式 36习题与思考题 37第3章 MCS-51单片机指令系统 38 3.1 指令系统简介 383.1.1 指令系统的分类 383.1.2 指令格式 393.1.3 指令中的常用符号 393.1.4 寻址方式 403.2 指令系统 443.2.1 数据传送指令 443.2.2 算术运算指令 483.2.3 逻辑运算指令 523.2.4 控制转移指令 553.2.5 位操作指令 59习题与思考题 61第4章 MCS-51汇编语言程序设计 64 4.1 程序设计概述 644.1.1 程序设计的步骤 644.1.2 程序设计的方法 654.1.3 汇编语言的规范 654.1.4 汇编语言程序编辑和汇编 68 4.2 结构化程序设计方法 694.2.1 顺序结构程序 694.2.2 分支结构程序 704.2.3 循环结构程序 714.2.4 查表程序 744.2.5 子程序 754.3 汇编语言程序设计实例 784.3.1 算术运算程序 784.3.2 数据排序程序 824.3.3 数制转换程序 834.3.4 线性标度变换程序 86习题与思考题 86第5章 MCS-51单片机C51程序设计 88 5.1 C51概述 885.2 C51语法基础 895.2.1 标识符和关键字 895.2.2 数据类型 905.2.3 C51运算符和表达式 925.2.4 程序结构 935.3 C51对MCS-51单片机的访问 945.3.1 存储类型 945.3.2 存储模式 955.3.3 对特殊功能寄存器的访问 965.3.4 对存储器和并行口的访问 975.3.5 位地址访问 1005.4 C51函数 1005.4.1 函数的分类 1015.4.2 函数的定义 1015.4.3 函数的调用 1025.4.4 对被调函数的说明 1025.5 C51结构化程序设计 1045.5.1 顺序结构程序 1045.5.2 选择结构程序 1045.5.3 循环结构程序 1075.6 C51程序设计实例 1095.6.1 查表程序 1095.6.2 单片机内/外部资源应用程序设计 1105.6.3 C51语言和MCS-51汇编语言混合编程 116 5.6.4 编程优化的概念 118习题与思考题 118第6章 MCS-51单片机中断系统 1206.1 中断概述 1206.1.1 CPU与外设的输入/输出方式 1206.1.2 中断的概念 1216.2 MCS-51中断系统 1236.2.1 中断系统的内部结构 1236.2.2 中断源与中断方式 1236.2.3 中断控制寄存器 1256.3 中断应用举例 1316.3.1 中断服务程序设计 1316.3.2 中断系统应用实例 132习题与思考题 136第7章 MCS-51单片机定时/计数器和串行接口 137 7.1 定时/计数器 1377.1.1 定时/计数器的结构与原理 1377.1.2 定时/计数器的工作方式 1397.1.3 定时/计数器对输入信号的要求 1427.1.4 定时/计数器的应用 1427.2 串行通信接口 1497.2.1 串行通信基础知识 1497.2.2 MCS-51串行通信接口 1517.2.3 串行通信接口的应用 155习题与思考题 162第8章单片机系统基本并行扩展技术 1648.1 概述 1648.2 外部总线扩展 1648.3 外部存储器扩展 1658.3.1 外部程序存储器扩展 1658.3.2 外部数据存储器扩展 1708.3.3 多片存储器芯片扩展 1728.4 并行接口扩展 1738.4.1 并行接口的简单扩展方法 1738.4.2 8155可编程并行I/O接口扩展 175 8.5 显示器与键盘扩展 1798.5.1 LED显示器接口扩展 1798.5.2 LCD显示器接口扩展 1818.5.3 键盘接口扩展 1838.5.4 键盘和显示器接口设计实例 1878.6 打印机扩展 1898.6.1 TPuP-16A/40A微型打印机 1898.6.2 打印机接口扩展方法 190习题与思考题 192第9章单片机系统常用串行扩展技术 194 9.1 常用串行总线协议 1949.1.1 I2C串行总线 1949.1.2 SPI总线 1989.1.3 单线总线 2019.2 串行存储器扩展 2049.2.1 I2C接口EEPROM的存储器扩展 2049.2.2 SPI接口的大容量Flash存储器扩展 2099.3 串行转并行I/O接口扩展 2149.3.1 串行转并行I/O扩展芯片的工作原理 2149.3.2 串行总线扩展I/O接口实例 2169.4 串行键盘和LED显示器扩展 2189.4.1 串行键盘和LED显示器控制芯片的工作原理 218 9.4.2 串行键盘和LED显示器扩展实例 2219.5 串行总线扩展实例简介 226习题与思考题 228第10章单片机系统模拟量及其他扩展技术 22910.1 A/D转换扩展 22910.1.1 并行A/D转换扩展 22910.1.2 串行A/D转换扩展 23110.2 D/A转换扩展 24110.2.1 并行D/A转换扩展 24110.2.2 串行D/A转换扩展 24410.3 日历时钟芯片扩展 24810.3.1 日历时钟芯片8563 24810.3.2 单片机与日历时钟芯片的接口方法 250 10.4 IC卡扩展 25110.4.1 SLE4442 IC卡 25110.4.2 SLE4442 IC卡数据传送协议 25210.4.3 SLE4442 IC卡操作命令 25410.4.4 单片机与SLE4442 IC卡的接口方法 255 习题与思考题 256第11章单片机系统无线扩展技术 25711.1 点对点无线通信 25711.1.1 nRF905芯片介绍 25711.1.2 应用nRF905扩展单片机无线接口 261 11.2 ZigBee无线网络技术简介 26511.2.1 ZigBee网络框架 26611.2.2 ZigBee网络中的设备 26611.2.3 ZigBee网络拓扑结构 26611.2.4 ZigBee技术的特点和应用领域 26711.3 ZigBee无线网络技术应用实例 26811.3.1 支持ZigBee无线网络的.单片机选择 26811.3.2 串行总线接口的数字式温湿度传感器选择 272 11.3.3 ZigBee无线网络节点的硬件电路设计 27611.3.4 软件设计 277习题与思考题 280第12章单片机系统电源设计 28112.1 单片机系统电源设计的考虑因素 28112.2 线性稳压供电电源 28112.2.1 三端固定输出集成稳压器电源电路 28212.2.2 三端可调输出集成稳压器电源电路 28212.2.3 低压差线性稳压器(LDO)电源电路 28312.3 DC/DC供电电源 28412.3.1 降压型DC/DC电源电路 28412.3.2 升压型DC/DC电源电路 28612.3.3 DC/DC模块电源的选择与应用 28812.4 AC/DC供电技术 28912.4.1 AC/DC电源技术 28912.4.2 AC/DC模块电源 29112.5 基准电源的产生方法 29212.5.1 稳压管基准电压源电路 29212.5.2 集成块基准电压源电路 292习题与思考题 295第13章单片机应用系统抗干扰技术 296 13.1 干扰源及其分类 29613.1.1 干扰的定义 29613.1.2 干扰的种类 29613.2 干扰对单片机应用系统的影响 298 13.3 硬件抗干扰技术 29913.3.1 无源滤波 29913.3.2 有源滤波 29913.3.3 去耦电路 29913.3.4 屏蔽技术 30013.3.5 隔离技术 30013.3.6 接地技术 30213.4 软件抗干扰技术 30413.4.1 软件抗干扰的一般方法 30413.4.2 指令冗余技术 30513.4.3 软件陷阱技术 30513.4.4 “看门狗”技术 30813.5 数字滤波技术 31013.5.1 一阶低通滤波法 31013.5.2 程序判断滤波法 31113.5.3 算术平均滤波法 31113.5.4 中位值平均滤波法 31213.5.5 中值滤波法 31313.5.6 递推平均滤波法 31313.5.7 防脉冲干扰平均值滤波法 314习题与思考题 315第14章单片机系统开发工具与设计实例 31614.1 单片机应用系统开发环境 31614.1.1 开发系统的功能 31614.1.2 开发系统的分类 31614.2 Keil C51开发工具及仿真调试方法 31714.2.1 Keil C51开发工具 31714.2.2 应用Keil C51进行单片机软件开发调试的方法 319 14.2.3 应用Keil C51调试C51应用程序举例 32214.3 Proteus电路分析与实物仿真软件及调试方法 32514.3.1 Proteus仿真软件 32514.3.2 应用Proteus进行单片机应用系统仿真调试的方法 326 14.3.3 应用Proteus进行单片机系统仿真调试举例 32714.4 单片机应用系统设计举例 33114.4.1 需求分析 33114.4.2 功能说明 33214.4.3 体系结构设计 33214.4.4 硬件系统设计 33414.4.5 软件系统设计 33614.4.6 系统调试 339习题与思考题 339第15章实验及课程设计 34115.1 概述 34115.2 实验 34115.2.1 实验1——BCD码/十六进制码转换 34115.2.2 实验2——排序程序 34215.2.3 实验3——定时/计数器 34415.2.4 实验4——基本输入/输出 34815.2.5 实验5——外部中断 35015.2.6 实验6——并行接口扩展 35215.2.7 实验7——A/D转换 35515.2.8 实验8——D/A转换 35615.2.9 实验9——单片机与PC通信 35715.2.10 实验10——综合实验(温度控制系统设计实例) 36115.3 课程设计 36515.3.1 课程设计的目的 36515.3.2 课程设计要求 36515.3.3 课程设计题目及要求 366附录A MCS-51汇编指令-机器码对照表 370附录B ASCII编码表 372参考文献 373单片机原理与接口技术(第2版)目录《单片机原理与接口技术(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

单片机应用系统设计与制作项目教程项目2 单片机控制声光报警电路设计与仿真

单二极管闪烁程序----回顾
多个发光二极管的硬件连接----拓展
请各组同学分组进行设计： 1.设计警示灯的外形，确定发光二极管的个数以及颜色； 2.选择单片机的P口，设计对应的硬件电路图； 3.在单二极管硬件图形基础上绘出设计好的电路。
多二极管硬件设计
按位操作：在头文件部分进行管脚定义： sbit XXXX=PX.X ; 在函数中进行具体的赋值操作： XXXX=1 ; 在该管脚上输出高电平 XXXX=0 ; 在该管脚上输出低电平
常见的发声设备-----蜂鸣器类型判断
可以用万用表电阻档2K档进行测试用黑表笔接蜂鸣器 “-”引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是有源蜂鸣器如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是无源蜂鸣器分组测量下发的蜂鸣器，判断其的类型
单片机按位操作P口与按字节P口
按字节操作：端口P0~P3都可以直接操作，不需要事先进行定义; 在函数中进行具体的操作： P0=0x00 ; 在P0口输出全0； P0=0xff ; 在P0口输出全1； P0=0x07 ; 在P0口输出 0000 0111；
常见的发声设备-----Proteus仿真软件中的蜂鸣器
有buzzer、speaker、sounder三种： buzzer是有源蜂鸣器，只需要为其两端加上规定的直流电压就能够连续发出声音 sounder是数字蜂鸣器，可以用于51单片机的仿真，一般需要脉冲声音才好听 speaker是用于模拟信号的仿真，也需要接脉冲才响的，一般需要几百Hz的信号
项目要求分析
各组同学通过观察和思考生活中，学习中遇到的各种事物，设计一个主题图标，具体控制要求为： 1.警示标志使用的发光二极管的个数不少于9个，颜色可以自由搭配（提供红、绿、黄、白四种），最终的显示花样不少于10组（可以采用循环或者顺序编程两种方式）。 2.系统设置一个声音报警，发声程序可自行设计，能在设计程序点发出声音即可。