《单片机第二章》PPT课件
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单片机第2章ppt
P P
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CY（PSW.7）——进位标志
在进行加或减运算时，如果操作结果最高位有进位或借位 时，CY由硬件置“1”，否则清“0”。 举例
1001 0011 + 1111 0000 ———————— CY= 1 1000 0011 进位标志位CY
用途：1、根据CY判断有无 进位或借位；
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RS1和 RS0（PSW.4和 PSW.3） ——工作寄存器组指针
用途：用于指定CPU的当前工作寄存器组
第2章MCS-51单片机结构及原理 PSW.6
2、在位操作中CY可作为位 累加器用。
第2章MCS-51单片机结构及原理 PSW.6
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AC（PSW.6）——辅助进位标志 在进行加或减运算时，如果操作结果的低四位数向高四位 产生进位或借位时，将由硬件置“1”，否则清“0”。 举例
AC
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CY（PSW.7）——进位标志
在进行加或减运算时，如果操作结果最高位有进位或借位 时，CY由硬件置“1”，否则清“0”。 举例
1001 0011 + 1111 0000 ———————— CY= 1 1000 0011 进位标志位CY
用途：1、根据CY判断有无 进位或借位；
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RS1和 RS0（PSW.4和 PSW.3） ——工作寄存器组指针
用途：用于指定CPU的当前工作寄存器组
第2章MCS-51单片机结构及原理 PSW.6
2、在位操作中CY可作为位 累加器用。
第2章MCS-51单片机结构及原理 PSW.6
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AC（PSW.6）——辅助进位标志 在进行加或减运算时，如果操作结果的低四位数向高四位 产生进位或借位时，将由硬件置“1”，否则清“0”。 举例
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。
单片机第二章PPT课件
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。
单片机课件第二章
2.3.1 程序存储器
8051单片机内部有4KB的掩膜ROM、8751单片机 内部有4KB的EPROM，而8031内部没有程序存储器， 必须外接程序存储器。
2.3.2 数据存储器
MCS-51系列单片机数据存储器分内部数据存储器 （即片内RAM）和外部数据存储器（即片外RAM）。
1、内部数据存储器
2、外部数据存储器 由 于 MCS-51 子 系 列 单 片 机 内 部 数 据 存 储 器 只 有 128个字节，往往不够用，这就需要扩展外部数据存储 器，外部数据存储器最多可扩至64KB。
这32个工作寄存器不但有它们的名称和区号，而 且还有地址。00H-1FH共32个单元。
00H～07H为0区，分别对应R0～R7 08H～0FH为1区，分别对应R0～R7 10H～17H为2区，分别对应R0～R7 18H～1FH为3区，分别对应R0～R7
这32个单元为内部数据存储器（即片内RAM）的 00H～1FH存贮空间，这与普通微机中的通用寄存器基 本相同，所不同的是，普通微机的通用寄存器只有名 称，不占有RAM空间，因此只有名字，没有对应的地 址；而MCS-51单片机的工作寄存器R0～R7既可以用 名字也可以用它的地址来表示。其中R0、R1寄存器除 做工作寄存器外还常做间址寻址的地址指针。
B
H
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 A H
D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
H
PS PT PX PT PX
B8
——
—
1100 BC BB BA B9 B8
IP
H ———
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
H
EA
《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
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。
《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。
(单片机完整课件PPT)第二章
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 （即RST）。 （3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个 8位I/O口的外部引脚。
2.3 51单片机的CPU
由运算器和控制器所构成
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2
8031
8051 8751 89C51
3、复位引脚：RST
4、并行口：P0、P1、P2、P3
5、EA：访问程序存储控制信号 6、PSEN：外部ROM读选通信号 7、ALE：地址锁存控制信号
P3口ห้องสมุดไป่ตู้的第二功能
51单片机引脚功能
是ALU单元的输入之一，又是运算结果的存放单元。
A的进位标志 Cy 是特殊的，同时又是位处理机的位累 加器。 3、寄存器B 运算结果的另一个存放单元。
4．程序状态字寄存器PSW
（1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （ 4 ） RS1 、 RS0 （ PSW.4 、 PSW.3 ）： 4 组工作寄存器 区选择控制位1和位0。
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
第二章 51单片机的硬件结构
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 51单片机的片内结构 51单片机的引脚功能 51单片机的CPU 51单片机的存储器结构 51单片机的并行I/O端口 51单片机的时钟电路与时序 51单片机的复位操作与复位电路 51单片机最小系统
2.3.1 运算器
2.3 51单片机的CPU
由运算器和控制器所构成
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2
8031
8051 8751 89C51
3、复位引脚：RST
4、并行口：P0、P1、P2、P3
5、EA：访问程序存储控制信号 6、PSEN：外部ROM读选通信号 7、ALE：地址锁存控制信号
P3口ห้องสมุดไป่ตู้的第二功能
51单片机引脚功能
是ALU单元的输入之一，又是运算结果的存放单元。
A的进位标志 Cy 是特殊的，同时又是位处理机的位累 加器。 3、寄存器B 运算结果的另一个存放单元。
4．程序状态字寄存器PSW
（1）Cy（PSW.7）进位标志位 （2）Ac(PSW.6)辅助进位标志位 （3）F0（PSW.5）标志位 由用户使用的一个状态标志位。 （ 4 ） RS1 、 RS0 （ PSW.4 、 PSW.3 ）： 4 组工作寄存器 区选择控制位1和位0。
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
第二章 51单片机的硬件结构
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 51单片机的片内结构 51单片机的引脚功能 51单片机的CPU 51单片机的存储器结构 51单片机的并行I/O端口 51单片机的时钟电路与时序 51单片机的复位操作与复位电路 51单片机最小系统
2.3.1 运算器
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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
CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
时序：CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺 序称为时序。
外接一个晶振两 个电容(10～30pF)
XTAL1
XTAL2 内部时钟方式
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
◆时钟电路设计
2.外部时钟方式：外部振荡器输入时钟信号。
VCC
外部时钟
XTAL 2 XTAL 1
8051
外部时钟 NC
GND (引脚20）: 接地端
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 (+5V/3.3V/2.7V)
☆ XTAL1, XTAL2（引脚19和
18）: 片内振荡电路输入/输出端 CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作：
时序：CPU在执行指令时所需控制信 号的时间顺序称为时序。
时序部件：时钟和内部分频电路。时钟信 号经过分频，与指令译码信号组合，形成 一定节拍的时序信号，控制各逻辑部件协 调工作。
功能：对来自存储器中的指令进行译码，通过定时控制电路， 在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部和外部控制信号，
协调各功能元件的工作，完成指令所规定的功能。
h
5
1．程序计数器PC(Program Counter) 一个16位的专用寄存器，用来存放下一条(当前)
指令的地址。它具有自动加1的功能。
特点： ▼它是16位的按机器周期自动增1计数器
单片机的引脚（晶振端）
Vcc, GND:正电源端与接地端 XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端
◆时钟电路设计
1.内部时钟方式
单片机内有一高增益反相放大器， 但需在XTAL1和XTAL2脚外接石 英晶体或陶瓷谐振器（频率为 1.2～12MHz）和振荡电容，如 图示,即可构成自激振荡电路，振 荡频率取决于晶体振荡器的振荡 频率。
4．数据指针DPTR 是一个16位的专用地址指针寄存器。它主要用来存放16位
地址。DPTR也可以拆成两个独立8位寄存器，即DPH(高8位 字节)和DPL(低8位字节)，分别占据83H和82H两个地址。
数据指针可以用来访问外部数据存储器中的任一单元，
作间址寄存器使用，也可以作为通用寄存器来用，是 8051
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）
128/ 256
▼总指向下一条指令所在首地址(当前PC值)
▼一切分支/跳转/调用/中断/复位 等操作的本质
就是:改变 PC 值
h
6
CPU执行程序的简要过程： 1) PC给出当前指令的存储地址。
程序存储器 地址 程序代码
2) CPU到存储器取指令， PC自动加1
PC= 0000H 指令代码1 PC= 0001H 指令代码2
第二章 MCS-51单片机的基本结构及工作原理
教学目的 ：
●了解单片机内部基本结构 ●掌握单片机存储器分布和使用 ●掌握常用的特殊功能寄存器SFR的使用 ●了解单片机的工作方式 ●掌握单片机的引脚及引脚功能
学习重点和难点
单片机的存储器结构
单片机的引脚及引脚功能
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MCS-51系列单片机配置一览表
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一、MCS-51内部结构
图2．1 8051的功能部件图
外部时钟
时钟电路
ROM4KB RAM256B 计数器/定时器
8051 CPU
控制逻辑
可编程 并行口
可编程全 双工串行口
并行口 串行通信
图2.2 MCS-51单片机内部结构
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二 CPU
主要功能：产生各种控制信号，去控制存储器、输入／输出端 口的数据传送、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等。
(一)运算器
组成：运算器由算逻运算部件ALU、累加器Acc、暂存器、程序 状态字寄存器PSW、BCD码运算调整电路等组成 。实现+、–、×、 ÷算术运算，与、或、非、异或 逻辑运算、循环移位、位处理。
(二)控制器
组成：由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指 针DPTR、定时控制与条件转移逻辑电路等组成。
3) 指令译码器对指令译码， CPU执行指令。
PC= 0002H
N
指令代码3 … 指令代码n
4)CPU到存储器取指令，PC=PC+1。
5)CPU执行下一条指令，…
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2．指令寄存器 一个8位的寄存器，用于暂存待执行的指令，等待译码。
3．指令译码器 对指令寄存器中的指令进行译码，分析它的功能，并根
据功能产生相应的电信号。