单片机原理与应用

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ｐｐｔ１。

单片机原理与应用

主　讲：王晓荣

Ｅｍａｉｌ：ｚｄｈｗｘｒ＠１６３．ｃｏｍ　ＰＯＰＯ：　ｎｊｗｓｉｒ　ＴＥＬ　：　８３５８７３６８

要求

１．　２．　３．　４．　课堂上要记笔记　课前提前１０分钟进教室　缺课需有请假条　课堂上禁止小声讲话

参考书

李广弟　《单片机基础》北航出版社　求是科技　《单片机典型模块设计实例导航》　人民邮电出版社　ＰＲＯＴＥＬ相关书籍　Ｃ５１相关书籍

１　单片机概述

１．１什么叫单片机　？　什么叫单片机

英文解释：ＳＣＭＣ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈｉｐ　ＭｉｃｒｏＣｏｍｐｕｔｅｒ）　中文解释：一个单片的微型计算机　（ＣＰＵ、内存、硬盘、主板等）

１．２单片机的特点　单片机的特点

体积小，价格低，开发成本低　容量小，速度慢　想想看：为什么８位、１２Ｍ的单片机２０多　年来还没有被淘汰？

１．３单片机的应用　单片机的应用

１．４单片机的种类　单片机的种类

生产单片机的公司很多：　Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司、　Ｉｎｔｅｌ公司、Ａｔｍｅｌ公司、Ｐｈｉｌｉｐｓ公司等　每个公司生产的单片机又有很多型号　但很多种类的单片机采用相同的内核　内核相同的单片机软硬件设计方法类似　以ＭＣＳ－５１为内核的单片机全球市场占有量　约为５４％　；国内市场占有量约为８０％　；

１．５单片机系统设计　单片机系统设计

硬件设计

画电路图　ＰＣＢ板　硬件电路板

软件设计

汇编语言设计（基础；同微机原理中的学的汇编语言不　同；ＭＣＳ－５１的汇编共１１１条指令Ｐ７０）　Ｃ语言设计（常用；同标准Ｃ语言类似但不完全相同）

１．６实例：用８０５１实现发光二极管的闪烁　实例：　实例　实现发光二极管的闪烁

１．６．１硬件　硬件

８９ｃ５１（引脚数；引脚标号；电源引脚）　时钟电路（通用电路；４Ｍ－１２Ｍ）　复位电路（通用电路；原理；ＲＥＳＥＴ键）　ＥＡ引脚（为“１”，则从内部ＲＯＭ开始执行　程序）　发光二极管（驱动能力问题）

１．６．２软件　软件

ＬＯＯＰ：　ＳＥＴＢ　ＬＣＡＬＬ　ＣＬＲ　ＬＣＡＬＬ　ＡＪＭＰ　ＭＯＶ　ＭＯＶ　ＤＪＮＺ　ＤＪＮＺ　ＲＥＴ　Ｐ１．０　ＤＥＬＡＹ　Ｐ１．０　ＤＥＬＡＹ　ＬＯＯＰ　Ｒ７，　＃５０Ｈ　Ｒ６，　＃０ｅ０Ｈ　Ｒ６，　Ｄ２　Ｒ７，　Ｄ１

ＤＥＬＡＹ：　Ｄ１：　Ｄ２：

ＥＮＤ

１．６．３其它　其它

编程环境（如Ｅ６０００）　ＲＯＭ；ＥＰＲＯＭ；ＦＬＡＳＨ　（编程器）　仿真器

作业

１．　自学‘单片机概述’　２．　８０５１、８０Ｃ５１、８９Ｃ５１的区别是？　３．　如果采用片内ＲＯＭ，８０５１中的／Ｅ／Ａ引脚　如何接？　４．　民用级、工业级、军用级的单片机温度范围　是？　５．　单片机的英文简称　６．　用８０５１实现两个发光二极管轮流发光（硬　件图及汇编程序）

２　单片机芯片的硬件结构

２．１单片机的结构框图

ＣＰＵ　ＲＡＭ　ＲＯＭ　Ｃ／／Ｔ　Ｃ／／Ｔ　…

２．１．１ＣＰＵ

读取指令、执行指令

２．１．２　２５６Ｂ的ＲＡＭ

内部ＲＡＭ共有２５６个字节（００Ｈ—０ＦＦＨ）。　可分为５个区域

通用寄存器区（００Ｈ—１ＦＨ）　位寻址区（２０Ｈ—２ＦＨ、８０Ｈ　、８８Ｈ　、９０Ｈ　、　９８Ｈ　、０Ａ０Ｈ　、０Ａ８Ｈ　、０Ｂ０Ｈ　、０Ｂ８Ｈ　、　０Ｄ０Ｈ　、０Ｅ０Ｈ　、０Ｆ０Ｈ　）　用户ＲＡＭ区（通常为２０Ｈ—７ＦＨ）　专用寄存器区（８０Ｈ—０ＦＦＨ；仅使用了其中的２３　个单元）　堆栈区（自定－７ＦＨ） 通用寄存器区（００Ｈ－１ＦＨ）　通用寄存器区

３２个存储单元：Ｒ０－Ｒ７，共４组　哪些指令与通用寄存器区有关？（举例）　如何改变寄存器的组别？　（后面会讲到）

用户ＲＡＭ区（通常为　用户　区　通常为２０Ｈ－７ＦＨ）　通常为

哪些指令与用户　用户ＲＡＭ区有关？　（举例）　用户　区

专用寄存器区（８０Ｈ－０ＦＦＨ）　专用寄存器区

共１２８个单元，但只利用了２３个单元，每　个单元都有专门的用途　我们把有专门用途的存储单元叫做专用寄存　器　（参见Ｐ２１表；共２２个）　指令同用户ＲＡＭ区的指令　介绍几个专用寄存器

程序计数器ＰＣ　（占２个存储单元）

在专用寄存器区，但没有单元地址　ＭＯＶ　ＰＣ，＃０ＦＦＨ　×　１．６例程序代码执行全过程　＊　ＭＣＳ－５１内核（系列）的单片机只能扩展　６４ｋ的ＲＯＭ

累加器Ａ　（０Ｅ０Ｈ）

哪些指令与Ａ有关？　ＡＤＤ　２０Ｈ，　３０Ｈ　ＭＯＶ　Ａ，　２０Ｈ　ＡＤＤ　Ａ，　３０Ｈ　ＭＯＶ　２０Ｈ，　Ａ　×

√

程序状态字ＰＳＷ　（０Ｄ０Ｈ）

位序　位标志　ＰＳＷ．７　ＰＳＷ．６　ＰＳＷ．５　ＰＳＷ．４　ＰＳＷ．３　ＰＳＷ．２　ＰＳＷ．１　ＰＳＷ．０　ＣＹ　ＡＣ　Ｆ０　ＲＳ１　ＲＳ２　ＯＶ　／　Ｐ

ＣＹ：　进位标志（自动变化）；位累加器　ＲＳ１、ＲＳ２：　寄存器组选择位　问：如何改变寄存器的组别？　哪些指令与ＰＳＷ有关？

位寻址区（２０Ｈ－２ＦＨ、部分专用寄存器）　位寻址区

哪些指令与位寻址区有关？　ＣＬＲ　２０Ｈ　如果将２ＢＨ．３位置位，用什么指令？　答：ＳＥＴＢ　５ＢＨ　如果将３ＢＨ．３位置位，用什么指令？　答：ＭＯＶ　Ａ，　３ＢＨ　ＯＲＬ　Ａ，　＃０８Ｈ　ＭＯＶ　３ＢＨ，　Ａ

作业

１．　２．　３．　４．　内部ＲＡＭ可分为哪５个区域？　ＣＰＵ的作用是？　单片机复位时，（ＰＣ）＝？　标出１．６例的每一条语句执行后的ＰＣ值。

堆栈区（自定－７ＦＨ）　堆栈区

堆栈的用途：子程序或中断程序调用时保护　断点（自动）和保护现场　ＳＰ工作原理＊（举例）

片外ＲＡＭ（顺便介绍）　片外　（顺便介绍）

如果片内ＲＡＭ不够，最多可另外扩展６４Ｋ　的外部ＲＡＭ　片内ＲＡＭ和片外ＲＡＭ地址可重叠（画图）　ＭＯＶ　Ａ，３０Ｈ　是将片内ＲＡＭ还是片外ＲＡＭ　中的数据读到Ａ？　ＭＯＶ、ＭＯＶＸ的区别　如何读取片外ＲＡＭ的内容？＊

２．１．３　４ＫＢ的片内ＲＯＭ及外部ＲＯＭ

作用：存放程序和原始数据　如何读取程序？（前面已经介绍）　如何存放原始数据？（举例）　读取原始数据的指令是？　ＲＯＭ空间分配图＊　不提倡片内ＲＯＭ和片外ＲＯＭ混用。　如何读取原始数据？（举例）

ＥＱＵ　＃５０Ｈ　；顺便介绍伪指令　ＡＪＭＰ　ＭＡＩＮ　；原因以后讲　ＯＲＧ　００３０Ｈ　ＭＡＩＮ：　ＭＯＶ　ＳＰ，　＃６０Ｈ　ＭＯＶ　Ａ，　ＤＡＴＡ　……　ＯＲＧ　１０００Ｈ　ＴＡＢ：　ＤＢ　０Ｃ０Ｈ，　０Ｆ９Ｈ，　０Ａ４Ｈ　ＤＢ　９０Ｈ，　３９Ｈ，　４４Ｈ　ＯＲＧ　１１００Ｈ　ＴＡＢ１：　ＤＷ　０ＡＢＣＤＨ，　３３３３Ｈ，　２２２２Ｈ　ＤＷ　５５５５Ｈ，　５５５５Ｈ，　７７７７Ｈ　ＥＮＤ　ＴＡＢ２：　ＤＢ　０ＡＢＨ，　３９Ｈ

ＤＡＴＡ

２．１．４　２个定时　计数器　个定时／计数器　个定时

实现定时有两种：软件定时和硬件定时　１．６例中的延时子程序为软件定时　用片内定时／计数器定时为硬件定时　如何实现硬件定时以后详细讲

２．１．５　并口