51单片机(发展概述)
51入门笔记-（2）常见单片机的种类与简介
51⼊门笔记-（2）常见单⽚机的种类与简介常见单⽚机种类与简介单⽚机从当初的4位发展到8位、32位，甚⾄更⾼，到现在可以说种类繁多⽽且齐全，数量庞⼤，在不同的领域主流的单⽚机有不同，很多设计开发有时候要⾯临很多选择。
下⾯介绍⼏种常⽤的单⽚机：1、51系列单⽚机stc的51单⽚机51单⽚机最初是由Intel始创的8004单⽚机开始，这是8位的单⽚机，特点是：寄存器少，。
很多功能需要外部扩展，像AD转换、PWM专门输出信号等、I/O⼝输出能⼒不强、运⾏速度慢、抗⼲扰能⼒差、功耗⾼、不具备⾃编程能⼒。
但是它的外围电路相对简单，上⼿容易，适合⼊门级，很多⾼校单⽚机都是以51单⽚机教学为主，在⼯业测控系统应⽤很⼴泛。
⽬前⽣产51单⽚机的⼚家有：英特尔、艾德梅尔、西门⼦、华邦以及国产的宏晶等。
2、AVR系列单⽚机arduino nano开发板，芯⽚为avr单⽚机AVR单⽚机是由Atmel公司最初提出，也是8位单⽚机，后来也有16位的，但是与51不⼀样，它内部指令⼤⼤简化，同时内部结构精简，因此速度更快，功能更加强⼤，驱动能⼒⽐51的强，功耗也很低，抗⼲扰能⼒更强，内部有强劲的Flash程序存储器，烧录快捷⽅便，内部集成多种频率的RC振荡器、PWM输出、AD转换、看门狗、上电⾃动复位等功能。
AVR单⽚机有三种系列：1、tiny AVR，这种主要被⽤于需要性能不是很⾼、效率低下以及在⼩封装中使⽤2、mega AVR，这种主要是针对需要加额外外围电路设计的理想选择，⾃编程能⼒强3、Xmega AVR，这种主要是在⾼集成度和低功耗使⽤AVR单⽚机主要应⽤在打印机、空调、电表等控制电路板当中。
3、STM8系列stm8开发板STM8系列是意法半导体公司⽣产的8位的单⽚机。
该型号单⽚机分为STM8A、STM8S、STM8L三个系列。
从2008年STM8发布⾄今已有13年，截⽌到2018年底累计出货量已经超过40亿⽚。
4、STM32系列单⽚机stm32芯⽚STM32系列单⽚机是有ST公司推出的，表⽰ARM Cortex-M内核的32位微控制器，这个芯⽚功能就更强⼤了，光是学习起来就有厚厚的⼀本书，这还不包括实际操作实践，从事软件开发的⼯程师，特别是设计⼤型系统对这个芯⽚⼀定不陌⽣。
51系列单片机5000字
51系列单片机5000字篇一：51系列单片机介绍51系列单片机是基本型，包括8031、8051、8751、8951这四个机种区别，仅在于内程序储存器。
其中8031/8051/8751是Intel公司早期的产品。
8031的特点8031片内不带程序存储器ROM，使用执行程序时手机用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。
用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须红外线先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。
写入到外接程序无线连接存储器的程序代码没有什么保密性可言。
8051的特点8051片内有4k ROM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。
但是你编的程序你无法烧写到其ROM中，只有将程序交芯片厂代你烧写，并是一次性的，今后你和芯片厂都不能改写其内容。
8751的特点8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中会进行现场实验与应用，EPROM的改写同样需要用紫外线灯同样照射一定时间擦除后再烧写。
由于上述类型类型的单片机应用的迟，影响很大，已成为事实上的工业标准。
后来很多芯片生产商以分销商各种方式与Intel公司合作，也推出了同类型的单片机，如同一种单片机的多个版本一样，虽都在不断的改变制造工艺，但内核却一样，也就是说这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容；反之亦然在使用上基本可以直接互换。
人们统称这些与8051内核相同的单片机为“51系列单片机”。
AT89C51、AT89S51的特点在众多的51系列单片机中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S51更实用，因他不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、改写，一般专为 ATMEL AT89xx 做暗含的编程器上均带有这些功能。
51单片机 原理
51单片机原理
51单片机，又称作8051单片机，是一种微控制器，广泛应用
于嵌入式系统中。
它是由英特尔公司在1980年推出的，并成
为了应用最广泛的单片机架构之一。
51单片机采用哈佛架构，具有8位数据总线和16位地址总线。
它内部集成了CPU、RAM、ROM、I/O口等组成部分。
在工
作时，通过外部时钟源供给给单片机提供时钟信号。
CPU是51单片机的核心部件，用于执行程序指令。
51单片机
的指令集支持多种操作，包括算术、逻辑、移位、跳转等。
数据的存储和处理则在RAM中进行，程序的存储则在ROM中。
RAM是51单片机的临时存储器，用于存储程序中的变量和计算结果。
ROM则是只读存储器，用于存储程序指令。
在单片
机启动时，ROM中的程序会被加载到RAM中，并由CPU执行。
I/O口是51单片机与外部设备进行交互的接口。
它可以被配置为输入或输出，用于连接各种传感器、执行器、显示器等外围设备。
通过I/O口，51单片机可以与外部世界进行数据交换和控制。
为了编程和调试51单片机，我们通常使用专用软件和编程器。
这些工具可以将用户编写的程序烧录到51单片机的ROM中，并通过与单片机的通信接口进行通信。
总的来说，51单片机是一种功能强大且应用广泛的微控制器。
它可以用于控制各种嵌入式系统，如家用电器、车辆电子、工业自动化等领域，为我们的生活和工作提供了便利。
MCS-51单片机
MCS-51单片机摘要：MCS-51系列是Intel公司继MCS-48系列之后发展起来的高档8位单片机，在总结MCS-48系列及扩大应用功能的基础上，推出的MCS-51系列单片微机，扩大了片内存储器容量及外部存储器寻址空间，增强了指令及寻址功能，扩大了并行I/O口和新增设全双工串行I/O口，增加了中断源及优先级，新增了乘除法、比较和位操作等强功能指令。
克服了MCS-48系列存储器容量小、运算功能弱得不足，提高了全机的操作速度等。
（一）单片机的历史和发展1.单片机的发展史：（1）单片机的探索阶段（1974——1978年）（2）单片机的完善阶段（1978——1982年）（3）微控制器形成阶段（1982——1990年）（4）微控制器成熟阶段（1990年至今）在发展的第二阶段Intel公司推出了MCS-51系列的单片机，它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。
（1）完善的外部总线。
MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。
（2）CPU外围功能单位的集中管理模式。
（3）体现工控特性的位地址空间及位操作模式。
（4）指令系统趋于完善和丰富，并且增加了许多突出控制功能的指令。
2.单片机的发展方向：综观单片机20多年的发展过程，再从半导体集成电路技术的发展和微电子设计技术的发展，可以预见未来单片机技术发展的趋势。
单片机将朝着大容量高性能化、小容量低价格化、外围电路的内装化以及I/O接口功能的增强、功耗降低等发展方向。
（二）单片机的分类单片机的通常分类方法：1.按数据总线宽度区分按单片机数据总线的宽度，可将单片机分为4、8、16、32位机。
2.按总线结构分按总线结构，单片机可分为总线型和非总线型两种。
3.按通用性分按通用性，单片机分为通用型和专用型两大类。
4.按厂商分Isuppli公司（一家全球领先的针对电子制造领域的市场研究公司）把全球MCU市场划分为三个地理区域：美国和欧州地区，日本和韩国，以及我国的大陆与台湾地区。
51单片机介绍
51系列单片机指令快速记忆法2007年10月25日工控吧-;随着微电子技术和超大规模集成电路技术的发展，单片微型计算机以其体积小、性价比高、功能强、可靠性高等独有的特点，在各个领域（如工业控制、家电产品、汽车电子、通信、智能仪器仪表）得到了广泛的应用。
学习、使用单片机的人越来越多，而生产单片机的厂家很多，单片机种类繁杂，不知如何选择。
据统计，八位单片机占全球单片机销量的65％。
在八位单片机中，Intel公司的8051单片机内核已成为8位单片机事实上的标准。
因此，对初学者而言，选择8051单片机来学习不失为明智的选择。
学习单片机，除了搞清单片机内部功能、存储空间分配及I/O接口外，还应掌握其指令系统。
MCS－51共有111条指令，现介绍我们总结出的快速记忆MCS－51指令的方法，供大家参考。
大家都知道，汇编语言指令由操作码、操作数两部分组成。
MCS－51使用汇编语言指令，它共有44个操作码助记符，33种功能，其操作数有＃data、direct、Rn、@Ri等。
这里先介绍指令助记符及其相关符号的记忆方法。
一、助记符号的记忆方法1 表格列举法把44个指令助记符按功能分为五类，每类列表记忆。
此处从略，请读者自己总结。
2 英文还原法单片机的操作码助记符是该指令功能的英文缩写，将缩写还原成英语原文，再对照汉语有助于理解其助记符含义，从而加强记忆。
例如：增量INC－Incremect 减量DNC－Decrement 短转移SJMP－Short jump 长转移LJMP －Long jump 比较转移CJNE－Compare jump not equality 绝对转移AJMP－Absolute jump 空操作NOP－No operation 交换XCH－Exchange 加法ADD－Addition 乘法MUL－Multiplication 除法DIV－Division 左环移RL－Rotate left 进位左环移RLC－Rotate left carry 右环移RR－Rotate right 进位右环移RRC－Rotate right carry3 功能模块记忆法单片机的44个指令助记符，按所属指令功能可分为五大类，每类又可以按功能相似原则为2～3组。
2024年度51单片机超详细教程PPT
实例：按键中断程序设计
3. 在主程序中初始化LED 灯和按键输入端口。
4. 开启外部中断0并等待 按键输入。
5. 当按键按下时，触发外 部中断0并执行中断服务 程序，实现LED灯的闪烁 功能。
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接口技术与应用扩展
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并行I/O口扩展方法
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存放程序代码和常数表格 等，一般使用ROM或 EPROM实现
STEP 03
特殊功能寄存器
用于控制单片机的各种功 能，如定时器、中断等
存放变量、中间结果等， 一般使用RAM实现
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I/O端口及特殊功能寄存器
要点一
I/O端口
要点二
特殊功能寄存器
与外部设备通信的接口，分为并行I/O和串行I/O两种
用于控制I/O端口的操作，如设置端口模式、读取端口状态 等
优势
51单片机在嵌入式系统领域具有广泛的应用，其稳定的性能和成熟的生态系统使得开发者能够快速开发出高质量 的嵌入式应用。
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应用领域与市场需求
应用领域
智能家居、工业自动化、医疗设备、汽车电子、物联网等。
市场需求
随着物联网、人工智能等技术的快速发展，对单片机的性能、功耗、安全性等方面提出了更高的要求 。同时，市场对于单片机的定制化、差异化需求也日益增加。
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Part
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中断系统与定时器/计数器应 用
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中断概念及中断源识别方法
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中断概念
中断是指在CPU执行程序的过程中，由于某种原因，暂时停止当前正在执行的程序，转 而去执行另一段特殊程序，待特殊程序执行完毕后，再返回原程序继续执行的过程。
51单片机介绍ppt课件
温度检测与报警系统设计案例剖析
01
温度检测原理及硬 件组成
利用温度传感器检测环境温度， 并将温度信号转换为电信号输出 。
02
软件设计思路及实 现方法
采用51单片机作为核心控制器， 通过编程实现温度数据的采集、 处理、显示和报警等功能。
03
系统调试与性能优 化
针对实际温度变化情况，对温度 检测与报警系统进行调试和优化 ，提高系统稳定性和准确性。
发展历程
自1980年代初期Intel推出8051 单片机以来，经过不断的发展和 改进，51单片机已成为应用最广 泛的微控制器之一。
主要特点及应用领域
主要特点 8位处理器，运算速度快。
片内资源丰富，包括RAM、ROM、定时器/计数器、串行通信接口等。
主要特点及应用领域
可扩展性强，可通过外部扩展芯片实现更多功能。 功耗低，适用于便携式设备。
寻址方式
立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等 。
数据传送类指令
MOV、MOVC、MOVX等。
数据交换类指令
XCH、SWAP等。
算术运算类指令
01
加法指令
ADD、ADDC等。
02
减法指令
SUBB、DEC等。
03
乘法指令
MUL等。
04
除法指令
DIV等。
逻辑运算类指令
逻辑与指令
ANL等。
逻辑或指令
其他常用外部设备接口技术
键盘接口
显示接口
通过扫描键盘矩阵或采用专用键盘接口芯 片实现键盘输入。
采用LED数码管、LCD液晶显示屏等显示设 备，通过单片机的I/O端口或专用显示驱动 芯片实现数据显示。
打印机接口
传感器接口
51单片机课件第一章
1.2.2单片机的发展趋势
（1）CPU功能增强
（2）内部资源增多 （3）引脚多功能化 （4）寻址范围增加 （5）超微型化
（6）低电压和低功耗
1.3 单片机应用
电讯方面
工业方面
汽车方面
民用方面 数据处理方面
仪表方面
1.4 MCS-51单片机
1.4.1 MCS-51系列单片机
MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片 机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如 8031，8051，8751，8032，8052，89C51等，其中 8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是 在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的， 所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机， 而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多 场合会看到8031的名称。
1.2 单片机的发展历史及发展趋势 1.2.1 单片机的发展历史 单片机的发展经历了由4位机到8位机,再到16位 机的发展过程，目前8位单片机仍在广泛使用。 第一代：1974~76，起步阶段 特点：制造工艺落后，集成度低，采用双片形式 典型代表：美国仙童（Fairchild）公司F8系列 第二代：1976~78，低性能单片机阶段 特点：性能低，品种少，应用范围不广（比较简单 场合） 典型代表：Intel公司的MCS-48型，8位单片机 采用8位CPU、2个 I/O口、8位定时器/计数器、简单 中断，寻址小于4K，且无串行口。
单片机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 设 备
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件 系
统
单片机内部结构示意图
MCS-51系列单片机
外部程序存储器读
外部数据存储器读
MCS-51单片机的指令时序 单片机的指令时序
定时/计数器
T/C的控制寄存器
工作方式选择:TMOD
启停控制:TCON
T/C方式0,1(M1M0=00,01)
普通T/C模式
– – – – 定时:C/T=0 计数:C/T=1 13位计数模式:TH+TL低5位 16位计数模式:TH+TL
定时/计数器1不能工作在方式3,此时它可以处在其他方式(0/1/2).
串口通信
4种工作方式
– SM0,SM1:方 式控制
支持多机通信
– SM2:多机通信 控制位
串口通信工作方式
方式0:8bits同步工作方式
– 接收,发送均通过RXD – TXD用于发送同步脉冲 – 波特率固定
方式1:10bits异步方式
单片机应用 参考书:《微型计算机技术及应用》,清华大学出版社, 戴梅萼等
背景
单片机
– 在一个芯片中集成了CPU,ROM,RAM,T/C, I/O等. – 主要用于控制等领域.
我国的单片机年容量已达1-3亿片,且年增 长约16%
– 但相对于世界市场,我国的占有率还不到1%.
体系结构
CISC结构
– 应用:控制关系较复杂的场合,如通讯产品,工业控 制系统
RISC结构
– Microchip的PIC系列,Zilog的Z86系列,Atmel的 AT90S系列,韩国三星公司的KS57C系列4位单片机 – 应用:控制关系较简单的小家电
PIC单片机
初档8位单片机:PIC12C5XXX/16C5X系列
特殊程序存储区
系统复位区
– 0000H—0002H:3B,上电后第一条指令
单片机（MCS-51）简述
单片机（MCS-51）简述钱堃收集整理本文简要地介绍单片机技术并以MCS-51单片机为例,介绍其结构组成特点及应用，感兴趣的同学可以进一步阅读相关文献（如参考文献）了解更多技术性细节知识。
通用微处理器和单片机是计算机技术发展中的两个主要分支，它们适用于各种不同的应用领域。
单片机（Microcontroller Unit, MCU）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路等）集成到一块芯片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
MCS-51系列单片机是以8051为核心发展起来的，具有基本的硬件结构和通用的软件特性，图1为MCS-51系列单片机基本组成框图。
图1 单片机组成框图构成计算机的主要组成部分(CPU、存储器、可编程I/O口等)，通过地址总线、数据总线和控制总线连接在一起，这种芯片叫单片机。
单片机的功能结构如图2所示，MCS-51单片机的内部结构包含下列几个部件（新的单片机在以下指标方面更为先进）：(1)一个8位CPU；(2)一个片内振荡器及时钟电路(3)4 ROM程序存储器；(4)128字节RAM数据存储器，(5)两个16位定时器/计数器；(6)可寻址64x字节外部数据存储器和64K字节外部程序存储器空间的控制电路；(7)32条可编程的I/O线(四个8位并行I/O端口)；(8)一个可编程全双工串行口；(9)具有5个中断源、2个优先级嵌套中断结构。
图2 MCS-51单片机功能方框图单片机作为嵌入式应用的微型计算机，从硬件结构到软件指令系统都是针对测控领域的广泛需要和特点而设计的，因此单片机也称之为微控制器(MCU)，它适用于嵌入电子系统中作为核心部件。
第1章 MCS-51单片机的组成及结构
3．开发手段：
硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行， 用示波器、万用表也可使用逻辑分析仪。软件调试目前多用 KEIL51软件，它集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、 PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，是目 前对单片机进行调试最好的软件之一。
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4．开发工具：
设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和 RAM暂时出借给用户控制板（控制系统），利用开发系统进 行调试，然后把调试好的程序固化到EEPROM中。
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▪ 调试——硬件仿真器
目标系统 硬件仿真器
开发软件 26
▪ 调试
开发软件 通信数据线 目标系统
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▪ 程序下载——使用ISP（In System Program在系统
编程）ISP软件
下载线 目标系统
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1.1.3 MCS-51的应用特性
MCS-51系列单片机已有十多种产品，可分为两大系列：51 子系列和52子系列。
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(2) 通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和 CPU对数据的存取速度。
单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接 挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址 来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。
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(3) 通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键 盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接 外设，能达到即插即用。
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2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内 FlashEEROM，内存储器，8个中断源，4个优先级，3 个定时/计数器，功能更加强大。
3）以CPU为核心，将A/D，D/A，前置电路和显示接口电路 等全部进行嵌入设计后，烧写在一个芯片中，从而使系Байду номын сангаас简 化，实现了真正的“系统单片机”的应用设计.
MCS-51单片机(完整版)
智能仪表
单机应用 机电一体化产品
智能接口
单片机应用
智能民用产品 功能集散系统
多机应用 并行多控制系统
局部网络系统 是指在一个应用系统中，使用多个单片机。
2 单片机芯片的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚
2.1.1 MCS-51单片机基本结构框图
输入输出接口 （I/O）
控制与运算单元 （CPU）
1.2 单片机的发展 1.2.1 单片机的发展概述
1946 第一台计算机诞生 1971 第一个微处理器诞生 1976 MCS-48(8位) 1980 MCS-51(8位) 1983 MCS-96(16位) 80年代末 Motorola 680X
Zilog Z-8
Rockwell 650X•••
当前： (1) MCS-51、MCS-96系列发 展(2。) PIC (Microchip公司) (3) ARM (4) 凌阳单片机 (5) AVR
1.3.1 单片机的特点
长寿命 体积小 低电压与低功耗
低噪声与高可靠性技术
总而言之，单片机具有集成度高、功能强、体 积小、功耗低、使用方便、价格低廉等优点。
第一章 单片机概述
1.1 单片机的概念
1.2 单片机的发展
1.3 单片机的应用
1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用领域
是指在一个应用系统中，只用一个单片机。 测控系统
外接晶体引线端
2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能
• P3口线的第二功能
口线
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD
51单片机毕业论文
基于MCS-51单片机的步进电机系统摘要本文通过MCS-C51单片机对步进电机进行控制，主要介绍了步进电机控制系统，驱动电路和LED显示电路的设计，包括硬件系统设计和系统软件设计，来实现步进电机的控制，系统为一自动控制系统，通过按键向单片机输送控制信号，控制步进电机的转速和正反转，在步进电机控制系统的设计中，重点阐述了脉冲产生电路以及对速度的控制，该系统具有成本低，控制方便的特点。
采用MCS-C51单片机指令系统进行编程来实现软件部分测试，系统能实现上述功能。
关键词：MCS-C51 步进电机控制系统AbstractIn this paper, MCS-51 microcontroller to control the stepper motor, stepper motor control are introduced system, drive circuit and LED display circuit design, including hardware, system design and system software design, to achieve the stepper motor control system an automatic control system, key to the microcontroller through the delivery control signal to control the stepper motor speed and reversing, the stepper motor control system design, focuses on the pulse generator circuit and the speed control, the system is low cost and convenient control features. With MCS-C51 microcontroller instruction to implement software programming some of the test, the system can achieve these functions.Keywords: MCS-51 Stepping Motor Control system目录摘要-----------------------------------------------------------1 Abstract-------------------------------------------------------1目录-----------------------------------------------------------2前言-----------------------------------------------------------41单片机发展概述1.1单片机的基本概念----------------------------------------41.2MS-51单片机内部结构-------------------------------------41.3MS-51单片机引脚及功能-----------------------------------52步进电机发展概述2.1步进电机简介-----------------------------------------62.2步进电机分类-----------------------------------------62.2反应式步进电机原理及结构2.2.1步进电机基本原理--------------------------------7 2.2.2步进电机转速控制原理----------------------------8 2.3步进电机驱动控制系统----------------------------------83硬件电路设计3.1单片机外围电路---------------------------------------------9 3.2步进电机及驱动电路-----------------------------------------9 3.3数码管及驱动电路-------------------------------------------10 3.4按键电路设计-----------------------------------------------104软件电路设计4.1数码管显示设计4.1.1数码管流程图------------------------------------------11 4.1.2数码管程序--------------------------------------------11 4.2步进电机流程图-----------------------------------------------12总结-------------------------------------------------------------13致谢-------------------------------------------------------------14参考文献---------------------------------------------------------15前言步进电机最早是在19世纪20年代由英国人开发的，50年代后期晶体管的发明也逐渐应用于步进电机上，对于数字化的控制变得更为容易。
51单片机STC
采用三总线结构，包括数据总线 、地址总线和控制总线，实现 CPU与外围设备之间的数据传输 和控制。
外围设备接口技术
并行接口
通过并行数据线同时传输多位数据， 适用于高速数据传输场合。
串行接口
中断接口
通过中断请求和处理机制，实现CPU 与外围设备之间的异步通信和数据交 换。
通过串行数据线逐位传输数据，适用 于远距离通信和低速数据传输场合。
指令系统概述
指令系统基本概念
指令是计算机执行某种操作的命令，指令系统是计算机硬件的语言系统，也称为机器语言。
51单片机STC指令系统特点
51单片机STC采用精简指令集（RISC）结构，具有高速、低功耗、强大中断处理能力等特点。其指令系统包括数 据传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
寻址方式与数据传送类指令
SPI接口电路设计及编程方法
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SPI接口电路设计
SPI（Serial Peripheral Interface）接口电路是一种同步 串行通信协议，采用主从方式进行通信。在硬件设计上， 需要连接主设备和从设备的SPI接口引脚，同时还需要连 接片选信号线和时钟信号线。
SPI编程方法
在51单片机中，可以使用Keil C语言或汇编语言进行SPI编 程。编程时需要对SPI相关寄存器进行配置，包括工作模 式设置、数据传输格式设置、时钟速率设置等。同时还需 要编写主从设备之间的数据传输函数。
加法指令
ADD和ADDC指令用于执行加 法运算，可以将两个操作数相 加并将结果存储在目标寄存器
中。
减法指令
SUBB指令用于执行减法运算， 可以将一个操作数减去另一个 操作数并将结果存储在目标寄 存器中。
乘法指令
第1章_单片机概述
1.3.1 Intel公司MCS-51系列单片机 1.3.2 Atmel公司MCS-51系列兼容单片机 1.3.3 Philips公司MCS-51系列兼容单片机
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第1章 单片机概述
1.3.4 Dallas公司MCS-51系列兼容单片机 1. 高速单片机 2. 安全单片机 1.3.5 Winbond公司MCS-51系列兼容单片机 台湾省Winbond(华邦)公司是亚洲半导体公司的杰出代 表，在国际上也享有较高的声誉。其生产的MCS-51系列 兼容单片机独具特色。其MCS-51系列兼容单片机分为： 标准系列，宽电压系列，Turbo-51系列，工业温度范围 系列，监控专用单片机。
1.2.2 单片机的发展趋势
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第1章 单片机概述
1.2.1 单片机的发展概况 (1) (2) (3) 大容量化 高性能化 小容量/低价格化
(4)
外围电路内装化
1.2.2 单片机的发展趋势
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第1章 单片机概述
1.3
常用MCS-51单片机及兼容机简介
目前，在国内市场上，Intel公司生产的MCS-51系列单片机已经比 较少见，取而代之的是其他公司生产的MCS-51系列兼容单片机。这 些公司主要有美国的Dallas、AMD、Atmel、ADI公司，荷兰的 Philips公司，德国的Siemens公司，日本的NEC公司，韩国的LG公 司以及我国台湾省的华邦(Winbond)公司等。
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第1章 单片机概述
1.2
单片机的历史与发展
自1971年微处理器研制成功后不久，就出现了单片机发展非 常繁荣的局面。单片机根据其基本操作处理的位数可以分为： 1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机和32位单片 机。单片机经过30多年的发展，如今已经形成一个规格齐全、 品种繁多的大家族，单片机的潜力越来越被人们所重视。特 别是当前采用CMOS工艺制成的各种单片机，由于低功耗、使 用的温度范围大、抗干扰能力强，能满足一些特殊应用场合 的要求，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促进了单 片机性能的发展。1.2.1 单片机的发展概况
2024版51单片机ppt课件
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目录
• 51单片机概述 • 51单片机结构与原理 • 指令系统与汇编语言程序设计 • 中断系统与定时/计数器应用 • 串行通信接口原理及应用实例分析 • 并行扩展技术及其在外围设备中的应用 • 总结回顾与展望未来发展趋势
01
51单片机概述
定义与发展历程
定义
51单片机是指基于Intel 8051内核 的单片机，是一种集成度高、功能 强大的微控制器。
定时/计数器工作原理及设置方法
工作原理
定时/计数器是对机器周期进行计数， 实现定时或计数功能。
设置方法
工作模式
包括模式0（13位定时/计数器）、模 式1（16位定时/计数器）、模式2（8 位自动重装载定时/计数器）和模式3 （特殊功能寄存器）。
通过编程设置定时/计数器的工作模式、 计数初值、启中所取得的成果，如完成的实验、 项目、作业等，并分享自己的学习经验和心得。
不足之处分析 学生分析自己在课程学习中存在的不足之处，如对某些知 识点的理解不够深入、实验技能有待提高等，并提出改进 措施。
未来学习计划与目标 学生根据自己的实际情况和需求，制定未来的学习计划和 目标，如深入学习某一领域的知识、参加相关竞赛或项目 等。
分时操作、实时处理、故障处 理。
外部中断0、定时器0中断、外 部中断1、定时器1中断、串行 口中断。
高优先级中断可以打断低优先 级中断。
外部中断触发方式选择
1 2
电平触发方式 外部中断请求信号为低电平时有效。
边沿触发方式 外部中断请求信号由高电平跳变为低电平时有效。
3
定时器/计数器溢出触发方式 定时器/计数器溢出时产生中断请求。
图文51单片机超详细教程PPT(绝对值)
寄存器组
包括累加器A、寄存器B、 程序状态字PSW等，用于 暂存数据和状态信息。
存储器组织
程序存储器
用于存放程序代码和表格常数，一般 采用ROM或EPROM芯片。
特殊功能寄存器SFR
用于控制单片机的各种功能，如定时 器、中断等。
数据存储器
用于存放数据，包括内部RAM和外部 RAM。
I/O端口及特殊功能寄存器
硬件电路设计思路及关键器件选型建议
51单片机
选用高性能、低功耗的51单片机 ，如STC89C52RC等。
无线通信模块
根据实际需求选用合适的无线通 信模块，如ESP8266 Wi-Fi模块
、HC-05蓝牙模块等。
电源芯片
选用稳定性好、效率高的电源芯 片，如LM2596等。
软件编程实现过程剖析
初始化单片机系统
51单片机在工业自动化、智能家居、仪器 仪表等领域有着广泛的应用基础，为开发者 提供了丰富的经验和案例参考。
应用领域与市场需求
应用领域
51单片机广泛应用于工业自动化、智能家居、仪器仪表、汽车电子、医疗设备等领域。例如，工业自动化中的电 机控制、温度控制等；智能家居中的智能照明、智能安防等；仪器仪表中的数据采集、显示控制等。
市场需求
随着物联网、人工智能等技术的快速发展，对单片机的性能和功能提出了更高的要求。同时，市场对于低功耗、 高可靠性、安全性等方面的需求也在不断增加。因此，未来51单片机需要不断提升自身性能，满足市场需求。
02
51单片机硬件结构
中央处理器CPU
01
02
03
运算器
进行算术运算和逻辑运算 。
控制器
取指、译码、执行，控制 单片机各部分协调工作。
mcs-51单片机原理
mcs-51单片机原理
MCS-51单片机原理概述
MCS-51单片机是一种经典的8位单片机，由Intel公司于20
世纪80年代开发。
它采用CISC（复杂指令集计算机）架构，内置了大量的功能模块，如中央处理器、内存、输入输出接口等。
MCS-51单片机广泛应用于嵌入式系统中，可用于控制、
监测、通信等各种应用场景。
MCS-51单片机的核心是8051系列的中央处理器，它是一个8
位的寄存器-累加器结构，具有128字节的内部RAM和4KB
的内部ROM。
8051中央处理器支持多种指令集，包括数据传
输指令、逻辑运算指令、算术指令等，使得程序编写更加灵活和高效。
除了中央处理器，MCS-51单片机还包括一些重要的外设模块。
其中，I/O口模块用于与外部设备进行数据交互，可以输入、
输出数字信号。
定时器模块通过产生定时信号来进行时间控制。
串行通信接口模块可用于与其他设备进行串行通信，如UART （通用异步收发器）。
此外，MCS-51单片机还可以连接外部
存储器，使得处理器的存储容量得到扩展。
MCS-51单片机的工作原理是根据程序存储在ROM中的指令
依次执行。
程序的执行过程由基于中央处理器的控制器和各个外设模块共同完成。
控制器从ROM中获取指令，将其解码为
相应的动作，并通过总线系统与各个外设模块进行数据传输。
通过不断执行指令，单片机可以实现各种功能。
总之，MCS-51单片机是一种高度集成的8位单片机，具有强
大的功能和灵活性。
它通过中央处理器和外设模块的协同工作，实现了各种嵌入式系统的控制和通信功能。
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存储器 微型 计算机 I/O接口
ห้องสมุดไป่ตู้
硬件 外围 设备 微型计算 机系统
系统总线 I/O设备 外存储器 电源 操作系统 系统软件 编译系统
键盘、显示器、打印机等 硬磁盘、光盘、U盘
软件
数据库管理系统 字处理软件 计算机辅助设计软件 图形软件
应用软件
...
三
微型计算机的分类
1) 按形态分类 ������ 2) 按CPU的字长分类 ������ 3) 按主机装置分类
二、微型计算机系统的三个层次组成
微型计算机系统的三个层次
微处理器(Microprocessor) 微型计算机(Microcomputer) 微型计算机系统(Microcomputer System)
微处理器
算术控制逻辑单元 控制器 寄存器组 ROM ROM EEPROM FLASH ROM RAM SRAM DRAM 串行接口 并行接口 辅助接口 地址总线 数据总线 控制总线
学习本课程的建议
抓住5个环节：预习、听课、复习、记笔记、
作业 注重两个能力：自学能力、实践能力 注意两个交流：与同学、老师的交流 实现一个转变：专业基础课向专业课学习方法 的转变。
第一章 微型计算机基础知识
1.1微型计算机概述 1.2微型计算机系统模型 1.3单片微型计算机 1.4计算机中数和编码
第二代：中档8位微处理器1973年～1978年
这个阶段也是微型计算机的发展和改进阶段，其间又分为两个 阶段 ：
1、1973-1976年为典型的第二代，以美 国Intel公司的8080和Motorola公司的 MC6800微处理器为代表。 2、1976-1978年为高档的8位微型计算机 和8位单片微型计算机阶段，称之为二代 半。高档8位微处理器，以美国ZILOG公 司的Z-80和Intel公司的8085为代表，集 成度和速度都比典型的第二代提高了一倍 以上。此外，MOS公司推出了MOS 6502， 它是IBM PC机问世之前世界上最流行的 微型计算机Apple2（苹果机）的CPU。
第五代：64位微处理器（1993— ）
1993年，Intel公司推出了新一代高性能处理器Pentium（奔腾）， Pentium的速度比80486快数倍。AMD和Cyrix推出了与Pentium兼容的处理 器K5和6x86，获得了少部分的市场份额。 1996年，Intel公司推出了Pentium Pro（高能奔腾）， Pentium Pro的性 能有了质的飞跃。 1997年初，Intel发布了Pentium的改进型号——Pentium MMX（多能奔 腾）。兼容CPU厂商在这段时间也相继推出了多款产品来与Pentium MMX 竞争，其中最具代表性的要数AMD的K6。 1997年推出了PⅡ。PⅡ是对Pentium Pro的改进，因为其核心结构与 Pentium Pro类似，但加快了16位指令的执行速度，且支持MMX指令集。 1998年推出了赛扬（Celeron）PⅡ的二级缓存以及其它可以省略的东西， 从而将价格降了下来。 1999年又推出了开发代号为Coppermine的PⅢ，该芯片大大加强CPU在 三维图像和浮点运算方面的能力。 2000年3月底，Intel又推出了566MHz和600MHz的赛扬Ⅱ（也叫 Coppermine-128kB）。
第四代：32位微处理器（1981—1992）
1985年，Intel又推出了32位处理器80386（时钟频 率为20MHZ），该芯片的内外部数据线及地址总线都 是32位，可访问4GB内存，并支持分页机制。 1989年推出了80486（时钟频率为30～40MHz）， 集成度达到15万～50万管/片（168个脚），甚至上百 万管/片，因此被称为超级微型机。
2
微型计算机的发展史
“微型计算机”： 把以大规模、超大规模集成
电路为主要部件的微处理器（CPU）作为核心， 配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所 制造出的计算机系统。 微型计算机的换代，通常是按其CPU字长（计 算机能同时处理的二进制数的位数）和典型的 微处理器芯片作为各阶段的标志。
电子管计算机 (1946—1958) 晶体管计算机 (1958—1965) ������ 用机器语言、汇编语言编写程序，用于 军事和国防尖端技术 开始使用高级语言，开始用于工程技术、数据 处理和其它科学领域
中、小规模集成电路计算机 采用微程序、流水线等技术，提高运行速度； (1965—1970) 出现操作系统、诊断程序等软件，出现小型机 大规模、超大规模集成电路 采用半导体存储器、采用图形界面操作系统 计算机 器件速度更快, 软件、外设更加丰富。出现微 (1970—1981) 型机 智能化计算机 (1981— ) 把信息采集、存储、处理、通信和人工智 能结合一起具有形式推理、联想、学习和 解释能力 。
������
1) 按形态分类
单片机、单板机、微机系统
系统机
单板机
单片机
三种应用形态图示
第一代：4位及低档8位微处理器（1971—1973）
1971年Intel公司为了设计高级袖珍计算器设计了第 一台微机Intel4004
1971年，Intel公司推出第一片4位微处 理器Intel4004，以其为核心组成了一台高 级袖珍计算机。随后出现的Intel4040，是 第一片通用的4位微处理器。 1972年，Intel8008，8位，集成度约 2000管/片，时钟频率1MHz。
第三代：16位微处理器（1978—1981）
1978年，Intel首次推出16位处理器8086（时钟频率达到4～ 8MHz），8086的内部和外部数据总线都是16位，地址总线为20 位，可直接访问1MB内存单元。 1979年，Intel又推出8086的姊妹芯片8088（时钟频率达到 48MHz），集成度达到2万～6万管/片。它与8086不同的是外部 数据总线为8位（地址线为20位）。 1982年，Intel推出了80286（时钟频率为10MHz），该芯片 仍然为16位结构，但地址总线扩展到24位，可访问16MB内存， 其工作频率也较8086提高了许多。
1.1 微型计算机概述
1 计算机的发展史
1946年美国宾夕法尼亚大学为了弹 道设计的需要设计了世界上第一台数
字电子计算机。
它的运算速度不高，且是一个庞然大 物。却是计算机发展历史上的一个里
程碑 。
电子计算机发展历程的各个阶段，是 以所采用的电子器件的不同来划分
的。
计算机发展的五个阶段（基本电子器件）
单片机原理及应用
主讲教师：物科院 冯杰
Email：fengjie@
省级电工电子实验教学示范中心
课程内容
微型计算机的基础知识 围绕MCS-51系列单片机的原理结构、汇编指令系统、
汇编语言程序设计，系统总线扩展技术，单片机定 时计数、中断、串口通信，初步掌握单片机系统的 设计开发方法及单片机的简单应用。