51单片机模块简介
简述51系列单片机的内部组成结构
简述51系列单片机的内部组成结构51系列单片机是一种常见的微控制器，由一系列功能模块组成，包括中央处理器、存储器、输入输出接口以及时钟和定时器等。
下面将对51系列单片机的内部组成结构进行简要描述。
1. 中央处理器（CPU）：中央处理器是51系列单片机的核心部件，负责执行指令、进行运算和控制外围设备。
51系列单片机采用经典的8051架构，拥有8位数据总线和16位地址总线。
其指令集包括丰富的算术、逻辑、移位和控制指令，可以满足各种应用需求。
2. 存储器：51系列单片机具有不同类型的存储器，包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
ROM用于存储用户程序和常量数据，可以是内部ROM或外部扩展的ROM芯片。
RAM用于存储变量和临时数据，可以是内部RAM或外部扩展的RAM芯片。
3. 输入输出接口：51系列单片机提供了多个通用输入输出引脚，用于与外部设备进行数据交互。
这些引脚可以配置为输入模式或输出模式，并具有上拉电阻和输入/输出缓冲器等功能。
通过这些引脚，单片机可以与各种传感器、执行器、显示器和通信接口等外部设备进行连接，实现与外界的数据交换。
4. 时钟和定时器：51系列单片机内部集成了时钟电路和多个定时器/计数器模块。
时钟电路提供基准时钟信号，用于同步CPU和其他模块的操作。
定时器/计数器模块可以生成精确的时间延迟、定时和计数功能，广泛应用于定时控制、脉冲计数、PWM输出等场景。
5. 中断系统：51系列单片机支持多级中断系统，可以响应外部中断请求和内部定时器中断。
通过中断系统，单片机可以实现对实时事件的快速响应，提高系统的实时性和可靠性。
6. 串行通信接口：51系列单片机内部集成了串行通信接口，支持多种通信协议，如UART、SPI和I2C。
通过这些接口，单片机可以与其他设备进行数据交换，实现数据采集、通信和控制等功能。
7. 外部扩展接口：51系列单片机提供了多个外部扩展接口，如总线接口和片选引脚等。
51单片机元器件清单
51单片机元器件清单51单片机是一种常用的微控制器，广泛应用于电子产品的开发和制造过程中。
为了搭建一个基于51单片机的电子系统，我们需要准备一些元器件。
在本文中，将为大家列出一份51单片机元器件清单，帮助大家更好地进行电子系统的设计和开发。
1. 51单片机芯片：一款高性价比的51单片机芯片，如STC89C52或者AT89S52。
这些芯片都有丰富的外设功能和强大的处理能力。
2. 电源模块：包括直流稳压电源模块和交流稳压电源模块。
直流稳压电源模块用于提供稳定的电压和电流，交流稳压电源模块用于将交流电转换为适用于电子系统的直流电。
3. 晶体振荡器：用于提供系统时钟信号，一般选择频率为11.0592MHz的晶体振荡器。
4. 连接器：用于连接各个元器件和外围设备，如排针连接器、USB 接口和串口接口等。
5. 电容和电阻：用于电路的滤波和稳定，选择合适的电容和电阻阻值和容值。
6. LED灯：用于系统的指示和状态显示，选择不同颜色和尺寸的LED灯。
7. 按钮开关：用于实现系统的输入和控制，选择不同类型的按钮开关。
8. 传感器：根据实际需求选择不同类型的传感器，如光敏传感器、温湿度传感器、加速度传感器等。
9. 电源管理芯片：用于对电源进行管理和保护，如过载保护芯片、电压监测芯片等。
10. 线路板：选择适用于电子系统的线路板，根据系统的复杂度和尺寸选择合适的线路板类型。
11. 电源开关：用于系统的开关控制和电源管理，选择合适的电源开关。
12. 升降压模块：用于调节不同电压级别的电源，如DC-DC升压模块和DC-DC降压模块。
13. 存储器：根据系统需求选择不同容量和类型的存储器，如EEPROM、Flash等。
14. LCD液晶显示屏：用于系统的交互和数据显示，选择合适的尺寸和分辨率的LCD屏。
15. 电源滤波器：用于去除电源中的噪声和干扰，选择适合电源要求的滤波器。
16. 扬声器：用于系统的音频输出，选择合适的音质和功率的扬声器。
51单片机结构原理
51单片机结构原理51单片机是一种典型的微控制器，具有由英特尔公司(Intel)设计和生产的基于哈佛结构的原理。
51单片机的基本结构包括中央处理器部分(CPU)、存储器部分、输入/输出(I/O)部分以及定时/计数器(Timer/Counter)等功能模块。
在中央处理器部分，51单片机采用了8位位宽的数据总线和16位位宽的地址总线。
它具有一组通用寄存器，可以用于存储中间数据和运算结果。
另外，还有一个累加器，用于存储加法操作的结果。
CPU还包括一套指令系统，用于控制程序的执行。
存储器部分包括程序存储器ROM(Read-Only Memory)和数据存储器RAM(Random Access Memory)。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和程序的临时变量。
51单片机使用Harvard结构，将程序存储器和数据存储器分开，可以同时访问两个存储器，提高了执行效率。
输入/输出(I/O)部分包括多个通用I/O端口，可以用于连接外部设备。
这些I/O端口可以通过外部扩展器进行扩展，以满足不同应用的需求。
此外，51单片机还提供了串行通信接口、定时器/计数器等特殊功能引脚。
定时/计数器模块是51单片机的重要功能之一。
它可以生成精确的定时信号，并可以用来计数外部事件的频率。
定时/计数器模块可以通过寄存器配置，实现不同的定时和计数功能。
总之，51单片机结构的核心是中央处理器部分、存储器部分、输入/输出部分和定时/计数器模块。
通过这些功能模块的协同工作，51单片机可以实现各种应用需求，如控制、计算、通信等。
51单片机lcd1602工作原理
51单片机lcd1602工作原理一、概述1、单片机简介51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的微型计算机，具有周期定时器、数据存储器和输入输出等功能。
其体积小，功耗低，适用于各种微型控制系统。
2、LCD1602简介LCD1602是一种常见的字符型液晶显示器模块，具有16x2的字符显示区域，可以显示16个字符x2行。
它具有低功耗、高对比度、显示清晰等特点，广泛应用于各种电子产品中。
二、LCD1602的原理1、LCD1602的工作原理概述LCD1602的工作原理是利用触电效应，通过控制电场来改变液晶分子的排列方向，从而实现显示功能。
其原理涉及液晶材料、电极、控制信号等方面。
2、液晶材料液晶材料是LCD1602的显示主体，主要由有机分子组成，能够对电场敏感。
当电场变化时，液晶分子会发生排列变化，从而改变光的透射情况。
3、电极LCD1602的电极主要由透明的ITO材料组成，用于施加电场。
通过不同的电压信号，可以改变液晶分子的排列方向，进而控制显示状态。
4、控制信号51单片机通过控制LCD1602的数据口和控制口，向其发送控制信号和数据信号，从而控制液晶显示的内容和状态。
具体的控制信号包括使能信号、读写信号、数据信号等。
三、LCD1602的工作原理分析1、初始化在使用LCD1602之前，首先需要对其进行初始化。
初始化过程主要包括设置显示模式、清屏、光标设置等操作。
通过向LCD1602发送特定的指令，可以实现初始化操作。
2、数据传输51单片机通过并行方式向LCD1602发送数据，数据主要包括要显示的字符、控制信息等。
在发送数据时，需要依次发送高四位和低四位数据，并通过控制信号进行确认。
3、显示控制LCD1602支持多种显示模式和显示控制功能，可以实现光标显示、字符闪烁、显示移动等功能。
通过向LCD1602发送相应的指令，可以实现这些显示控制功能。
四、LCD1602的应用1、嵌入式系统LCD1602广泛应用于各种嵌入式系统中，用于显示系统状态、调试信息、用户交互界面等。
51单片机原理范文
51单片机原理范文51单片机（或8051单片机）是集成度较高，功能丰富的一种单片机。
它是由英特尔公司推出的一种基于哈佛架构的8位单片机，因为它的全称是Intel MCS-51，所以又称为MCS-51单片机。
51单片机采用了CISC的计算机指令集结构，其指令系统包括了强大的操作码集合，可以实现灵活且高效的数据处理和控制。
1.主功能模块：(1)CPU：51单片机的CPU部分主要有累加寄存器（ACC）、数据指针（DPTR）、程序计数器（PC）和栈指针（SP）等器件。
CPU通过解码指令，实现对数据的操作和控制。
它支持不同寻常的指令类型，如算术和逻辑运算、移位和旋转操作、位操作等。
(2)存储器：51单片机的存储器分为RAM和ROM两部分。
RAM是用于存储中间数据的随机访问存储器，它的容量比较小，通常只有256个字节。
ROM是用于存储程序和常量的只读存储器，其容量可以达到64KB。
ROM中包含了单片机的应用程序和常用的函数库，它们可以在需要的时候调用。
(3)I/O端口：51单片机有许多个I/O端口，用于连接外部的设备和外部存储器。
这些端口通过编程来进行输入和输出操作，可以实现与外部设备的数据交换和控制信号的传送。
(4)定时器：51单片机内置了多个定时器，可用于测量时间和产生定时中断。
定时器可以被程序配置为不同的计数模式，比如定时、计数和脉冲宽度调制等。
定时器的主要作用是提供时间基准，用于事件的精确控制和计算。
2.扩展模块：(1)串行通信接口（UART）：51单片机内置了一个UART，用于实现与外部设备的串行通信。
UART可通过串行口发送和接收数据，常用于与计算机、显示器、打印机等设备的数据传输。
(2)中断系统：51单片机具有可编程的中断控制器，用于处理外部中断和软件中断。
它可以实现异步事件的响应和中断服务程序的执行，大大提高了系统的实时性和灵活性。
(3)声音和视频接口：有些型号的51单片机还支持声音和视频接口，用于实现音频和视频的录制、放映和处理。
51单片机的组成
51单片机的组成单片机是一种集成电路（IC）芯片，它由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）和各种输入输出（I/O）接口组成。
51单片机是基于Intel 8051架构的一款单片机系列，提供了丰富的功能和广泛的应用领域。
本文将介绍51单片机的基本组成和各部分的功能。
一、CPU（中央处理器）CPU是单片机的核心部分，负责控制单片机的操作和执行指令。
51单片机的CPU包含ALU（算术逻辑单元）、寄存器、指令译码器和定时器/计数器等功能模块。
ALU用于执行算术和逻辑运算，寄存器用于存储数据和指令，指令译码器用于解析指令，定时器/计数器用于计时和计数操作。
二、存储器存储器是存储数据和指令的地方，包括RAM和ROM两种类型。
1. RAM（随机存储器）RAM用于临时存储数据和程序运行所需的临时变量，它可以随时读取和写入数据。
RAM的大小决定了单片机可以存储的数据量和运行的程序规模。
2. ROM（只读存储器）ROM存储了单片机不可更改的程序代码，其中包括初始化程序、中断处理程序等。
ROM的大小决定了单片机可以运行的程序规模和功能。
三、输入输出接口输入输出接口用于与外部设备进行数据交换，包括通用输入输出口、串行口、定时器/计数器和中断引脚等。
1. 通用输入输出口通用输入输出口（GPIO）可配置为输入或输出，用于与外部设备交换数据。
它可以连接按键、LED、显示屏等外部设备，实现数据输入和输出的功能。
2. 串行口串行口用于与外部设备进行串行通信，如与电脑进行数据传输。
它包括串行数据输入口（RXD）和串行数据输出口（TXD），通过串行通信协议进行数据的收发。
3. 定时器/计数器定时器/计数器用于计时和计数操作，可以用于测量时间、产生脉冲信号等。
它可以应用于定时器中断、PWM波形生成、测速测量等应用场景。
4. 中断引脚中断引脚用于处理外部中断信号，如按键中断、外部传感器中断等。
当外部中断信号检测到触发条件时，CPU会暂停当前操作，转而执行中断服务程序。
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单片机模块简介
•
矩阵键盘识别的详细步骤：
• 8051单片机的P1口用作键盘I/O口，键盘的行线 接到P1口的低4位，键盘的列线接到P1口的高4位。 把行线P1.0-P1.3设置为输出线，行线P1.4-P.17 设置为输入线。4根行线和4根列线形成16个相交 点。 • 1、检测当前是否有键被按下。检测的方法是 P1.0-P1.3输出全“0”，读取P1.4-P1.7的状态， 若P1.4-P1.7为全“1”，则无键闭合，否则有键 闭合。 • 2、去除键抖动。当检测到有键按下后，延时一段 时间再做下一步的检测判断。
≥1
TMOD T0引脚 0 1 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 1 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
计数个数与计数初值的关系为： X = 2 8 -N
工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
四、方式3
方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当
初始化程序应完成如下工作：
•对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。 •计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。 •中断方式时，则对IE赋值，开放中断。 •使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。
例 利用定时/计数器T0的方式1，产生10ms的定时， 计算初值 解：计算计数初值X： 由于晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 s。 所以： X＝65536－10000＝55536＝D8F0H 即应将D8H送入TH0中，F0H送入TL0中
5.3.1 定时/计数器的结构和工作原理
一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8 位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存 器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、 T1的启动和停止及设置溢出标志。
51单片机的基本参数
51单片机的基本参数单片机是一种集成电路芯片，其中包含了微处理器、存储器、输入输出接口等功能模块。
51单片机作为一种广泛应用于嵌入式系统开发的芯片，其基本参数对于开发者而言具有重要意义。
本文将介绍51单片机的基本参数，帮助读者更好地了解和应用该芯片。
1. 集成的微处理器51单片机，又称为8051单片机，其集成了一颗8位的微处理器，采用哈佛体系结构。
该微处理器具备高效的指令集和强大的运算能力，适用于各种嵌入式应用场景。
2. 存储器容量51单片机内部集成了多种类型的存储器，包括ROM、RAM和EEPROM。
其中，ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据，EEPROM用于存储不易丢失的配置信息。
具体的容量因型号而异，可以有2KB、4KB、8KB、16KB等不同的选项。
3. 时钟频率51单片机的工作频率对于其性能和响应速度至关重要。
不同型号的51单片机有不同的工作频率范围，常见的有12MHz、16MHz、20MHz等选项，开发者可以根据实际需求选择适合的时钟频率。
4. 输入输出接口51单片机内部集成了丰富的IO口，用于实现与外部设备的数据交互。
其中，一部分IO口可配置为输入模式，另一部分可配置为输出模式。
这些输入输出接口的数量和类型因型号而异，可以根据具体需求进行选择和配置。
5. 通信接口为了满足与其他设备的通信需求，51单片机通常支持多种通信接口，如串口、SPI和I2C等。
这些接口可以通过配置使用不同的通信协议，方便与其他设备进行数据交换和通信。
6. 中断系统中断是51单片机实现多任务处理和异步事件响应的关键机制。
51单片机具备灵活的中断系统，支持多级中断和外部中断。
开发者可以通过编程设置中断优先级和中断响应函数，实现对外部事件的快速响应。
7. 电压和功耗51单片机通常工作在3.3V或5V的电压下，不同型号的芯片可能有略微差异。
此外，功耗也是需要考虑的因素，低功耗设计可以延长系统的使用寿命和电池续航时间。
C51单片机的结构及原理
编程实例：LED闪烁
LED=0xFF; //LED全亮 delay(1000); //延时
编程实例：LED闪烁
} } ```
编程实例：按键控制LED
目的
通过按键控制LED的亮灭。
实现方法
使用单片机的IO口检测按键状态，根据按键状态控制LED的亮灭。
编程实例：按键控制LED
代码示例 ```c
sbit KEY = P2^0; //定义按键接口
首先检查电源是否正常，确保电源电压稳定 且符合单片机的工作电压范围。其次检查复 位电路是否正常，复位电路中的电容和电阻 值是否正确，以及复位引脚是否连接正确。 最后检查晶振电路是否正常，晶振是否起振， 以及晶振引脚是否连接正确。
程序无法烧录问题排查
总结词
单片机无法正常接收和存储程序，可能是由于编程器与单片机连接不良、编程器驱动程 序未安装、单片机选型不正确等引起的。
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中断系统
中断系统是C51单片机中用于 实现实时处理和多任务管理的
功能模块。
中断系统能够响应外部事件 或者异常情况，并中断当前 执行的程序，转而执行相应
的中断服务程序。
中断系统包括中断控制器和多 个可编程中断源，可以通过软
件配置和控制。
03 C51单片机工作原理
指令系统与寻址方式
指令系统
C51单片机采用精简指令集结构，包 含一系列基本指令，如算术运算、逻 辑运算、数据传输等。
数据传输方式
01
内部数据传输
C51单片机内部寄存器之间进行 数据传输，通过直接读写寄存器 实现。
02
03
外部数据传输
数据格式
C51单片机与外部设备或存储器 进行数据传输，通过串行或并行 通信接口实现。
51单片机简介
51单片机简介简介：51单片机，也称为8051单片机，是一种广泛应用于嵌入式系统开发的微控制器。
它由Intel公司在20世纪80年代初开发而成，很快成为了业界的标准。
51单片机以其高性能、易于编程和低功耗等特性，被广泛应用于家电、通信、汽车等领域。
历史：20世纪80年代，Intel公司推出了首款51单片机，这一时期正是微处理器技术蓬勃发展的阶段。
由于其性能强大且易于使用，51单片机很快占据了市场，并成为了许多嵌入式系统开发者的首选。
之后，51单片机通过不断的更新换代，逐渐演化为现今应用广泛的8051系列。
特点：1. 高性能：51单片机采用了CISC（复杂指令集计算机）架构，具有高效的指令集和丰富的外设接口，能够满足各种需要。
2. 易于编程：51单片机支持多种编程语言，如汇编语言和C语言。
开发者可以根据需求选择适合自己的编程语言，降低开发难度。
3. 低功耗：由于嵌入式系统通常需要长时间运行，功耗成为一个重要的考虑因素。
51单片机以其低功耗的特点，在许多低功耗应用场景中得到了广泛应用。
4. 丰富的外设：51单片机内置了大量的外设接口，如通用输入输出口、定时器、串口等，可轻松与其他设备进行通信和交互。
5. 可扩展性强：51单片机支持外部扩展，通过扩展模块可以实现更多的功能和接口，满足不同应用需求。
应用领域：1. 家电：51单片机在家电领域广泛应用，如空调、洗衣机、电视机等。
通过对温度、湿度等参数的检测和控制，提高了家电的智能化水平。
2. 通信：51单片机在通信领域被广泛应用于电话、手机等设备。
它可以实现通信协议栈的处理、信号处理和数据传输等功能。
3. 汽车：51单片机在汽车电子控制系统中扮演着重要角色。
它可以控制发动机的点火、燃油喷射等关键操作，提高汽车的性能和燃油利用率。
4. 工业控制：51单片机可用于工业自动化系统中的控制和监测。
通过与传感器和执行器的联动，实现对生产过程的精确控制，提高生产效率。
51系列单片机内部组成结构
51系列单片机内部组成结构51系列单片机是一种常用的嵌入式微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
本文将从内部组成结构的角度，介绍51系列单片机的各个部分及其功能。
1. CPU核心：51系列单片机的核心部分是一个8位的CPU，它负责执行各种指令，控制整个系统的运行。
CPU核心包括指令寄存器、程序计数器、算术逻辑单元等，它们协同工作，完成各种运算和逻辑判断。
2. 存储器：51系列单片机包含多种存储器，用于存储程序代码、数据和临时变量等。
其中，程序存储器（ROM）用于存储程序代码，数据存储器（RAM）用于存储数据和临时变量。
此外，还有特殊功能寄存器（SFR）用于存储一些特殊功能的控制和状态信息。
3. 输入/输出端口：51系列单片机具有多个输入/输出端口，用于与外部设备进行数据交换。
其中，口线（Port）用于实现通用输入/输出功能，可以连接按键、LED灯、数码管等外部设备。
此外，还有串行口（UART）和并行口（Parallel Port），用于串行通信和并行数据传输。
4. 定时器/计数器：51系列单片机内置了多个定时器/计数器，用于产生精确的时间延迟和计数功能。
定时器可以用于生成定时中断，实现定时任务的调度；计数器可以用于计数外部信号的脉冲个数，实现频率测量和计数功能。
5. 中断系统：51系列单片机具有强大的中断系统，可以处理外部中断和内部中断。
外部中断可以响应外部触发信号，例如按键按下、外部设备请求等；内部中断可以响应特定的事件，例如定时器溢出、串口接收完成等。
中断系统可以在程序执行过程中中断当前任务，执行相应的中断服务程序，处理完后再返回到原来的位置继续执行。
6. 时钟电路：51系列单片机需要一个稳定的时钟源来提供时钟信号，以驱动CPU和其他模块的工作。
时钟电路通常由晶体振荡器和时钟分频电路组成，可以通过设置分频系数来调节时钟频率。
7. 外部扩展接口：51系列单片机还提供了多个外部扩展接口，可以连接外部存储器、外部设备和其他外部模块。
跟我学51单片机LCD1602液晶显示模块
1、LCD1602的P1.0-P1.4分别连接到51单片机的P0.0-P0.4； 2、LCD1602的P2.0-P2.7分别连接到51单片机的P2.0-P2.7；
3、LCD1602的VSS和VDD分别连接到51单片机的地线和电源； 4、LCD1602的VEE连接到51单片机的+5V；
5、LCD1602的PSB和REST分别直接接地和+5V。
二、LCD1602的应用
1、智能家居系统
智能家居系统是LCD1602的重要应用领域之一。在智能家居系统中，LCD1602 可以作为人机界面，显示各种信息，如温度、湿度、空气质量、电量等。同时， LCD1602还可以显示各种设备的状态，如灯光、空调、电视等，使用户能够更加 方便地控制各种设备。
2、工业控制系统
1、写入指令：通过单片机的I/O 口发送相应的指令码
2、写入数据：通过单片机的I/O 口发送相应的字符编码
显示控制在基础操作的基础上，我们可以进一步实现LCD1602液晶显示模块 的显示控制。下面通过几个实例来介绍如何利用LCD1602液晶显示模块实现文字 显示的控制。
1、静态显示：将一段文本的字符编码逐个写入LCD1602的控制器中，即可实 现文字的静态显示。例如，我们可以使用循环结构，依次将每个字符编码写入 LCD1602的控制器中。
参考内容二
基本内容
液晶显示模块LCD1602是一种常见的显示设备，广泛应用于各种嵌入式系统 和电子产品中。它具有低功耗、体积小、重量轻、高分辨率和长寿命等优点，因 此在许多领域中得到了广泛的应用。
一、LCD1602的概述
LCD1602是一种字符型液晶显示器，它由160个字符显示区域和8个字符显示 位组成。它支持多种字符集，包括英文字符集和数字字符集等。此外，LCD1602 还具有背光功能，可以在暗环境下清晰地显示字符。
第6章 MCS-51系列单片机的内部功能模块及其应用 (徐进老师制作)
6.2 MCS-51单片机内部的定时器/计数器
6.2.1 实现定时/计数器的办法
通常实现定时/计数有3种主要方法： （1）软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了 CPU的利用率。 （2）时基电路硬件定时：用小规模集成电路器件构成的硬件定时电路， 电路简单，但要改变定时范围，必须改变电阻和电容，修改不方便， 即不可编程。 。 （3）可编程定时/计数器定时：它是为方便微机系统的设计和应用而研 制的一种芯片，它采用硬件定时，且很容易通过软件来确定和修改 定时值，通过初始化编程，能够满足各种不同的定时和计数要求， 在单片机、嵌入式系统的设计和应用中得到广泛的应用。 单片机内部的定时/计数器也属于上面的第3种采用可编程定时/计数器实 现定时，只不过这种可编程定时/计数器的硬件模块被集成到单片机内部 而已。
（1）TF0和TF1：计数溢出标志位 当计数器计数溢出（计满）时，该位置1。使用查询方式时，此位作状态位供 查询，但应注意查询有效后应用软件方法及时将该位清0；使用中断方式时， 此位作中断标志位，在转向中断服务程序时由硬件自动清0。 （2）TR0和R1：定时器运行控制位 TR0（TR1）=0，停止定时/计数器工作；TR0（TR1）=1，启动定时/计数器工 作。该位根据需要靠软件来置1或清0，以控制定时器的启动或停止。
图6-7 工作方式l的逻辑电路结构
图6-8 工作方式1的工作原理框图
由于是16位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为M=216=65536。若计
数值为N，则置入的初值X为： X=65536-N 例如，定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为65536-1000=64536，转换成二
第6章 MCS-51系列单片机的 内部功能模块及其应用
MCS-51 单片机简介
MCS-51 单片机简介MCS－51是指由美国INTEL公司（对了，就是大名鼎鼎的INTEL）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8031，8051，8751，8032，8052，8752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MCS－51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。
INTEL公司将MCS－51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。
一、MCS－51的CPU由运算器和控制器组成。
1．运算器运算器以完成二进制的算术/逻辑运算部件ALU为核心，再加上暂存器TMP、累加器ACC、寄存器B、程序状态标志寄存器PSW及布尔处理器。
累加器ACC是一个八位寄存器，它是CPU中工作最频繁的寄存器。
在进行算术、逻辑运算时，累加器ACC 往往在运算前暂存一个操作数（如被加数），而运算后又保存其结果（如代数和）。
寄存器B主要用于乘法和除法操作。
标志寄存器PSW也是一个八位寄存器，用来存放运算结果的一些特征，如有无进位、借位等。
其每位的具体含意如下所示：PSW CY AC FO RS1 RS0 OV －P对用户来讲，最关心的是以下四位。
（1）进位标志CY（PSW.7）。
它表示了运算是否有进位（或借位）。
如果操作结果在最高位有进位（加法）或者借位（减法），则该位为1，否则为0。
（2）辅助进位标志AC。
又称半进位标志，它指两个八位数运算低四位是否有半进位，即低四位相加（或减）是否进位（或借位），如有AC为1，否则为0。
（3）溢出标志位OV。
MCS－51反映带符号数的运算结果是否有溢出，有溢出时，此位为1，否则为0。
51系列单片机介绍
51系列单片机介绍单片机是一种集成电路，内部包含了中央处理单元（CPU）、存储器和各种输入输出接口，适用于数字控制系统。
51系列单片机以其出色的性能和稳定性在嵌入式系统中得到广泛应用。
本文将介绍51系列单片机的特点、应用领域以及相关学习资源。
一、51系列单片机的特点1. 高性能：51系列单片机采用高速处理器，具有较强的运算能力和响应速度，能够处理复杂的计算任务。
2. 多功能：51系列单片机集成了多种外设接口，如串口通信、模拟输入输出等，可适应不同的应用场景。
3. 低功耗：单片机工作时的功耗相对较低，节能环保，适用于资源有限的系统。
4. 易于编程和调试：51系列单片机有丰富的开发工具和编程环境支持，使得编写和调试程序变得简单快捷。
二、51系列单片机的应用领域1. 家用电器：51系列单片机在家电领域广泛应用，如空调、洗衣机、电视机等，能够实现精确控制和智能化操作。
2. 工业自动化：单片机在工业自动化中发挥重要作用，如机器人、自动化生产线等，实现精确的控制和监测。
3. 智能交通：51系列单片机可用于交通信号控制、智能道路监测等方面，提高交通系统的效率和安全性。
4. 电子设备：单片机广泛应用于电子设备中，如手机、数码相机、电子游戏机等，实现各种功能。
三、51系列单片机的学习资源1. 基础教材：市场上有许多针对51系列单片机的教材，包括理论知识、实验案例和编程示例，适合初学者入门。
2. 在线课程：有很多在线平台提供了关于51系列单片机的视频教程和学习资源，学习者可根据自己的需求选择合适的课程。
3. 开发工具：官方提供了多种开发工具，如Keil、51Pro等，这些工具提供了一站式的开发环境，方便编程和调试。
4. 社区论坛：有许多51系列单片机的爱好者组成了各类社区论坛，学习者可以在论坛中交流经验、解决问题。
5. 实践项目：通过完成一些实践项目，如温度控制、LED灯控制等，可以帮助学习者巩固所学知识并提高实际应用能力。
51单片机DAC、ADC和红外模块汇总
ADUC848内置DA简介
DA为12位，也可设置为8位； 单通道电压型输出，其输出引脚为DAC；
输出电压范围在0~VREF（内部参考电压 2.56v）和0~AVDD（单片机模拟工作电压为 3v或5v）可选； 内置一个缓冲器，可增强其带负载能力。
在接近满刻度及0电压输出时，电压线性度有 失真，在0~AVDD输出时必须使用； 在0~VREF输出时，可以禁止缓冲器，外加双电 源运放射随电路解决。
ADUC848内置DA相关寄存器
DACCON为DAC控制专用寄存器，结构如上图，该寄 存器不可位寻址。
ADUC848内置DA输出
DACH 和DACL为两个8位寄存器。在DA使能的 情形下，DA根据两寄存器的数据输出对应的 模拟电压。 在12位模式时，DACL写入转换数据低8位， DACH的低4位写入转换数据高4位；8位模式时， 转换数据写入DACL中，DACH对输出电压无影 响。
DA测试准备
硬件需求
单片机下载相关电路已焊接，并可实现程序下载 LM358已焊接。 8个数码管及其驱动器件（Q11-Q19除Q14）已 焊接，BIT5~BIT7、BIT4~0 、MOTOR跳线短接。 位于测试程序包中“DA测试”目录，双击 TEST.UVPROJ文件打开并编译下载。
测试程序
ADC器件参数
ADC器件常简称为AD、ADC，有以下重要性能 参数
分辨率：在对模拟量量化时以bit位单位，可以精
细到1/(2N-1)，此即分辨率。因此常以数字信 号的位数来表示。 转换时间（速率）：完成一次AD转换所需的时 间（的倒数）。
ADUC848内置AD简介
51单片机各个模块原理
51单片机各模块的基本原理流水灯：当51单片机的IO口输出一个低电平，对应的发光二极管两端就出现电位差，发光二极管就点亮。
蜂鸣器和继电器：用放大电路将电压放大，当单片机对应的IO口发出高电平，蜂鸣器就一直响/继电器就吸合。
步进电机：通过单片机IO口输出高低电平来控制电机要转动的角度，通过IO口不断取数组中各个元素，使步进电机一步步转动一定角度。
数码管：静态显示，单片机输出一定的二进制数来让数码管显示对应的数字符号（段选）；动态显示，单片机用两组IO口，一组确定要显示哪一个数码管（位选），另一组确定要显示数字符号（段选），然后经过一小段延时，显示下一个数码管，不断循环显示各个数码管，只要延时足够短，就能让人看上去显示了一排数字符号。
点阵：和数码管动态显示类似，单片机用两组IO口，一组先确定显示哪一列，另一组确定该列上显示哪几个点，通过一小段时间的延时，再显示下面一列，直到显示完最后一列。
不断循环显示各列，只要延时足够短，就能让人看上去显示了一排数字符号。
独立键盘：当按下某个按键，与该按键相连的IO口就变低电平。
矩阵键盘：将4X4的矩阵键盘与单片机的一组IO口相连，IO口的高四位对应矩阵键盘的列，低四位对应矩阵键盘的行。
先将高四位置1，低四位置0，（根据线与的原理，有按键按下的那一行和那一列对应的IO口都会变0）然后找出按键按下的那个列。
将高四位取出。
再将低四位置1，但置1以后，因为按键按下的那一列是0，而按键按下的行和列有线与关系，从而第四位马上有一位会条变成0，该位就是按键按下的行对应的那一位。
将得到的低四位取出，与上面取出的高四位组成新的一个8位二进制数。
按下每一个按键都会有唯一的一个8位二进制数与该按键相对应，在于数码管数组等资源相一一对应起来，进而实现按键按下和显示输出的相关联。
外部中断：先通过设置中断相关的寄存器的值打开中断，选择中断的触发方式（低电平触发还是下降沿触发），然后写主程序和中断程序，只要中断条件满足以后（与P3^2连接的按键被按下，51单片机中P3^2口低电平就跳入外部中断0），主程序停止运行，转入中断程序。
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矩阵式键盘的结构
在键盘中按键 数量较多时，为了 减少I/O口的占用， 通常将按键排列成 矩阵形式。在矩阵 式键盘中，每条水 平线和垂直线在交 叉处不直接连通， 而是通过一个按键 加以连接。
矩阵式键盘的按键识别方法
• • 行扫描法 行扫描法又称为逐行（或列） 扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法. 判断键盘中有无键按下： 将全部行线置 低电平，然后检测列线的状态。只要有一列 的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而 且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉 的4个按键之中。若所有列线均为高电平， 则键盘中无键按下。 判断闭合键所在的位置： 在确认有键按 下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其 方法是：依次将行线置为低电平，即在置某 根行线为低电平时，其它线为高电平。在确 定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各 列线的电平状态。若某列为低，则该列线与 置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的 按键。
LED电路图
• LED串了470欧的电阻。 • 当P0口某位为高电平时， LED灭 • 当P0口某位为低电平时， LED亮 • 我们单独来分析一个LED。 • 电路如上，假定LED发光时 的电压为1.5V，那么： • 5 - 1.5 =470 * I • I = 0.0074A • 为7.4毫安。
•
≥1
TMOD T0引脚 1 1 0 0 0 M0 M1 C/T 机器周期 GATE M0 1 D0 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
二、方式1
方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0 作为高8位，组成了16位加1计数器 。
TCON TF1 申请 中断 TR1 TF0 TR0 D7 溢出 1 TH0 8位 TL0 8位 &
初始化程序应完成如下工作：
•对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。 •计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。 •中断方式时，则对IE赋值，开放中断。 •使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。
例 利用定时/计数器T0的方式1，产生10ms的定时， 计算初值 解：计算计数初值X： 由于晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 s。 所以： X＝65536－10000＝55536＝D8F0H 即应将D8H送入TH0中，F0H送入TL0中
LED实验，实验的重要性 1、作为产品功能指示灯 2、在产品开发中经常会用到LED 来验证程序的正确性。
流水灯
• 八个发光二极管L1-L8分别接在单片机的 P0.0-P0.7接口上，输出“0”时，发光二 极管亮,按着 LED1→LED2→LED3→LED4→LED5→LE D6→LED7→LED8的顺序依次点亮。只需 要将P0口的某位依次变为低电平就行了。 我们这里用了头文件intrins.h中的 _crol_(A,B),_cror_(A,B)函数，功能为循环 移动。
≥1
TMOD T0引脚 0 1 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 1 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
计数个数与计数初值的关系为： X = 2 8 -N
工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
四、方式3
方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当
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LED灯闪烁的流程图
• 根据流程图，写出主函数如下：
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配套试验程序一中部分程序。 void Main(void) { while(1) { Show_LED = 1; Delay(20); Show_LED = 0; Delay(20); } }
MCS-51单片机的中断系统结构
主程序 中断响应
中断请求
执行主 程序
断点 继续执行 主程序 执行 中断 处理 程序
中断返回
主程序A
断点
返回
RETI 中断服务程序B
引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提 出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事 件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即 断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中 断系统（中断机构）。
5.3.1 定时/计数器的结构和工作原理
一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8 位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存 器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、 T1的启动和停止及设置溢出标志。
T1引脚 T0引脚
机器周 期脉冲
于TR1=0，停止计数。
溢出 申请 中断 申请 中断 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 溢出 TH0 8位 T0引脚 1 TL0 8位 &
≥1
机器周期 TMOD 1 1 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 1 M1 C/T GATE D7 D0
D0
INT0引脚
工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。
≥1
TMOD T0引脚 1 0 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 1 D0 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
计数个数与计数初值的关系为： X = 2 1 6 -N
三、方式2 方式2为自动重装初值的8位计数方式。
TCON TF1 申请 中断 TR1 TF0 TR0 TH0 8位 D0 D7 溢出 1 TL0 &
8*8点阵LED等效电路
8 X 8 点阵LED工作原理说明 :8X8点阵共需要64个发光二极管组成， 且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1 电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮 法，如图49所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱， 因此实现柱的亮的方法如下所述： 一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。 一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。
5.1 80C51的中断系统
5.1.1 80C51的中断系统结构
一、中断的概念 CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请 求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中 断响应和中断服务）； 待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被 中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过 程称为中断 。
•设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期 计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率 为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就 是定时时间t 。
5.3.2 定时/计数器的控制
80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功 能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式； TCON用于控制其启动和中断申请。 一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的 工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式 如下：
•
矩阵键盘识别的详细步骤：
• 8051单片机的P1口用作键盘I/O口，键盘的行线 接到P1口的低4位，键盘的列线接到P1口的高4位。 把行线P1.0-P1.3设置为输出线，行线P1.4-P.17 设置为输入线。4根行线和4根列线形成16个相交 点。 • 1、检测当前是否有键被按下。检测的方法是 P1.0-P1.3输出全“0”，读取P1.4-P1.7的状态， 若P1.4-P1.7为全“1”，则无键闭合，否则有键 闭合。 • 2、去除键抖动。当检测到有键按下后，延时一段 时间再做下一步的检测判断。
二、控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于 控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：
•TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自 动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU 可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可 以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。 •TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置 0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/ 计数器的启动与停止。 •TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。 •TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。
数码管基本构造
数码管的基本构造可以看成如上图。他们的一端全连在 一起。如果LED的阴极相连，那么该数码管被称为共阴 数码管；如果LED的阳极相连，那么该数码管被称为共 阳数码管。上面每个LED相当于数码管的段。
数码管的编码
数码管电路图分析
独立按键电路图
按键消抖
从上图中可以看出，我们在程序设计时，从按 键被识别按下之后，延时 5ms 以 上 ，从而避 开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按 键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时 肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平， 证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU 就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过 程。从而提高了系统的可靠性。
GATE：门控位。GATE＝0时，只要用软件使TCON中的 TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时， 要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电 平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条 件，加上了或引脚为高电平这一条件。 C / T :定时/计数模式选择位。 / T ＝0为定时模式；/ T =1 C C 为计数模式。 M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式， 由M1M0进行设置。
5.3.3 定时/计数器的工作方式
一、方式0
方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0 的8位组成。TL0的低5位溢出向TH0进位，TH0溢出时， 置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。