C51单片机技术应用与实践课件完整pptx

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控制总线 (CB)
数据总线(DB):用来实现CPU、存储器、I/O口之间的数据双向 传送,数据为8位。
1
理论认知
地址总线(AB):由CPU发出的存储器或I/O的地址,以选择相应
的存储单元和I/O接口。
控制总线(CB):它给出微机中各个部分协调工作的定时信号和
控制信号,保证正确执行程
序指令时所需要的各种操作不至于发生冲突。控制总线的宽度
1
理论认知 4)程序状态字PSW
程序状态字是一个8位寄存器 ,用于寄存程序运行的状态信息
CY(PSW.7)---进位标志位 AC(PSW.6)---辅助进位标志位 F0(PSW.5)---用户标志位 OV (PSW.2)---溢出标志位 P (PSW.0)---奇偶标志位奇数个
“1” 时,P=1, 偶数个“1”时,P=0
1.2.3输入输出接口 输入输出接口的主要功能是实现外设与微机的数据
传输、电平转换。
1
理论认知
1
理论认知
1.2.4三总线 三总线与CPU、存储器、I/O口之间连接关系如图1-2所示。
8031
数据 存储器
程序 存储器
I/O 接口
I/O 设备
I/O 接口
I/O 设备
地址总线 (AB)
数据总线 (DB)
1
理论认知
1
理论认知
1.2.2存储器 存储器的分类见表1-1。
表1-1 存储器的分类
分类方式
分类
根据存储器与微处 理的关系
内部存储器 外部存储器
根据存储器的读写 功能
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM)
特点及区别
存储当前要运行的程序和运算数据,运行速度较快, 容量较小
存放大量的当前暂时不直接参与运行的程序和运算的 数据,运行速度较慢,容量较大 能写入或读出 只能读出,不能写入
(根数)因机型而异。
1
理论认知
1.3认识单片机最小系统 1.3.1单片机应用系统及组成
单 片 机
+
接口 电路 及外 设等
+
软 件
硬件
1.3.2单片机的引脚及封装介绍 1.单片机引脚介绍
p1.0
1
(1)电源连接
单片机使用的是+5V电源, 其中电源正极接单片机40 引脚(VCC),电源负极接 20引脚(GND)。
1.1微型计算机的概念 1.1.1微处理器(CPU)
1
理论认知
微型处理器又称中央处理单元,由运算器(ALU)、控制器 (CU)两部分组成。
(1)运算器(ALU):数据的算术和逻辑运算。 (2)控制器(CU):使微型计算机各组成部分按命令以一 定的节拍进行工作。
1
理论认知
1.1.2微型计算机组成 微处理器(运算器、控制器)、存储器、输入设备、输出设备。 具有数据处理、程序存储和外设设备进行信息交换的功能。
wk.baidu.com31 Vpp / EA
30 ALE / PROG
29
PSEN
28
p2.7
21
p2.0
1
理论认知
(2)振蒎电路(XTAL1~XTAL2)连接 第19~18引脚。C1和C2取20PF左右,晶体的振荡频率取6 MHz或12MHz。当采用石英晶体振荡时,该两脚通过微调 电容C1和C2接地,当CPU采用外部时钟时,从18脚引入, 19脚接地。
第一篇 单片机入门
课程内容
理论 实践
任务1 认识51单片机
1
理论认知
学习目标
【知技要点】
(1) 掌握单片机中CPU、存储器、三总线的关系; (2) 掌握单片机常用封装; (3) 认识单片机芯片各引脚位名称和功能; (4) 掌握复位电路和振荡电路的参数选择; (5) 构建单片机最小系统。
1
【能力目标】
(3)控制总线 RST:第9引脚。——复位信号。
复位产生的效果: 复位后,P0 ~ P3 输出高电平;SP寄存器
为07H;PC 0000H 其它寄存器全部清0;不影响RAM状态。
1
理论认知
1
EA /Vpp:第31脚,外部寻址使能/编程电压。为高电平,从内部
理论认知
程序寄存器开始访问;
EA为低电平时,则跳过内部程序存储器,从外部程序存储
单步运行中两种方式 和 的区别:前者单步运 行进入子程序内部后者在调用子程序时,把子程序 当成一条指令运行,它们在调试时不碰到子程序时 是一样的。
1
理论认知
图 1-37 单步运行
图1-37 单步运行
1
(2)全速运行
理论认知
全速运行可点击工具栏中的 图标,如图 1-33所示,点击全速运行意味着程序连续 运行而不被打断。
理论认知
图 外部数据存储器区空间各单元中的内容
1
(3)程序存储器区
理论认知
图 程序存储器空间各单元中的内容
1
(4)工作寄存器和专用寄存器区
理论认知
图 工作寄存器和专用寄存器区
1
(5)并行输入/输出口
理论认知
图 并行输入/输出接口显示
1
理论认知
3、检查存储器状态
(1)单步运行 单击单步运行按钮 ,或者单击“Debug”下 拉菜单中的“Step” 。
理论认知
1
理论认知
1
理论认知
1
三、编译文件
理论认知
生成HEX文件
1
理论认知
2.程序的调试
图 1-25 编译成功信息
图1-25 编译成功信息
1
理论认知
四、仿真调试 1、进入仿真环境
(1)选择 Debug/Start/Stop Debug Session 选项,进入仿真调试,进入仿真调试方法 之一如图 1-29 所示。
第0组的R0~R7(00H~07H)
0
1
第1组的R0~R7(08H~0FH)
1
0
第2组的R0~R7(10H~17H)
1
1
第3组的R0~R7(18H~1FH)
2)位寻址区。既可位寻址,又可字节寻找。
3)用户RAM。
其单元地址30H~7FH,一般常将堆栈数据放在用户RAM区。
1
理论认知
1
理论认知
(3)内部数据存储器高128单元 8051共有22个特殊功能寄存器 B、ACC、PSW、IP、P0、P1、P2、P3、IE、SUBF、SCON、 TH1、TL1、TH0、TL0、TMOD、TCON、PCON、DPH、DPL、SP、
1
理论认知
1.4MCS-51单片机的内存结构
数据存储器
00FFH 0080H 007FH
0000H
特殊功 能寄存器
内部RAM
高128位 低128位
(1)位寻址的概念
对数据的描述:位
1
字节 8
字 16
所谓位寻址就是指可以对数据的某一位进行单 独的读写和运算,每一位有自己独立的地址。 以2FH单元为例说明位地址和单元地址关系:
Keil C软件
根据要求拟定总体设计方案(包括任务书、划分硬件 和软件的任务分配等)
硬件电路设计
绘制程序总体框图、模块流程图
硬件电路连接
编写主程序和各模块程序
硬件电路调试和修改
使用Keil C软件调试主程序和各模块程序
使用PROTEUS软件,执行系统模拟调试,修改 硬件电路和程序
联机在线仿真调试,修改硬件电路和程序
0FH / 10H 第1组通用寄存器区
07H / 08H 第0组通用寄存器区 00H
数据缓冲区、堆栈区、 工作单元
即可位寻址,又可字节 寻址
R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、 R7
1) 通用寄存器区。四组通用寄存器,每组8个寄存器单元,
每组都以
R0~R7为寄存器单元编号。
RS1 RS0
0
0
状态寄存器PSW各位的意义
位序 PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW.
7
6
5
4
3
2
1
0
位标 CY
AC
F0 RS1 RS0 OV

P

5)数据指针(DPTR) 按16位寄存器使用: DPTR也可以按两个8位寄存器分开使 用:DPH和DPL。
1
理论认知
1
理论认知
理论认知
PSEN:第29引脚。—外部程序存储器读选通信号。当访问外部 存储器时,此脚将定时输出负脉冲作为读取外部存储器 的选题信号。
1
(1)P0口:第32~39引脚。
理论认知
1)作为I/O口。
2)作为单片机8位准双向数据总线。作为低8位地址总线,低8
位地址的选通由ALE控制线决定。
1
理论认知
P0口使用时要采用上拉电阻,这是P0口区别于P1、P2、P3口 的一个地方。
1
理论认知
单元
位地址
地址
H→ 7 6 5 4 3 2 1 0 L
2FH 7F 7E 7D 7C 7B 7A 79 78
1
(2)内部数据存储器低128位
理论认知
7FH
用户RAM区
2FH / 30H
位寻址区
(位地址00H ~ 7FH) 1FH / 20H 第3组通用寄存器区
17H / 18H 第2组通用寄存器区
图 全速运行
51子系 列
8031 8051 8751
52子系 列
8032 8052
掩膜 MOS
/ 4KB
/ / 8KB
8751 有内部存储器 访问内部存储器 EA=1
8051 无内部存储器 访问外部存储器 EA=0
8031 无内部存储器,必须外接外部存储器,EA=0
EPROM
/ / 4KB / /
1
理论认知
1
理论认知
(1) 掌握单片机的结构;
(2) 了解单片机中CPU、存储器、三总线各自的作用和相互关系;
(3) 分析单片机复位电路的工作原理;
(4) 了解单片机的并行I/O接口。
1
理论认知
任务简介 本次任务旨在了解单片机最小系统的构造,了解单片 机最小系统外围电路工作原理,熟悉单片机内部存储 器配置及I/O口情况。
1
理论认知
3
总结
任务小结 通过本次任务学习,掌握单片机最小系统的硬件结构,熟悉 单片机内部存储器的作用,了解单片机的基本输入输出端口, 掌握单片机系统的三总线结构,了解单片机对存储器、输入 输出端口读写的过程中三总线各自起的作用。
谢谢!
课程内容
理论 实践
任务2 学习单片机开发工具之一— —
(PC) 1)程序计数器PC PC是一个16位的计数器,PC没有地址,所以是不可寻址的。
2)累加器ACC 8位寄存器用的最多的专用寄存器:既可以存放操作数,也 可以用来存放运算的中间结果。 3)B寄存器 8位寄存器主要用于乘除运算,乘法运算时,B是乘数。除 法运算时,B是除数,余数放于B中。
1
理论认知
1
理论认知
1.1.4单片微型计算机(SCM) 单片微型计算机英文全称Single Chip Microcomputer,它
将微处理器(运算器、控制器)、存储器、I/O (Input/Output)接口和中断系统集成在同一块芯片上,具 有完整功能的微型计算机,这块芯片就是其硬件。
1.2了解单片机硬件组成 1.2.1微处理器 在微型机上使用的微处理器,即CPU,是利用大规模 集成电路技术把运算器和控制器制作在一块集成电路 中的芯片。
连接电脑和编程器,运行编程器RF1800软件,执行程序 烧写(固化)
脱机,现场运行,完成单片机开发
1
理论认知
1
理论认知
一、启动Keil μVision 2 1、双击 ,Keil μVision 2
1
2、新建一个项目文件
理论认知
C语言的表达
1
二、建立一个汇编程序文件
理论认知
1
添加文件到当前项目
p1.7 10 8
RST
9
p3.0 / RXD
p3.1 / TXD
11
p3.2 / INT0 12
p3.3 / INT1 13
p3.4 / T0
14
p3.5 / T1
15
p3.6 / WR
16
p3.7 / RD
17
XTAL 2
18
XTAL1
19
VSS
20
8051
40
VCC
39
p0.0
1
理论认知
32
p0.7
(2)单击工具栏中的按钮 ,进入仿真调试,进入仿真调试方法之二如图 1-30 所示。 (3)按快捷键 Ctrl+F5,进入仿真调试,进入仿真调试方法之三如图 1-29 所示。
1
2、熟悉存储器结构
理论认知 (1)内部数据存储器
图 存储器窗口
图 存储器内部数据存储器空间各单元中的内容
1
(2)外部数据存储器
器开始访问 。
ALE/PROG:第30引脚。—地址锁存允许信号
第一功能:访问外部存储器时:ALE用来锁存扩展地址
的低8位(P0口)的地址信号。
当不访问外部存储器时:ALE将输出1/6的振荡
频率,可用来对外部提供定时和时钟信号。
第二功能:单片机编程时,此脚接编程脉冲。
存储器类
单片机系列
型号
MCS-51
数据 程序
输入设备
运算器 存储器 控制器
输出设备
控制流 数据流
输出 结果
1
1.1.3微型计算机系统
理论认知
微型计算机加上系统软件和必要的外设就构成了微型计算机系统。
CPU、微型计算机、微型计算机系统三者关系,可以用下列等式来表示:
CPU+输入输出接口+内部存储器=微型计算机。
微型计算机+系统软件=微型计算机系统。
(2)P1口:第1~8引脚。 作为I/O口 (3)P2口:第21~28引脚。
1)作为I/O口。 2)是当系统外扩存储器时,P2口输出高8位的地址
A7~A15,与P0口第二功能输出的低8位地址相配合。
(4)P3口:第10~17引脚。 1)作为I/O口。(同P1) 2)作控制和特殊功能口使用。
1
理论认知
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