单片机基本知识与硬件结构
51单片机基础知识
51单片机基础知识单片机作为一种嵌入式微控制器，具有广泛的应用领域和技术需求。
本文将介绍51单片机的基础知识，包括其概述、硬件结构、编程语言和开发环境等内容。
通过本文的学习，读者可以对51单片机有初步了解，并为之后的学习和应用打下基础。
一、概述51单片机，是指Intel公司开发的一种8位微处理器。
它以其简单、稳定和可靠的特点，成为嵌入式系统开发中最常用的单片机之一。
51单片机由存储器、中央处理器、输入输出端口、计时器/计数器和各种外围设备组成。
二、硬件结构51单片机的硬件结构主要包括中央处理器、存储器、输入输出端口和计时器/计数器。
1.中央处理器51单片机的中央处理器是一种基于哈佛架构的8位微处理器，具有高性能和低功耗的特点。
它可以执行指令、进行算术逻辑运算和控制外围设备的工作。
2.存储器51单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用来存储运行的程序代码，而数据存储器用于存储程序需要的数据。
3.输入输出端口51单片机通过输入输出端口与外部设备进行通信。
输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出控制信号。
4.计时器/计数器51单片机内置了多个计时器/计数器，用于定时和计数应用。
它们可以实现精确的时间控制，并为系统提供准确的时间基准。
三、编程语言51单片机的常用编程语言有汇编语言和C语言。
汇编语言是51单片机最早的编程语言，它直接与硬件进行交互，执行效率高。
而C语言是一种高级编程语言，具有结构化、可移植等特点，编写的程序更加易读易维护。
1.汇编语言汇编语言是一种低级别的编程语言，需要程序员直接处理寄存器和内存地址。
它的语法相对复杂，但可以更直接地控制硬件资源，实现更高效的程序执行。
2.C语言C语言是一种结构化的高级编程语言，具有简洁、易读和可移植等特点。
C语言程序需要通过编译器将源代码转化为机器指令，然后才能在51单片机上运行。
四、开发环境51单片机的开发环境包括硬件开发工具和软件开发工具。
单片机基础知识资料-PPT
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片，也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能：单片机是用来控制各种设备和系统的，其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器：单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器，存储程序和数据。
3. 输入输出功能：单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗：单片机通常工作在微功耗下，能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用：单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理：包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构：包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发：包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例：包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计：包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口：包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理：包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理：包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用：包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信：包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出：包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
51单片机自学笔记(基础部分)
一、51单片机的硬件结构1. 硬件结构框图说明：○1微处理器(CPU)：51单片机含一个8位CPU，与通用的CPU功能基本相同，含运算器和控制器，不仅可以字节处理，还可以位处理。
例如：未处理、查表、状态检测、中断处理等。
○2数据存储器(RAM)：51为128B，52为256B；片外最大可扩展到64K。
○3程序存储器(ROM/EPROM)：8031没有，8051有4K的ROM，8751有4K的EPROM；片外可扩展至64K。
○4中断系统：5个中断源，2级优先权。
○5定时器/计数器：2个16位定时/计数器，四种工作方式。
○6串行口：1个全双工串行口，四种工作方式。
可进行串口通信，扩展并行I/O口，多机通信等。
○7P1、P2、P3、P0口：四个8位并行I/O口。
○8特殊功能寄存器(SFR):共21个，对片内部件进行管理、控制、监视；实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。
2. 引脚排列(1)电源及时钟引脚○1电源引脚：Vcc(40脚)解5V电源、Vss(20脚)接地。
○2时钟引脚：两个始终引脚XTAL1、XTAL2外接晶振，或接晶体与片内反相放大器构成振荡器。
XTAL1(19脚)：内部反相放大器的输入端。
若接晶振则应接地；XTAL2(18脚)：内部反相放大器的输出端。
若采用外部时钟振荡器，该引脚接收时钟振荡信号。
(2)控制引脚○1RST/Vpd(9脚)：复位信号输入，高电平有效。
单片机运行时，此脚持续2个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平，就可复位。
平时应为0.5V低电平；Vpd为第二功能，备用电源输入端。
○2:ALE为地址锁存允许，正常工作时，ALE不断输出正脉冲信号。
当访问外部存储器时，ALE输出信号的负跳变沿用作低8位地址的锁存信号；PROG’为编程脉冲输入端。
○3PSEN’(Program Strobe Enable,29脚)：程序存储器允许输出控制端。
低电平是外部程序存储器选通。
单片机的基本组成
单片机的基本组成单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器、输入输出接口以及时钟电路等基本组成部分。
它被广泛应用于各种电子设备中，如手机、电视、汽车等。
本文将从以下几个方面介绍单片机的基本组成。
一、微处理器微处理器是单片机的核心部件，它负责处理各种指令和数据。
微处理器通常由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责从存储器中获取指令，并根据指令控制执行的操作。
算术逻辑单元则负责执行各种运算和逻辑操作。
微处理器的性能通常由其主频、指令集和位数决定。
二、存储器存储器用于存储程序和数据。
单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器两种。
程序存储器用于存储程序代码，常见的有闪存和EEPROM。
数据存储器则用于存储数据，包括RAM和寄存器。
RAM 是一种易失性存储器，用于临时存储数据。
而寄存器则是一种特殊的存储器，用于存储微处理器的状态和临时数据。
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互。
单片机的输入输出接口可以连接各种传感器、执行器和其他外部设备。
常见的输入接口有模拟输入和数字输入，常见的输出接口有数字输出和模拟输出。
输入输出接口通常由引脚和相关电路组成，可以通过编程控制引脚的状态和电平，实现与外部设备的通信。
四、时钟电路时钟电路用于提供单片机的时钟信号，控制单片机的运行速度。
时钟信号可以是外部时钟源输入，也可以是内部时钟源产生。
时钟信号的频率决定了单片机的工作速度，常见的频率有8MHz、16MHz 等。
时钟电路还可以包括定时器和计数器，用于实现定时、计数等功能。
五、其他辅助电路除了上述基本组成部分，单片机还可能包括其他辅助电路，如复位电路、电源管理电路等。
复位电路用于在上电或复位时将单片机恢复到初始状态，以确保可靠的启动。
电源管理电路用于管理单片机的电源供给，包括电源开关、电源监测和电源管理等功能。
单片机的基本组成包括微处理器、存储器、输入输出接口、时钟电路以及其他辅助电路。
这些组成部分协同工作，实现了单片机的各种功能和应用。
《单片机教程》课件
目
CONTENCT
录
• 单片机简介 • 单片机基础知识 • 单片机编程实践 • 单片机进阶知识 • 单片机应用案例
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
小型计算机
详细描述
单片机是一种集成度高、体积小的微型计算机，通常包含中央处理器、存储器 、输入/输出接口等基本组件。
单片机的历史与发展
详细描述
按键输入是单片机编程中常见的应用之一， 通过编程可以实现对按键的检测和处理。在 编程过程中，需要了解单片机的中断机制和 去抖动技术，以及按键的编码方式。同时， 还需要根据实际需求编写相应的按键处理函 数，实现按键的输入和响应。
04
单片机进阶知识
中断系统
01
02
03
04
中断概念
中断系统是单片机中非常重要 的部分，它允许单片机在执行 主程序的过程中，暂时中断当 前工作，转去响应突发事件， 处理完毕后再返回主程序继续 执行。
开锁等功能。
B
C
D
应用领域
广泛应用于家庭、办公室、酒店等场所。
安全性能
电子门锁采用加密算法保护用户信息，同 时具有防撬、防钻、防砸等功能，提高了 家庭和办公场所的安全性。
温度控制系统
温度控制系统 工作原理 控制方式 应用领域
利用单片机对温度进行检测和控制，常用于温室大棚、孵化器 、空调等领域。
通过温度传感器检测环境温度，将温度信号转换为电信号传递 给单片机，单片机根据预设的温度范围进行控制。
通过控制加热元件或制冷设备的开关，调节环境温度，使温度 保持在设定的范围内。
广泛应用于农业、畜牧业、工业等领域，对于提高生产效率和 产品质量具有重要意义。
第1章 51单片机的基础知识
第1章 51单片机的基础知识51单片机是一种广泛应用的嵌入式微控制器，具有强大的功能和灵活性。
在学习和使用51单片机之前，了解其基础知识是至关重要的。
本章将介绍51单片机的基础知识，包括硬件结构、寄存器、指令集和编程语言。
1.1 51单片机的硬件结构51单片机的硬件结构是指其内部的组成部分和外部连接。
51单片机包含中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)口、定时器/计数器、串行通信口等功能模块。
这些功能模块共同协作，完成各种任务。
1.1.1 中央处理器(CPU)51单片机的中央处理器是核心部件，负责执行指令、控制程序运行和处理数据。
51单片机采用哈佛结构，将程序存储器和数据存储器分开。
它包含一个8位的累加器(A)和一个指令寄存器(IR)，用于指令的执行。
1.1.2 存储器51单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序指令，可以是内部存储器或外部存储器。
数据存储器用于存储程序运行中产生的数据，包括RAM和ROM。
1.1.3 输入/输出(I/O)口51单片机具有一定数量的I/O口，用于与外部设备进行数据交互。
输入口用于接收外部信号，输出口用于发送数据或控制外部设备。
它们可以是并行口或串行口，根据需要进行配置。
1.1.4 定时器/计数器定时器/计数器是51单片机的重要组成部分，用于产生定时延迟和计数脉冲。
定时器可以设置为定时模式或计数模式，定时器中断可用于实现时间控制和精确计时。
1.1.5 串行通信口串行通信口是51单片机与外部设备进行串行通信的接口，常用的有UART和SPI。
它们通过串行传输数据，实现与外部设备的数据交换和通信。
1.2 51单片机的寄存器51单片机具有一组特殊功能寄存器，用于配置和控制其各项功能。
这些寄存器负责存储和传输数据，执行各种功能操作。
常见的寄存器包括通用寄存器、状态寄存器、特殊功能寄存器等。
1.2.1 通用寄存器通用寄存器是用于存储临时数据的寄存器，包括8个存储器编号，分别为R0 - R7。
《单片机教学》课件
实现方案：详细介绍如何利用单片机技术实现智能农业的应用，包括硬件和软件的设计 与实现
案例总结：总结智能农业应用案例的优点和不足，提出改进和优化建议
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04 单片机基本操作
单片机的启动和关闭
启动：上电后，单片机自动启动并开始运行程序 关闭：通过软件或硬件方式关闭单片机，停止程序运行
单片机的复位操作
复位操作的方式：手动复位 和自动复位
复位操作的原理：通过特定 的复位引脚或外部信号触发
复位操作的作用：清除单片 机内部状态，回到初始状态
复位操作的应用：提高单片 机系统的稳定性和可靠性
接口技术的实例演示
接口技术概述： 介绍接口技术的 基本概念、分类 和应用领域
接口电路设计： 介绍单片机接口 电路的设计方法 和注意事项
接口技术实例演 示：通过具体实 例演示单片机接 口技术的应用， 包括输入输出接 口、串行通信接 口、并行通信接 口等
实验与验证：通 过实验验证单片 机接口技术的可 行性和可靠性， 包括硬件连接、 软件编程和调试 过程等
《单片机教学》 PPT课件
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汇报人：PPT
目录 /目录
01
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04
单片机基本操 作
02
单片机概述
05
单片机程序设 计
03
单片机基础知 识
06
单片机接口技 术
01 添加章节标题
02 单片机概述
单片机的定义和特点
智能家居控 制系统的设 计与实现： 详细介绍智 能家居控制 系统的设计 思路、硬件 组成和软件 实现方法。
单片机教学大纲(两篇)2024
引言概述：正文内容：1.硬件设备与基本概念1.1单片机基础知识1.1.1单片机的定义和分类1.1.2单片机的结构和工作原理1.1.3单片机的常用引脚功能与连接方法1.2单片机开发板选型与使用1.2.1不同型号单片机开发板的特点和功能1.2.2单片机资源配置与接口扩展1.2.3单片机开发环境的搭建和使用方法2.嵌入式C语言编程基础2.1C语言基本语法2.1.1数据类型与变量2.1.2运算符和表达式2.1.3控制结构与循环语句2.2单片机C语言编程入门2.2.1I/O口配置与控制2.2.2延时和定时器控制2.2.3中断处理3.单片机外设驱动3.1数码管与LED显示驱动3.1.1数码管的原理与显示方法3.1.2数码管驱动电路设计与编程实现3.2液晶显示屏驱动3.2.1液晶显示驱动的原理3.2.2液晶显示屏驱动电路设计与编程实现3.3三轴加速度传感器驱动3.3.1三轴加速度传感器基本原理3.3.2传感器接口与数据读取4.串口通信与通信协议4.1串口通信基础4.1.1串口通信协议与通信波特率4.1.2串口通信硬件连接与配置4.2单片机与PC的串口通信4.2.1串口通信的原理与方法4.2.2串口通信协议的设计与实现4.3单片机与其他设备的串口通信4.3.1串口通信的硬件连接与配置4.3.2串口通信协议的设计与实现5.单片机应用开发5.1温湿度监测系统5.1.1温湿度传感器的原理和接口设计5.1.2数据采集与显示控制的编程实现5.2无线通信系统5.2.1无线通信模块与单片机的接口设计5.2.2数据传输与接收的编程实现5.3蜂鸣器音乐播放系统5.3.1蜂鸣器的基本工作原理和控制方法5.3.2音乐资源的存储与播放控制的编程实现总结：本教学大纲以逻辑顺序将单片机教学内容进行了详细介绍，从硬件设备与基本概念开始，逐步向学生展示了单片机开发的全过程。
通过掌握单片机编程的基本原理和实践技巧，学生将能够应用单片机实现各种嵌入式应用。
单片机的基本构成
单片机（Microcontroller）是一种包含处理器核心、内存、输入/输出设备以及定时器等基本功能的集成电路。
它通常被用于嵌入式系统中，以执行特定的任务。
以下是单片机的基本构成要素：
1. 中央处理器（CPU）：单片机的核心，负责执行指令和控制计算机的操作。
它可以是不同架构的，如ARM、AVR、PIC等。
2. 存储器：
- 程序存储器（Flash Memory）：用于存储单片机的程序代码。
- 数据存储器（RAM）：用于存储程序执行时的临时数据。
3. 输入/输出设备（I/O Devices）：
- 数字输入/输出口：用于连接数字设备，如开关、LED等。
- 模拟输入/输出口：用于连接模拟传感器或设备。
4. 定时器和计数器（Timers and Counters）：用于产生精确的时间延迟和计数操作。
5. 串行通信接口（Serial Communication Interface）：用于与其他设备进行串行通信，如UART （通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）、I2C（Inter-Integrated Circuit）等。
6. 中断系统（Interrupt System）：用于处理紧急事件和实时响应。
7. 时钟电路（Clock Circuit）：产生单片机的时钟信号，驱动其内部操作。
8. 电源管理电路：用于提供适当的电源电压和电流。
这些基本组件共同构成了单片机系统，使其能够执行特定的任务或控制应用。
不同型号和品牌的单片机具有不同的规格和功能，适用于各种应用领域。
单片机的结构及原理
单片机的结构及原理单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种小型、低成本且功能强大的微处理器。
它集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出端口（I/O）、时钟电路以及各种外设接口等组成部分，可广泛应用于各个领域，如家用电器、工业自动化、汽车电子等。
一、单片机的结构单片机的基本结构包括如下组成部分：1. 中央处理器（CPU）：负责处理各种指令和数据，是单片机的核心部件。
它通常由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元用于控制指令的执行，算术逻辑单元用于执行各种算术和逻辑运算。
2. 存储器（Memory）：包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储临时数据和程序运行时的变量，ROM用于存储固定的程序指令和常量数据。
3. 输入/输出端口（I/O）：用于与外部设备进行数据交互，包括输入口和输出口。
输入口用于接收来自外部设备的信号或数据，输出口则用于向外部设备输出信号或数据。
4. 时钟电路（Clock）：提供单片机运行所需的时钟信号，控制程序的执行速度和数据的处理。
5. 外设接口（Peripheral Interface）：用于连接各种外部设备，如显示器、键盘、传感器等。
通过外设接口，单片机可以与外部设备进行数据交换和控制操作。
二、单片机的工作原理单片机的工作原理如下：1. 程序存储：单片机内部ROM存储了一段程序代码，也称为固化程序。
当单片机上电或复位时，程序从ROM中开始执行。
2. 取指令：控制单元从ROM中读取指令，并将其送入指令寄存器。
3. 指令译码：指令寄存器将读取的指令传递给控制单元，控制单元根据指令的类型和操作码进行译码，确定指令需要执行的操作。
4. 指令执行：控制单元执行译码后的指令，包括算术逻辑运算、数据传输、输入输出等操作。
5. 中断处理：单片机可响应外部中断信号，当发生中断时，单片机会中止当前的程序执行，转而处理中断请求。
第1讲单片机基础知识
微型计算机硬件结构 ——常见的微机外形
台式微机
立式微机
便携式微机
微型计算机系统
微型计算机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 电 路
硬件系统 —— 构成微机 的实体和装置
输 出 设 备 软
+
件 系 统
软件系统——微机系统所 使用的各种程序的总称
第1章 单片机基础知识
计算机的分类
1.1 概述 什么是单 片机？
单片微型控制器。 Chip Microcontroller
单片机是把微型计算机的各个功能部件（中 央处理器 CPU 、随机存取存储器 RAM 、只读存 储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通 信接口等）集成在一块芯片上，构成一个完整的 计算机 。
微型计算机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 设 备
运算器 控制器
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件 系 统
存储器
硬件系统
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机， 简称单片机 —— 单片机实质上就是一个芯片
单片机应用系统的组成
单片机应用系统的组成如图1.6所示。单片机应用系统是 以单片机为核心，再加上接口电路及外设等硬件电路和软件， 就构成了单片机应用系统。因此，单片机应用系统的设计人 员必须从硬件和软件角度来研究单片机，这样才能研究 和开发出单片机应用系统和产品。
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表1-1 80C51系列单片机分类表
芯片型号 分类 总 线 型 基 本 型 80C31 80C51 87C51 存储器类型及字节数/B 片内其他功能单元数量
MCS-51单片机的硬件结构
XTAL1 19
VSS
20
8031 8051 8751
40 VCC 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA/Vpp 30 ALE/PROG 29 PSEN 28 P2.7
27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4 24 P2.3
P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4
P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 RST/VPD 9
RXD/P3.0
10
TXD/P3.1
11
INT0/P3.2
12
INT1/P3.3
13
T0/P3.4
14
T1/P3.5
15
WR/P3.6
16
RD/P3.7
17
XTAL2 18
17
RD（外部数据存储器读脉
P3.7
冲）
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2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构
2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述 2.2.2 MCS-51单片机的片外总线结构
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2.2.1 MCS-51单片机芯片引脚描述
图2-7为MCS-51单片机的引脚配置图。 1．主电源引脚VCC和VSS 2．外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 3．控制或其他电源复用引脚RST/ VPD、ALE/、 和/VPP 4．输入/输出引脚P0、P1、P2、P3（共32根）
VCC
P2.7 PP22..56 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 PPP000...756
P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
ALE
51单片机的基本结构及其主要组成部分
51单片机的基本结构及其主要组成部分51单片机是一种非常常见的嵌入式微控制器芯片，其被广泛应用于各种电子设备中。
其基本结构及其主要组成部分既是设计开发嵌入式系统的基础，也是学习51单片机的关键。
一、51单片机基本结构51单片机的基本结构主要包括存储器、CPU、输入输出接口以及时钟电路四个部分。
1. 存储器存储器是51单片机系统的一个重要组成部分。
其中包括的存储器主要有ROM、RAM和EEPROM，ROM用来存储程序代码，RAM用来存储变量和中间结果，EEPROM则可实现数据的存储。
2. CPUCPU是整个51单片机系统的核心部分，其主要功能是执行指令，负责程序的控制和各种数据的处理。
在51单片机中，CPU主要通过时钟信号不断地获取并执行程序指令。
3. 输入输出接口输入输出接口是将51单片机与外界连接的一个重要部分，也是实现嵌入式系统功能的关键。
其中包括并口、串口、SPI接口、I2C接口等等，用于处理外设的输入和输出信号。
4. 时钟电路51单片机的时钟电路用来提供时钟信号给CPU，并且用于控制各种外围设备和CPU执行指令的同步。
二、51单片机主要组成部分1. 程序存储器程序存储器是指ROM，其存储了单片机的程序代码。
在51单片机中，程序存储器可以分为两种类型：OTP（一次可编程）ROM和Flash ROM （可被反复擦写）。
在OTP ROM中，编程后的程序无法修改，而Flash ROM则可被反复擦写。
2. 数据存储器数据存储器是指RAM和EEPROM，用来存储程序中的变量和中间结果。
其中RAM用来存储临时数据，EEPROM则用于数据的存储，这些数据在掉电情况下也不会丢失。
3. 中央处理器中央处理器（CPU）是单片机最核心的部分，它负责执行程序中的指令并且控制其它硬件设备的工作。
4. 输入输出接口输入输出接口是将单片机与外部设备相互连接的途径。
在这些接口中，包括并口、串口、SPI、I2C等。
这些接口是为特定的设备开发的，包括LCD显示器、键盘及调制解调器等。
51单片机自学笔记(基础部分)
一、51单片机的硬件结构1. 硬件结构框图说明：○1微处理器(CPU)：51单片机含一个8位CPU，与通用的CPU功能基本相同，含运算器和控制器，不仅可以字节处理，还可以位处理。
例如：未处理、查表、状态检测、中断处理等。
○2数据存储器(RAM)：51为128B，52为256B；片外最大可扩展到64K。
○3程序存储器(ROM/EPROM)：8031没有，8051有4K的ROM，8751有4K的EPROM；片外可扩展至64K。
○4中断系统：5个中断源，2级优先权。
○5定时器/计数器：2个16位定时/计数器，四种工作方式。
○6串行口：1个全双工串行口，四种工作方式。
可进行串口通信，扩展并行I/O口，多机通信等。
○7P1、P2、P3、P0口：四个8位并行I/O口。
○8特殊功能寄存器(SFR):共21个，对片内部件进行管理、控制、监视；实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。
2. 引脚排列(1)电源及时钟引脚○1电源引脚：Vcc(40脚)解5V电源、Vss(20脚)接地。
○2时钟引脚：两个始终引脚XTAL1、XTAL2外接晶振，或接晶体与片内反相放大器构成振荡器。
XTAL1(19脚)：内部反相放大器的输入端。
若接晶振则应接地；XTAL2(18脚)：内部反相放大器的输出端。
若采用外部时钟振荡器，该引脚接收时钟振荡信号。
(2)控制引脚○1RST/Vpd(9脚)：复位信号输入，高电平有效。
单片机运行时，此脚持续2个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平，就可复位。
平时应为0.5V低电平；Vpd为第二功能，备用电源输入端。
○2:ALE为地址锁存允许，正常工作时，ALE不断输出正脉冲信号。
当访问外部存储器时，ALE输出信号的负跳变沿用作低8位地址的锁存信号；PROG’为编程脉冲输入端。
○3PSEN’(Program Strobe Enable,29脚)：程序存储器允许输出控制端。
低电平是外部程序存储器选通。
单片机学习资料
引言：单片机是现代电子技术中常用的一种芯片，广泛应用于各种电子设备中。
学习单片机对于电子工程师来说是必不可少的一部分，因为它涉及到了嵌入式系统以及微控制器等方面的知识。
本文将为读者提供全面的单片机学习资料，帮助读者系统、深入地学习单片机。
概述：本文将从基础概念入手，介绍单片机的定义、分类和应用。
然后分别从硬件和软件两个方面详细讲解单片机的学习资料。
在硬件方面，将介绍单片机的工作原理、内部结构以及常用的外围电路。
在软件方面，将介绍单片机的编程语言、编程工具以及常见的编程案例。
将总结本文的内容，帮助读者在学习单片机的过程中更好地进行规划和实施。
正文内容：1.单片机基础知识1.1单片机的定义和分类1.2单片机的应用领域1.3单片机与微处理器的区别1.4单片机的发展历程2.单片机硬件学习资料2.1单片机的工作原理2.2单片机的内部结构2.3单片机常用的外围电路2.4单片机的输入输出接口2.5单片机的定时器和计数器3.单片机软件学习资料3.1单片机的编程语言3.2单片机的编程工具3.3单片机的编程步骤3.4单片机常见的编程案例3.5单片机的调试方法4.单片机实践案例4.1LED控制案例4.2电机驱动案例4.3温度传感器应用案例4.4按键输入案例4.5定时器应用案例5.单片机学习资源推荐5.1书籍推荐5.2在线教程推荐5.3实验平台推荐5.4论坛和社区推荐5.5相关培训机构推荐总结：本文通过介绍单片机的基础知识、硬件和软件学习资料、实践案例以及相关学习资源，为读者提供了全面且系统的单片机学习资料。
通过学习本文内容，读者将能够全面了解单片机的基本原理与应用，掌握单片机的编程技术，以及运用单片机解决实际问题的能力。
同时，通过推荐相关学习资源，读者可以进一步深入学习和扩展自己的单片机知识。
希望读者能够通过本文的帮助，更好地学习和掌握单片机技术，为电子工程事业的发展做出贡献。
单片机的硬件结构基本框架
单片机的硬件结构基本框架概述单片机是集成在一个芯片上的微型计算机系统，具有独立的处理器、内存、输入输出接口等，常用于各种嵌入式系统中。
单片机的硬件结构是实现其功能的基本框架，本文将介绍单片机的硬件结构基本框架。
基本组成单片机的硬件结构基本包括以下几个组成部分：1.中央处理器（CPU）：中央处理器是单片机的核心部分，负责执行指令和控制系统的各种操作。
CPU通常由运算器、控制器和寄存器组成。
2.存储器（Memory）：存储器用于存放程序代码和数据，其中程序代码存放在只读存储器（ROM）中，数据可以存放在随机存储器（RAM）、输入输出接口中的寄存器等地方。
3.输入输出接口（IO）：输入输出接口用于与外部设备进行数据交换，常见的接口有通用输入输出口（GPIO）、串口、并口、定时器等。
4.时钟（Clock）：时钟提供给CPU和其他模块进行同步操作，单片机的运行速度以时钟频率为单位。
5.复位电路（Reset Circuit）：复位电路用于在单片机上电或复位时将其状态恢复到初始状态，确保系统正常启动。
6.电源（Power）：电源提供给单片机所需的电压和电流，保证其正常工作。
具体说明中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，负责执行指令和控制系统的各种操作。
CPU通常由运算器、控制器和寄存器组成。
•运算器：运算器负责进行数据的加减乘除和逻辑运算等操作。
•控制器：控制器负责对指令进行解码执行，并控制系统的各种操作。
•寄存器：寄存器用于存放数据和指令，如程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、累加器（ACC）等。
存储器（Memory）存储器用于存放程序代码和数据，包括只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）等。
•只读存储器（ROM）：只读存储器用于存放程序代码，其中的内容在制造时就被固定下来，无法被修改。
•随机存储器（RAM）：随机存储器用于存放数据，可以读写操作。
RAM中的数据会在断电时丢失，因此需要外部电源供电来保持其中的数据。
详解51单片机基本硬件结构
详解51单片机基本硬件结构51单片机是一种非常常见的单片机，其基本硬件结构包括中央处理器、存储器、输入/输出端口、定时器/计数器和串行通信接口等几个主要部分。
首先是中央处理器，它是整个单片机的核心部分，负责控制和执行指令。
51单片机采用的是基于哈佛结构的架构，具有8位宽的数据总线和16位宽的地址总线。
它包括一个累加器和一组通用寄存器，用于存储临时数据和运算结果。
中央处理器还包括指令寄存器和程序计数器，用于存储当前执行的指令和指向下一条指令的地址。
其次是存储器部分，51单片机包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序的指令，通常是只读存储器，常见的是闪存。
数据存储器则用于存储程序执行过程中的数据，可以是随机存取存储器（RAM）或者只读存储器（ROM）。
接下来是输入/输出端口，它是单片机与外部设备进行数据交换的接口。
51单片机通常有多个输入/输出端口，每个端口包含8个引脚，可以通过编程控制这些引脚的电平状态。
输入/输出端口可以连接各种外设，如按键、LED灯和液晶显示屏等。
定时器/计数器是51单片机中非常重要的功能模块之一。
它可以用来生成精确的时间延迟和周期性的定时信号。
定时器/计数器可以由中央处理器编程控制，通常用于实现各种定时、计数和脉冲宽度调制等功能。
最后是串行通信接口，它是51单片机与外部设备进行串行数据传输的接口。
常见的串行通信接口有UART（通用异步收发器）和SPI （串行外设接口），它们可以实现单片机与计算机、传感器、显示器等设备之间的数据通信。
除了以上几个主要部分之外，51单片机还包括一些辅助功能模块，如时钟电路、复位电路和电源管理电路等。
时钟电路用于提供单片机的时钟信号，控制指令的执行速度。
复位电路用于将单片机恢复到初始状态，以便重新启动程序。
电源管理电路则用于提供稳定的电源电压，保证单片机正常工作。
51单片机的基本硬件结构包括中央处理器、存储器、输入/输出端口、定时器/计数器和串行通信接口等几个主要部分。
MCS-51单片机的基本组成
RST/VP D（9脚）
EA/VPP （31脚）
电源端，接＋5 V。
RST即为RESET，VPD为 备用电源。
2）晶体振荡器接入或外部振荡信号输入引脚 （1）XTAL1（19脚）：晶体振荡器接入的一个引脚。采用外部
振荡器时，此引脚接地。 （2）XTAL2（18脚）：晶体振荡器接入的另一个引脚。采用外
方式可以分成两大类：一类是随机存取存储器（random access memory， RAM），主要用于存放暂存数据及调试程序,所以又称为数据存储器；另 一类是只读存储器（read only memory，ROM），主要用于存放常数及固 定程序，又称为程序存储器。
存储器内部结构
Hale Waihona Puke 3.定时器/计数器 8051单片机有两个16位的可编程定时器/计数器T0和T1，用于精
部振荡器时，此引脚作为外部振荡信号的输入端。 3）地址锁存及外部程序存储器编程脉冲信号输入引脚
ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号输出/编程脉冲输入引 脚。ALE为地址锁存允许信号输出引脚，当8051单片机上电正常工 作时，自动在该引脚上输出六分之一晶振频率（fOSC/6）的脉冲序 列。当CPU访问外部存储器时，此信号作为锁存低8位地址的控制信 号。PROG为编程脉冲输入引脚，在对片内ROM编程写入时，作为编 程脉冲输入端。
1.2 单片机的片外总线与引脚功能
1.MCS-51单片机的引脚分布
MCS-51系列单片机引脚图和逻辑图
2.MCS-51单片机的引脚功能 1）电源及复位引脚
接地端。
VCC（40 脚）
VSS（20 脚）
EA为片内外程序存储器选用端。 该引脚为低电平时，只选用片外 程序存储器；该引脚为高电平 时，先选用片内程序存储器，然 后选用片外程序存储器。