MCS51单片机原理与应用
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. . . . 0FH 0EH 0DH 0CH 0BH 0AH 09H 08H 07H 06H 05H 04H 03H 02H 01H 00H
标示符
专 ACC B
用 PSW
寄 SP DPTR
存 器
P0 P1 P2
P3
IP
IE
TMOD
TCON
*T2CON
TH0 TL0 TH1 TL1 *TH2 *TL2 *RLDH
产生复位脉冲的电路
VRST
VCC
VRST
vt
C 10u
RST
t
R 10K
t
复 位 之 后 的 状 态
存储空间
补充1：存储器
保存“数据”的单元电路
随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM）
非易失存储器 （ROM,PROM,EPROM,OTP,EEROM,FLASH）
在单片机中有
结构框图
CPU
CPU由控制器和运算器组成 控制器：控制计算机系统操作的部件 运算器：由累加器、
暂存器、程序状态字 寄存器等组成。 主要实现，算数运算 和逻辑运算。
时钟电路
•是一个振荡器
•给计算机 提供工作节拍
MOV A,#1 ADD A,#2 MOV 30H,A
74 01 24 02 F5 30
存储空间
CPU能寻址的最大地址范围
（通常以字节为单位，存储空间≠存储器）
MCS-51单片机的存储空间
内部数据存储器
工作寄存器区
位寻址区
单元地址
2FH 2EH
. . . . .21H 20H
位地址
7FH 7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79H 78H 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H
MCU（Micro Controller Unit）
单片机的发展
1976年：Intel公司，MCS-48，8位，采用了单片结构， 即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O 口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。
1978年：Intel公司，MCS-51，8位，高性能单片机阶 段，这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和 发展。
什么叫“单片机”
将计算机的基本部件集成在一块芯片上。
输
运算器
输
入
控制器
出
接
接
口
口
存储器
片内含有CPU、ROM、RAM、中断控制、系统时钟及总线、 并行I/O、串行I/O、定时器/计数器等。
单片机的特点
特点：小
体积小、重量轻、功耗小、 性能“小”、可靠性高
全
具有很多常用的接口部件：如定时器、串行口、 并行输入输出、模数转换，PWM、WDT、I2C、 CAN、USB、RTC、等。 单片机也称：微控制器
MCS—51系列
单片机原理与应用
李宝华 2009年9月
参考书
1、金磐石《INTEL51系列单片微型机应用详解》 电子工业出版社，1992
2、孙涵芳《MCS-51系列单片机原理与应用》 北京航空航天大学出版社 1988年版。
3、李林功《单片机原理与应用》 机械工业出版社 2008
第一章 绪论
1. 什么叫“单片机” 2. 单片机的特点 3. 单片机的发展 4. MCS-51单片机的特征 5. MCS-51单片机的类型和命名 6. 单片机的应用领域
单片机的应用领域
自动控制 智能仪器仪表 数据采集 计算机外设 家用电器 军事
单片机地位
（单片机能包打天下吗？）
单片机的发展问题 （51很快就被淘汰吗？）
单片机与嵌入式系统问题
（单片机属不属于嵌入式系统？）
第二章 MCS-51单片机的系统组成
1. MCS-51单片机的基本结构 2. CPU 3. 时钟电路 4. 复位电路 5. 存储空间 6. 基本输入输出 7. 中断系统
1982年：Intel公司，MCS-96， 16位，寄存器阵列结 构，带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
1990年：ARM公司，ARM，32位，微控制器的全面 大发展。
MCS-51单片机的特点
1. 8位字长 2. 64K的ROM+64K的RAM存储空间 3. 2级优先级、5个中断源 4. 2个16位定时/计数器 5. 1个全双工的串行口 6. 4个8位并行口 7. 1个布尔处理机 8. 片内时钟发生器 9. 片内128字节RAM
*RLDL
SCON
SBUF
PCON
名称
累加器 B寄存器 程序状态字 堆栈指针 数据指针（包括DPH和DPL） I/O口0 I/O口1 I/O口2 I/O口3 中断优先级控制 中断允许控制 定时器/计数器工作方式控制 定时器/计数器控制 定时器/计数器2控制 定时器/计数器0定时常数（高位字节） 定时器/计数器0定时常数（低位字节） 定时器/计数器1定时常数（高位字节） 定时器/计数器1定时常数（低位字节） 定时器/计数器2定时常数（高位字节） 定时器/计数器2定时常数（低位字节） 定时器/计数器2自动再装载（高位字节） 定时器/计数器2自动再装载（低位字节） 串行口控制 串行数据接收、发送缓冲器 电源控制
程序存储器 数据存储器 专用寄存器
补充2：总线 总线就是数据传输的公共通道
数据总线——传送内容 地址总线——传送地点 控制总线——如何传送
（CPU负责管理总线）
补充3：寻址 是指CPU在执行指令时寻找操作数或操作数
地址
（找“数”，数放在存储器中，存储器是有地址编号的。 寻址=寻找数据的地址）
地址
0E0H 0F0H 0D0H 81H 83H和82H 80H 90H 0A0H 0B0H 0B8H 0A8H 89H 88H 0C8H 8CH 8AH 8DH 8BH 0CDH 0CCH 0CBH 0CAH 98H 99H 87H
0000 74 0001 01 0002 24 0003 02 0004 F5 0005 30 0006 …
…
时钟电路
MOVX A,@DPTR E0H
时钟电路
C：30pf X：2~12Mhz
0~12Mhz
外部时钟接法
HMOS
CMOS
复位电路
计算机在启动时，其各个部件要处于一个 给定的初始状态。
MCS-51单片机的类型和命名
按程序存储器类型划分：
无ROM、掩模ROM、PROM、EPROM OTP、FlashROM
按程序存储器类型划分： 1. 无ROM：80XXBaidu Nhomakorabea2. 掩模ROM、PROM：83XX 3. EPROM：87XX 4. OTP：97XX 5. FlashROM：89XX
标示符
专 ACC B
用 PSW
寄 SP DPTR
存 器
P0 P1 P2
P3
IP
IE
TMOD
TCON
*T2CON
TH0 TL0 TH1 TL1 *TH2 *TL2 *RLDH
产生复位脉冲的电路
VRST
VCC
VRST
vt
C 10u
RST
t
R 10K
t
复 位 之 后 的 状 态
存储空间
补充1：存储器
保存“数据”的单元电路
随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM）
非易失存储器 （ROM,PROM,EPROM,OTP,EEROM,FLASH）
在单片机中有
结构框图
CPU
CPU由控制器和运算器组成 控制器：控制计算机系统操作的部件 运算器：由累加器、
暂存器、程序状态字 寄存器等组成。 主要实现，算数运算 和逻辑运算。
时钟电路
•是一个振荡器
•给计算机 提供工作节拍
MOV A,#1 ADD A,#2 MOV 30H,A
74 01 24 02 F5 30
存储空间
CPU能寻址的最大地址范围
（通常以字节为单位，存储空间≠存储器）
MCS-51单片机的存储空间
内部数据存储器
工作寄存器区
位寻址区
单元地址
2FH 2EH
. . . . .21H 20H
位地址
7FH 7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79H 78H 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H
MCU（Micro Controller Unit）
单片机的发展
1976年：Intel公司，MCS-48，8位，采用了单片结构， 即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O 口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。
1978年：Intel公司，MCS-51，8位，高性能单片机阶 段，这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和 发展。
什么叫“单片机”
将计算机的基本部件集成在一块芯片上。
输
运算器
输
入
控制器
出
接
接
口
口
存储器
片内含有CPU、ROM、RAM、中断控制、系统时钟及总线、 并行I/O、串行I/O、定时器/计数器等。
单片机的特点
特点：小
体积小、重量轻、功耗小、 性能“小”、可靠性高
全
具有很多常用的接口部件：如定时器、串行口、 并行输入输出、模数转换，PWM、WDT、I2C、 CAN、USB、RTC、等。 单片机也称：微控制器
MCS—51系列
单片机原理与应用
李宝华 2009年9月
参考书
1、金磐石《INTEL51系列单片微型机应用详解》 电子工业出版社，1992
2、孙涵芳《MCS-51系列单片机原理与应用》 北京航空航天大学出版社 1988年版。
3、李林功《单片机原理与应用》 机械工业出版社 2008
第一章 绪论
1. 什么叫“单片机” 2. 单片机的特点 3. 单片机的发展 4. MCS-51单片机的特征 5. MCS-51单片机的类型和命名 6. 单片机的应用领域
单片机的应用领域
自动控制 智能仪器仪表 数据采集 计算机外设 家用电器 军事
单片机地位
（单片机能包打天下吗？）
单片机的发展问题 （51很快就被淘汰吗？）
单片机与嵌入式系统问题
（单片机属不属于嵌入式系统？）
第二章 MCS-51单片机的系统组成
1. MCS-51单片机的基本结构 2. CPU 3. 时钟电路 4. 复位电路 5. 存储空间 6. 基本输入输出 7. 中断系统
1982年：Intel公司，MCS-96， 16位，寄存器阵列结 构，带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
1990年：ARM公司，ARM，32位，微控制器的全面 大发展。
MCS-51单片机的特点
1. 8位字长 2. 64K的ROM+64K的RAM存储空间 3. 2级优先级、5个中断源 4. 2个16位定时/计数器 5. 1个全双工的串行口 6. 4个8位并行口 7. 1个布尔处理机 8. 片内时钟发生器 9. 片内128字节RAM
*RLDL
SCON
SBUF
PCON
名称
累加器 B寄存器 程序状态字 堆栈指针 数据指针（包括DPH和DPL） I/O口0 I/O口1 I/O口2 I/O口3 中断优先级控制 中断允许控制 定时器/计数器工作方式控制 定时器/计数器控制 定时器/计数器2控制 定时器/计数器0定时常数（高位字节） 定时器/计数器0定时常数（低位字节） 定时器/计数器1定时常数（高位字节） 定时器/计数器1定时常数（低位字节） 定时器/计数器2定时常数（高位字节） 定时器/计数器2定时常数（低位字节） 定时器/计数器2自动再装载（高位字节） 定时器/计数器2自动再装载（低位字节） 串行口控制 串行数据接收、发送缓冲器 电源控制
程序存储器 数据存储器 专用寄存器
补充2：总线 总线就是数据传输的公共通道
数据总线——传送内容 地址总线——传送地点 控制总线——如何传送
（CPU负责管理总线）
补充3：寻址 是指CPU在执行指令时寻找操作数或操作数
地址
（找“数”，数放在存储器中，存储器是有地址编号的。 寻址=寻找数据的地址）
地址
0E0H 0F0H 0D0H 81H 83H和82H 80H 90H 0A0H 0B0H 0B8H 0A8H 89H 88H 0C8H 8CH 8AH 8DH 8BH 0CDH 0CCH 0CBH 0CAH 98H 99H 87H
0000 74 0001 01 0002 24 0003 02 0004 F5 0005 30 0006 …
…
时钟电路
MOVX A,@DPTR E0H
时钟电路
C：30pf X：2~12Mhz
0~12Mhz
外部时钟接法
HMOS
CMOS
复位电路
计算机在启动时，其各个部件要处于一个 给定的初始状态。
MCS-51单片机的类型和命名
按程序存储器类型划分：
无ROM、掩模ROM、PROM、EPROM OTP、FlashROM
按程序存储器类型划分： 1. 无ROM：80XXBaidu Nhomakorabea2. 掩模ROM、PROM：83XX 3. EPROM：87XX 4. OTP：97XX 5. FlashROM：89XX