精品课件-单片机应用技术项目一 单片机最小系统设计

中断系 统
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放可读写数
据，后128个
单元被专用
1.2 MCS-51系列单片机组成结构 2.单片机的引脚
总线型
1.2 MCS-51系列单片机组成结构 非总线型
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
MCS-51单片机信号引脚简介
P1.
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
EA/Vpp ： 外部寻址使能/编程电压，在访问整个外部程 序存储器时，EA 必须外部置低。如果EA 为高时将执行内 部程序。当RST 释放后，EA 脚的值被锁存。任何时序的 改变都将无效。该引脚在对FLASH 编程时用于输入编程电 压XT(AVLp1p)： 晶体1 振荡，反向放大器输入端和内部时钟发生电路
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2 3、复位引脚：RST 4、并行口：P0、P1、P2、P3 5、EA：访问程序存储控制信号 6、PSEN：外部ROM读选通信号 7、ALE：地址锁存控制信号 P3口线的第二功能
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
Vss ： 地
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
51单片机4个I/O端口线路设计的非常巧妙，学习I/O端 口逻辑电路，不但有利于正确合理地使用端口，而且会给设 计单片机外围逻辑电路有所启发。
2 P0口的结构
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
下图为P0口的某位P0.n(n=0~7)结构图，它由一个 输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动电路 及控制电路组成。从图中可以看出，P0口既可以作 为I/O用，也可以作为地址/数据线用。
1）只需要掌握很基本的数电模电知识； 2）与以前所学的知识关联很少； 3）对各种器件的概念基本上是从0开始； 4）如果要用C语言编程，需具备简单的C语言基础； 5）所有人都站在了同一起跑线上;
1.2 MCS-51系列单片机组成结构 1.单片机的基本结构
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
总线（BUS）是计算机各部件之间传送信息的公共通道。微 机中有内部总线和外部总线两类。内部总线是CPU内部之间 的连线。外部总线是指CPU与其它部件之间的连线。
1.1单片机应用系统的组成
信息和通信产品：信息和通信产品的自动化和智能化程度 很高，其中许多功能的完成都离不开单片机的参与。这里 最具代表性和应用最广的产品就是移动通信设备，例如手 机内的控制芯片就属于专用型单片机。另外在计算机外部 设备中，如键盘、打印机中也离不开单片机。新型单片机 普遍具备通信接口，可以方便地与计算机进行数据通信， 为办计公算自机动和化网设络备设 ：备现之代间办提公供自连动接化服设务备创中造大了多条数件嵌。入了单片 机控制核心。如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机 及电话等。通过单片机控制不但可以完成设备的基本功能， 还可以实现与计算机之间的数据通信。
汽车电子系统：现代汽车的集中显示系统、动力监测控 制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器等装置 中都离不开单片机。特别是采用现场总线的汽车控制系 统中，以单片机担当核心的节点通过协调、高效的数据 传送不仅完成了复杂的控制功能，而且简化了系统结构。
1.1单片机应用系统的组成
3.单片机的类型 ◆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(CPU能同时处理二进制数的位数是多少位,就称其是多 少位的计算机 ) ◆目前8位单片机仍是单片机的主流机型；
1.1单片机应用系统的组成
商业营销设备：在商业营销系统中单片机已广泛应用于电 子秤、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机、出租车计价 器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、 冷冻保险系统等。 医疗设备：单片机在医疗设施及医用设备中的用途亦相当 广泛，例如在医用呼吸机、各种分析仪、医疗监护仪、超 声诊断设备及病床呼叫系统中都得到了实际应用。
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
1单片机的并行端口结构与操作
51系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位准双向口 ，共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用寄 存器P0～P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器。通常把4 个端口笼统地表示为P0～P3。
在无片外扩展存储器的系统中，这4个端口的每一位都可 以作为准双向通用I/O端口使用。在具有片外扩展存储器 的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位 地址线和双向数据总线。
0
P1
.1
P1
R.S2T PP31. .03 P31 .14 P31 XT.A25L XTVP.2AS3316LS
1
4
2
0
3 8031 3
4
9
5 8051 3
6 8751 8
7
3
8 89C51 7
9
3
1
6
0
3
1
5
1
3
1
4
VCC P0. 0 P0 .1 P0 E.A2 APP.PLS032EEN P.07 .P42 P.06 .P52 P.05 .P62
读锁存器
D
Q
内部总线
CLK
写锁存器
Q
控制
MU X
T1 P0
.n P0口引
T2
脚
读引脚
P1口逻辑电路
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
驱动场效应管T2栅极接通。故内部总线与P0口同相。由于 输出驱动级是漏极开路电路，若驱动NMOS或其它拉流负载
时，需要外接上拉电阻。P0的输出级可驱动8个LSTTL负载
Vcc ： 电源，提供掉电、空闲、正常工作电压
RST : 复位, 当晶振在运行中只要复位管脚出现2 个机 器周期高电平即可复位.内部有扩散电阻连接到Vss ,仅 需要外接一个电容到Vcc 即可实现上电复位 ALE : 地址锁存使能 ,在访问外部存储器时,输出脉冲锁 存地址的低字节在正常情况下ALE 输出信号恒定为1/6 振 荡频率,并可用作外部时钟或定时.注意每次访问外部数据 时,一个ALE 脉冲将被忽略.ALE 可以通过置位SFR auxililary.0 禁止.置位后ALE 只能在执行MOVX 指令时 被 PS激EN活:程序存储使能 ,读外部程序存储.当从外部读取程 序时,PSEN 每个机器周期被激活两次,在访问外部数据 存储器PSEN 无效,访问内部程序存储器时PSEN 无效。
单片机应用技术
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项目一 单片机最小系统设计
1.1单片机应用系统的组成 1.2 MCS-51系列单片机组成结构 1.3 MCS-51系列单片机的存储器结构 1.4 最小系统电路 1.5单片机系统开发软件 Keil C51
1.1单片机应用系统的组成
1.什么是单片机？
◆单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设 备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配 上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机 （简称单板机）。
1.1单片机应用系统的组成
4.单片机应用系统
单片机应用 系统
单
接
片＋ 口
机
电
路
及
硬外 件设
等
＋
软 件
单片机应用系统由硬件和软 件组成
硬件是应用系统的基础
软件是在硬件的基础上对其 资源进行合理调配和使用， 从而完成应用系统所要求的 任务，二者相互依赖，缺一 不可
1.1单片机应用系统的组成
5.学单片机需要什么基础？
◆生产厂商：
美国微芯片公司:PIC16C××系列、PIC17C××系列、 PIC1400系列， 美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列， 美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列， 美国齐洛格公司的Z8系列， 日美按本国等电莫级气斯大公特致司克又的公可司μ分和P为D仙7三8童×类公×，司系即合列工作，业生级产、的商F业8（级3、87军0）用系级。 列等。
单板机
1.1单片机应用系统的组成
单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。 早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统， 现在已很少使用。
1.1单片机应用系统的组成
◆单片机
单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简 称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种 功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器 （memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口 电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上， 构成一个完整的微型计算机。单片机内部基本结构如图所示。 由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故 又称为微控制器(Micro-Controller Unit，简称MCU)。
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
对单片机的控制，其实就是对I/O口的控制，无论单片机 对外界进行何种控制，或接受外部的控制，都是通过I/O 口进行的。 51单片机总共有P0、P1、P2、P3四个8位双向输入输出端 口，每个端口都有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。 4个I/O端口都能作输入输出口用，其中P0和P2通常用于 对外部存储器的访问。每个I/O口既可以按位操作使用单 个引脚，也可以按字节操作使用8个引脚。
外部总线有三种: 数据总线DB（Data Bus） 地址总线 AB（Address Bus） 控制总线 CB（Control Bus）
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
时钟电 路
单片机硬件结构
T0 T1
ROM
RAM 定时计
数器
CPU
复位电 路
并行接 串行 口 接口
P0 P1 P2 TXD
P3
RXD
单板机
单片机
1.1单片机应用系统的组成
2.单片机的用途
单片机的应用十分广泛，在工业控制、智能仪器仪表、 家用电器、通信系统、信息和通信产品、办公自动化设备、 商业营销设备、医疗设备、汽车电子系统等领域，都有重 要的用途。
工业控1.制1单：片工机业应自用动系化统控的制组是成最早采用单片机控制的领 域之一，在测控系统、过程控制、机电一体化设备中主 要利用单片机实现逻辑控制、数据采集、运算处理、数 据通信等用途。单独使用单片机可以实现一些小规模的 控制功能，作为底层检测、控制单元与上位计算机结合 可以组成大规模工业自动化控制系统。特别在机电一体 化智技能术仪中器，：单内片部机含的有结单构片特机点的使仪其器更统容称易为发智挥能其仪集器机，械也、称 微为电微子机和化计仪算器机。技这术类于仪一器体大的多优采势用。单片机进行信息处理、 控制及通信，与非智能化仪器相比，功能得到了强化，增 加了诸如数据存储、故障诊断、联网集控等功能。以单片 机 势家非作。常用为适电核用器心于：组对单成家片智用机能电功仪器能表的完已控善经制、是。体自嵌积动入小化单、仪片价表机格发的低展家、的用易一电于种器嵌趋实入， 现了智能化，是传统型家用电器的更新换代，现已广泛应 用于洗衣机、空调、电视机、视盘机、微波炉、电冰箱、 电饭煲以及各种视听设备等。
读锁存器
内部总线 写锁存器
地址/数据 VCC
控制
D Q CLK Q
T1 P0
MU X
.n P0口引
T2
脚
读引脚
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
1、P0口作为普通I/O口
①输出时
CPU发出控制电平“0”封锁“与”门，将输出上拉场效
应管T1截止，同时使多路开关MUX把锁存器与输出
地址/数据 VCC
XTAL2 ： 晶体2 振荡，反向放大器输出端
1.2 MCS-51系列单片机组成结构
3. I/O口接口
单片机的I/O口
I就是INPUT。单片机是一种微型控制器，要想 实现其控制作用，首先单片机就应该能够“感知外部世 界的变化”，所以对于单片机而言必须有“输入口”。
O就是OUPUT。单片机根据外部信号的状态，通 过其内部程序的分析处理，最终决定在哪里输出，输出 什么样的信号，所以单片机要想“控制外部世界”就必 须有“输出口”。