单片机硬件基础知识
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。
单片机硬件基础知识
单片机硬件基础知识1、电源单片机及外围模块的供电电源，一般用交流电源和直流稳压电源两种。
一般51单片机的工作电压为+5V，因此我们必须给其提供+5V的直流稳压电源。
另外，对于其他型号的单片机，如AVR、PIC等，其工作电压可能各不相同。
在选择电源时，应考虑其输出电压和电流是否满足单片机的要求，否则将会影响单片机的正常工作。
2、时钟时钟是单片机的心脏，是单片机有序工作的基本条件。
时钟产生相等的时间间隔，每个间隔内单片机都执行一个操作。
时钟的频率决定了单片机的处理速度。
常用的时钟电路有石英晶体振荡器和RC振荡器等。
石英晶体振荡器的频率稳定度高，一般为几十MHz到几百MHz，而RC振荡器的频率则较低，一般为几十到几百KHz。
对于一些微控制器（如AVR系列），内部具有振荡电路，因此只需外部提供一个稳定可靠的时钟源即可。
3、复位电路当单片机刚上电时，由于内部电路的导通需要一个建立时间，此时单片机的所有寄存器和外部设备处于不确定状态。
为了使程序正常工作，一般将单片机的 Reset端接一个复位电路，在上电的瞬间使单片机处于复位状态。
常用的复位电路有上电复位和手动复位两种。
上电复位电路一般由一个电容和一个电阻组成，上电瞬间，电容充电，Reset 端为高电平，经过一段时间后电容放电，Reset端又变为低电平，从而实现上电复位功能。
手动复位电路则通过按键实现上电复位。
手动复位的按键一般连接到单片机的 Reset端。
另外，还有一些单片机内部具有上电复位电路，因此不需要外接上电复位电路。
4、晶振电路晶振电路是单片机内部时序的基础，它为单片机提供了一个基准频率。
晶振的频率决定了单片机的工作速度。
常用的晶振有石英晶体振荡器和陶瓷谐振器等。
在选择晶振时，需要考虑其频率、稳定性以及功耗等因素。
常用的晶振引脚连接方法有并联法和串联法两种。
并联法是将晶振的一个引脚与单片机的 XTAL1端相连，另一个引脚与地相连；而串联法则是将晶振的一个引脚与单片机的 XTAL1端相连，另一个引脚与单片机的 XTAL2端相连。
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。
单片机重点知识点
单片机重点知识点单片机是嵌入式系统开发中的重要组成部分，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗等。
本文将对单片机重点知识点进行介绍。
一、单片机的基础知识点1. 单片机的定义单片机是一种集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
常用的单片机有AVR、PIC、STM32等。
2. 单片机的组成单片机由以下几个部分组成：- 中央处理器- 存储器- 输入/输出接口- 时钟电路- 辅助电路3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可分为以下几个步骤：- 程序存储器中的指令被取出并送到中央处理器中执行；- 执行指令时，进行数据读取和存储；- 中央处理器将结果写入存储器或输出到外部设备。
二、单片机编程的知识点1. 单片机编程语言单片机编程语言主要有汇编语言和高级语言两种。
常用的高级语言有C语言和Basic语言。
2. 单片机的寄存器单片机寄存器是指内部的用于存储数据和控制单元的设备。
常用的寄存器有通用寄存器、状态寄存器、计数寄存器等。
3. 单片机的输入/输出单片机的输入/输出通常使用端口操作来实现。
输入操作可以通过读取端口输入的信号，输出操作可以通过向端口输出信号来实现。
4. 单片机的中断中断是指单片机在执行程序时遇到某些事件时，暂停程序的执行，跳转到中断服务程序中去处理该事件。
常见的中断有外部中断、定时中断和任务间中断等。
三、单片机应用的知识点1. 单片机应用领域单片机应用广泛，涉及的领域包括：- 家电控制- 汽车电子- 机器人控制- 医疗器械等。
2. 单片机的通信方式单片机的通信方式有多种，常用的有串口通信、并口通信、SPI通信、I2C通信等。
其中串口通信应用最为广泛。
3. 单片机的电源管理单片机的电源管理是指如何控制单片机系统的供电，以保证单片机正常工作。
常见的电源管理方式有降压稳压和电源管理芯片等。
4. 单片机的调试与测试单片机的调试与测试是指如何验证单片机系统的正确性，包括硬件测试和软件测试。
c51单片机基础知识
C51单片机是一种基于C语言的微控制器，具有强大的处理能力和灵活的编程特性。
以下是一些关于C51单片机的基础知识：
硬件结构：C51单片机采用冯·诺依曼结构，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。
存储器：C51单片机内部有一个程序存储器（Flash ROM）、一个数据存储器（RAM）和一个特殊功能寄存器（SFR）。
程序存储器用于存储程序，数据存储器用于存储变量和临时数据，特殊功能寄存器用于控制各种外设和功能。
指令系统：C51单片机的指令系统类似于C语言，包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令、程序控制指令等。
外设：C51单片机有多种外设，如定时器/计数器、串行通信接口、中断控制器、I/O端口等。
这些外设可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。
开发环境：C51单片机的开发环境通常包括编译器、调试器和集成开发环境（IDE）。
编译器将C语言代码转换为单片机可执行的机器码，调试器用于在单片机上进行程序调试和仿真，IDE提供了代码编写、编译、调试和下载的一体化环境。
应用领域：C51单片机广泛应用于各种嵌入式系统，如智能仪表、家电控制、通信设备、工业自动化等领域。
总之，C51单片机是一种功能强大、易于编程的微控制器，通过学习和掌握其基础知识，可以开发出各种高效的嵌入式应用系统。
单片机基础知识点全攻略
单片机基础知识点全攻略单片机 (Microcontroller) 是一种内含的微处理器、存储器以及各种输入输出接口的集成电路芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，如家电、汽车、电子设备等。
单片机的基础知识点主要包括以下几个方面：1.单片机的基本结构：单片机由中央处理器单元(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器/计数器等组成。
其中，CPU是单片机最重要的部件，负责执行程序指令。
存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中ROM存储着程序代码和常量数据，RAM用于存储运行时的数据。
2.单片机的工作原理：单片机通过执行存储在ROM中的程序指令，完成各种任务。
CPU从ROM中读取指令并执行，将结果存储在RAM中。
由于单片机通常工作在时钟信号的控制下，故CPU在时钟的辅佐下工作。
3.单片机的编程语言：单片机的编程语言通常采用汇编语言或高级语言(如C语言)。
汇编语言是一种机器指令的助记符，编程复杂、灵活、直接，通常用于对程序执行效率要求较高的场合；而C语言则具有语法简洁、易读易写的特点，适合快速开发程序。
4.单片机的输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
常见的输入接口有开关、按钮、传感器等；常见的输出接口有LED灯、蜂鸣器、电机等。
通过编程，用户可以控制这些接口的状态，与外设实现数据的输入和输出。
5.单片机的定时器/计数器：单片机的定时器/计数器模块用于生成精确的时间间隔或计数外部事件。
它可以被用来实现定时中断、测量脉冲宽度、计数等功能，是单片机中非常重要的功能模块之一6.单片机的中断和中断服务程序：单片机在执行程序的过程中，可以接收和响应外部的中断信号。
当中断发生时，单片机会立即暂停当前任务，跳转执行预先定义好的中断服务程序，处理中断事件。
中断机制是实现实时响应和多任务操作的重要手段。
7.单片机的电源与时钟：单片机需要稳定可靠的电源和时钟信号供给。
电源通常由直流电源或电池提供，特别是在嵌入式系统中，通常需要考虑功耗和电池寿命等因素；时钟信号则是单片机正常工作的基础，它通过晶体振荡电路或者外部时钟源提供。
单片机基本知识点总结
单片机基本知识点总结
单片机是一种微处理器，通常被用于控制电子设备和系统中的逻辑操作。
单片机具有计算和控制功能，并能够以无需外部其他器件而单独运行。
以下是单片机的基本知识点：
1. 单片机的结构：由中央处理器(CPU)、存储器、外设和输入/输出(I/O)口组成。
2. 单片机的分类：根据CPU内核类型可分为8051系列、AVR系列、PIC系列等。
3. 单片机的指令系统：单片机指令分为操作指令和数据传输指令。
4. 单片机的存储器：包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)，ROM用于储存程序，RAM用于储存变量和临时数据。
5. 外设：可连接到单片机的设备，如LED灯、LCD显示器、电机等。
6. I/O口：单片机用于与外部设备通信的接口，包括输入口和输出口。
7. 中断系统：单片机可快速响应外部事件的能力，通过设置中断自动运行中断服务子程序。
8. 特殊功能寄存器(SFR)：用于控制单片机内部外设的寄存器。
9. 微控制器编程：可用汇编语言或高级语言如C语言来编写单片机程序。
10. 调试工具：用于调试和测试单片机程序的工具，如仿真器、调试器等。
以上是单片机的基本知识点，了解这些内容可以帮助初学者更好地理解和掌握单片机编程技术。
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。
单片机基本知识
单片机基本知识
单片机基本知识是指掌握单片机的基本概念、性能参数、结构组成、开发环境及编程语言等知识。
以下是单片机基本知识的一些内容：
1. 单片机的定义：单片机是一种集成电路，包含处理器、存储器、输入/输出接口和定时计数器等模块，可实现对数据和信号的控制
和处理。
2. 单片机的性能参数：包括工作频率、存储器容量、输入/输出
口数、通信接口、定时器/计数器的类型和分辨率等。
3. 单片机的结构组成：包括处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、输入/输出接口(IO)和定时器/计数器(Timer/Counter)等模块。
4. 单片机的开发环境：包括硬件开发工具和软件开发工具两部分。
硬件开发工具包括开发板、仿真器、调试器等。
软件开发工具包
括集成开发环境(IDE)、编译器、调试器等。
5. 单片机的编程语言：主要有汇编语言和高级语言两种。
汇编
语言可以直接控制单片机的硬件，效率高，但编写难度大。
高级语言(如C语言)则提供了更多的编程工具和库函数，编写简单易学。
了解单片机基本知识对于单片机编程和应用开发具有十分重要的
意义。
单片机硬件知识点资料
单片机硬件知识点资料单片机是指将微处理器、存储器、输入/输出接口电路等组成的一种微型计算机系统。
具有体积小、成本低、功耗低等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
以下是一些单片机硬件知识点的详细说明：1.单片机的基本构成：单片机主要由CPU核心部分、存储器、输入/输出(I/O)口和系统总线等组成。
CPU核心部分包括ALU、寄存器组、指令译码器等。
存储器分为程序存储器和数据存储器。
输入/输出口包括并/串口、AD/DA转换等，用于与外部设备进行数据交互。
2.CPU核心部分：CPU核心部分是单片机的计算和控制中心，负责执行指令、进行算术和逻辑运算等。
其中，ALU是算术逻辑单元，用于实现各种基本运算功能。
寄存器组用于存储中间结果和控制信号等。
3.存储器：存储器是单片机中用于存储数据和程序指令的部分。
根据功能不同，分为程序存储器和数据存储器。
程序存储器是用于存放程序指令的地方，常见的有ROM(只读存储器)和闪存。
数据存储器用于存放数据，分为RAM(随机存储器)和寄存器等。
4.输入/输出口：输入/输出口是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
常见的输入/输出方式包括并行口、串行口、AD转换等。
并行口可以同时传输多位数据，一般用于连接显示器、键盘等设备。
串行口按位传输数据，常用于连接打印机、调制解调器等设备。
AD转换是将模拟信号转换为数字信号，常用于采集传感器信号。
5.系统总线：系统总线是连接单片机各个部分的数据和控制线路，负责信息传输和协调各个部分的工作。
常见的系统总线有数据总线、地址总线和控制总线等。
数据总线用于传输数据，根据数据位数不同可以分为8位、16位或32位总线。
地址总线用于传输内存或外设地址。
控制总线用于传输控制信号，包括读/写控制、时钟等。
6.外部设备接口：单片机可以通过外部设备接口与其他设备进行连接和通信。
常见的接口有并行接口(如GPIO口)、串行接口(如USART口)、通信接口(如SPI、I2C等)、定时器/计数器等。
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
单片机硬件知识点汇总
第一章绪论第一节单片机单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机（CPU、内存和I/O接口）集成在一小块硅片上的微型机。
第二节单片机的历史与现状第一阶段（1976〜1978年）：低性能单片机的探索阶段。
以Intel公司的MCS-48为代表，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。
第二阶段（1978〜1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O 口，8 位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。
这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。
第三阶段（1982〜1990年）：16位单片机阶段。
16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。
例如Intel 公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
第四阶段（1990年〜）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。
第三节单片机的应用领域一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章硬件结构第一节MCS-51单片机及其演变特点（1） 一个8位微处理器CPU 。
（2）数据存储器RAM 和特殊功能寄存器SFR 。
（3）内部程序存储器ROM 。
（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。
（5）四个8位可编程的I/O （输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。
（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。
（7）中断控制系统。
（8）内部时钟电路。
第二节80C51单片机的基本结构1）中央处理器（CPU ）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。
单片机硬件基础知识
❖ ② 辅助进位标志位AC：表示累加器A在加减运算时 低4位(A3)有无向高4位(A4)进位或借位。当低4位向 高4位进位或借位时，AC由硬件置“1”，否则清零。
❖ sbit L1=P1^0;
❖ void delay02s(void)
❖{
❖ unsigned char i,j,k;
❖ for(i=20;i>0;i--)
❖ for(j=20;j>0;j--)
❖
for(k=248;k>0;k--);
❖}
❖ void main(void)
❖{
❖ while(1)
❖{
MCS－51系列单片机内部几个重要寄存器
❖ 累加器ACC简称为A，是一个8位的寄存器， 用来存放操作数或运算的结果。在MCS-51指 令系统中，绝大多数指令都要求累加器A参与 处理。
❖ 寄存器B是专为乘法和除法设置的寄存器，也 是8位寄存器。用于存放乘法和除法运算中的 操作数和运算结果。
MCS－51系列单片机内部几个重要寄存器
T
INT
定时器/ 计数器
中断系 统
并
CPU
串
行
行
TxD
P0-P3
I/O
I/O
RxD
口
存储 器
口
图1-2 单片机内部结构图
单片机应用系统
单片机实质上是一个芯片。在实际应用中， 通常很难将单片机直接和被控对象进行电气 连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设 备、被控对象等硬件和软件，构成一个单片 机应用系统，以实现一种或多种功能。硬件 是应用系统的基础，软件是根据硬件结构来 完成相应功能设计。单片机应用系统的组成 如图1-3所示。
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
AB—地址总线; CB—控制总线; DB—数据总线
1.1.1 单片机的基本概念
单片机在应用时通常处于被控系统的核心地位并融 入其中，即以嵌入的方式使用。为了强调其“嵌入” 的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器 （Embedded Micro-Controller Unit，EMCU）。
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1KB ROM、64B RAM、27根I/O线和1个8位 定时器/计数器。 特点：存储器容量较小，寻址范围小(不大于4KB)， 无串行接口，指令系统功能不强。
10
1.2.1 单片机的发展历史
性能完善提高阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4KB ROM、128B RAM、4个8位并行口、1个 全双工串行口、2个16位定时器/计数器。寻址范围 64KB，并有控制功能较强的布尔处理器。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
12
1.2.1 单片机的发展历史
微控制器化完善阶段
近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（在系统可编 程，ISP）等方面都有了进一步的增强。
特点：单片机的综合品质（如成本、性能、体系结构 、开发环境、供应状态）有了长足的进步。
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1.3.1 MCS-51系列单片机-80C51系列单片机
Atmel公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
学习单片机的基础知识
学习单片机的基础知识单片机是一种集成电路，它集处理器、内存、输入/输出端口等主要元件于一体，被广泛应用于各种电子设备和系统中。
对于想要学习和掌握单片机技术的人来说，了解单片机的基础知识是非常重要的。
本文将从单片机的定义、结构、工作原理以及常见的单片机编程语言等方面，介绍学习单片机所需的基础知识。
一、单片机的定义和作用单片机是指整个计算机系统集成在一颗芯片上，通常包括中央处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出端口（GPIO）以及时钟等。
它可以根据程序进行控制和运算，广泛应用于家电控制、工业自动化、通信设备等领域。
学习单片机的基础知识有助于理解和运用这种集成电路的工作原理和编程方法。
二、单片机的结构和组成单片机由CPU、存储器、输入/输出端口以及时钟等组成。
其中，CPU是单片机的核心部分，负责执行计算和控制的任务；存储器用于存储程序和数据；输入/输出端口则实现单片机与外部设备的通信和交互；时钟提供基准信号，控制单片机的运行速度。
三、单片机的工作原理单片机的工作原理主要包括指令执行、数据存取和时序控制三个方面。
1. 指令执行：单片机通过运行存储在ROM中的指令来完成各种操作。
指令由指令寄存器(IR)获取，并由指令译码器进行解析和执行。
2. 数据存取：单片机的数据存储器常分为RAM和ROM两种类型。
RAM用于存储程序运行过程中的中间数据，而ROM用于存储程序指令和常量数据。
3. 时序控制：单片机的时序控制是指通过时钟来控制指令和数据的读写操作，以及各种外部设备的时序要求，确保单片机的稳定和准确运行。
四、单片机的编程语言常见的单片机编程语言有汇编语言和高级语言两种。
汇编语言是一种低级语言，与机器指令相对应，可以直接与硬件进行交互，编写高效且精细的代码。
而高级语言如C语言、BASIC等，则更加易学易用，便于快速实现单片机的功能。
五、学习单片机的方法和建议1. 学习理论知识：掌握单片机的基础理论知识，包括组成结构、工作原理等，为后续的实践学习打下基础。
从零开始入门学习51单片机教程
从零开始入门学习51单片机教程51单片机是一种经典的通用型单片机，广泛应用于嵌入式系统开发中。
入门学习51单片机需要从基础知识开始，逐步深入学习各种功能和应用。
本篇文章将从以下几个方面介绍如何从零开始入门学习51单片机。
一、基础知识1.了解单片机的概念和基本原理，包括什么是单片机、单片机的工作原理以及单片机的分类等。
2.学习基本的电子元器件的知识，如电阻、电容、二极管、晶体等。
二、软硬件环境搭建1.了解51单片机的硬件开发环境，如开发板、仿真器、编程器等。
2. 学习搭建51单片机开发环境，包括安装Keil C语言开发环境和Proteus仿真软件。
三、C语言基础1.学习C语言的基本语法和程序设计思想，包括变量、数据类型、运算符、控制语句、函数等。
2.掌握C语言的常用库函数，如输入输出函数、字符串处理函数、数学函数等。
四、51单片机编程基础1.学习51单片机的内部结构和寄存器的使用，了解各个寄存器的功能和地址。
2.学习如何编写简单的51单片机程序，包括LED点亮、按键输入、数码管显示等。
五、扩展功能学习1.学习使用外部中断、定时器、串口通信等扩展功能，掌握其使用方法和应用场景。
2.学习使用各种外设模块，如LCD液晶显示屏、ADC模数转换、DAC数模转换等。
六、综合实践项目1.完成一些简单的实践项目，如LED呼吸灯、温度测量、遥控器等。
2.深入学习一些复杂的实践项目，如多功能数字钟、智能温控系统等。
七、优化与调试1.学习如何调试51单片机程序，包括使用调试器、查看寄存器值、打印调试信息等。
2.学习如何进行程序优化，提高程序的执行效率和资源利用率。
总结希望通过本篇文章的介绍，你能够了解到从零开始入门学习51单片机的基本步骤和内容。
入门学习51单片机需要系统性的学习和实践，不仅要学习基础知识，还需要深入理解其原理和应用。
通过反复实践和项目练习，不断提升编程能力和硬件调试技巧，才能够熟练掌握51单片机的开发和应用。
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即程序存储器ROM和数据存储器RAM严格分 开，独立设置。各有自己的存储空间、寻址 机构和寻址方式。程序存储器用来存放用户 程序和固定不变的数据表格；数据存储器用 作工作区和存放数据。
1.2.3 存储器结构
MCS-51单片机的存储器在物理上分为4个空
间，即片内ROM、片外ROM，片内RAM和 片外RAM。在逻辑上分为3个空间，即程序 存储器（片内、外统一编址，使用MOVC指 令访问），片内数据存储器（使用MOV指令 访问）和片外数据存储器（使用MOVX指令 访问）
02 00 00
7D 14 7E 14 7F F8 DF FE
000AH
000DH 000FH 0011H 0013H
LJMP
DELAY: MOV D1: D2: MOV MOV DJNZ
START ；返回，从START开始重复
R5,#20 R6,#20 R7,#248 R7,$ ；延时子程序，延时0.2秒
单片机应用系统
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
硬 件
图1-3 单片机应用系统的组成
单片机的应用
单片机的应用主要在以下领域中： (1)工业控制领域（过程控制，机电一体化控制系统） (2)家用电器领域 （洗衣机，空调、微波炉等） (3)办公自动化领域（键盘，打印机，考勤机等） (4)商业营销领域（电子称，收款机，条形码阅读器等） (5)智能仪表与智能传感器（存储，数据处理、查找、 判断、联网等智能化功能
LED灯闪烁，了解单片机的基本工作过程。 2．了解单片机应用系统的基本组成及功能。
图1-1 实训1电路图
汇编语言源程序：
机器码 (十六进制形式) 存储地址 标号 程序 注释
ORG C2 90 12 00 0D D2 90 12 00 0D 0000H 0002H 0005H 0007H START: CLR LCALL SETB LCALL 0000H P1.0 DELAY P1.0 DELAY ；灯亮 ；延时 ；灯灭
MCS－51系列单片机内部几个重要寄存器
堆栈指针SP 堆栈是一段特殊的存储空间，它只有一 个数据进/出端口且按照“先进后出”原则来 组织数据。堆栈存储器的底部称为栈底。堆 栈的数据入口/出口处称为栈顶，栈顶的地址 称为堆栈指针，用堆栈指针(寄存器)SP来存 放。SP是一个8位的寄存器，是专门用于寄 存堆栈存储器地址的寄存器。
工 作 寄 存 器 区
(a) 51子系列
(b) 52子系列
图1-6 片内数据存储器结构图
1. 片内数据存储器的配置
对于普通8051单片机，片内数据存储器RAM
空间最大为256B，用于存放程序执行过程的 各种变量及临时数据。 片内RAM的低128个字节可用直接寻址或间 接寻址方式进行访问。分为工作寄存器区、 位寻址区、用户区和堆栈区四个区域；片内 高128B为特殊功能寄存器区。如图1-6所示。
1. 片内数据存储器的配置
FFH 特殊功能 寄存器 (SFR)区 80H 7FH 30H 2FH 20H 1FH 18H 17H 10H 0FH 08H 07H 00H 80H 7FH 30H 2FH 20H 1FH 18H 17H 10H 0FH 08H 07H 00H FFH 特殊功能 寄存器 (SFR)区
87C51 4KB EPROM
128B
2×16位
4×8位
1
5
CHMOS
8032 52子系列
8052 8KB ROM
8752 8KB EPROM
256B
3×16位
4×8位
1
6
HMOS
80C32
80C52 8KB ROM
87C52 8KB EPROM
256B
3×16位
4×8位
1
6
CHMOS
AT89系列单片机的主要型号
1.2 MCS－51系列单片机的内部结构
AT89S51的内部结构框图如图1-4所示。
P0.0 ～ P0.7 P2.0 ～ P2.7 P 0驱动器 P2驱动器
VCC GND
RAM地址 寄存器
RAM
P 0锁存器
P 2 锁存器
Flash
程序地址 寄存器 B ACC TMP 2 TMP 1 SP 缓冲器 PCON T 2CON TL1
表1-2 RS1、RS0对工作寄存器组的选择
RS1 0 0 1 1
RS0 0 1 0 1
当前工作寄存器组 R0～R7的物理地址 第0组 第1组 第2组 第3组 00H～07H 08H～0FH 10H～17H 18H～1FH
⑤ 溢出标志位OV：当执行算术指令时，由硬件自 动置位或清零，表示累加器A的溢出状态。 在4种情况下该位为1: a)带符号数运算结果超过范围(-128~+127); b)无符号数运算结果超过范围(255); c)乘法运算中积超过255; d)除法运算中除数为0。 判断该位时，通常用运算中次高位向最高位的进 (借)位C6和最高位向前的进(借)位C7(也就是CY)的 异或来表示OV，即OV=C6⊕C7。 ⑥ 奇偶标志位P：用于指示运算结果中1的个数的奇 偶性，若累加器A中1的个数为奇数，则P=1；若1 的个数为偶数，则P=0。
④ 寄存器组选择位RS1、RS0：AT89C51片内共有四组 工作寄存器，每组八个，分别命名为R0～R7。编程时用 于存放数据或地址。但每组工作寄存器在内部RAM中的 物理地址不同。RS1和RS0的四种状态组合就是用于选择 CPU当前使用的工作寄存器组，从而确定R0～R7的实际 物理地址。RS1、RS0状态与工作寄存器R0～R7的物理 地址关系如表1-2所示。
1. 片内数据存储器的配置
(1) 工作寄存器区 00H～1FH这32个字节单元为工作寄存器区，可以用寄存器 寻址方式访问。共有四组工作寄存器，每组八个，命名为 R0～R7。工作寄存器也称为通用寄存器，用于临时寄存8位 信息，编程时用于存放数据或地址。但每组工作寄存器在内 部RAM中的物理地址不同。RS1和RS0的四种状态组合就是 用来确定四组工作寄存器的实际物理地址的。 (2) 位寻址区 20H～2FH这16个字节单元为位寻址区。它有双重寻址功能， 既可以进行位寻址操作，也可以同普通RAM单元一样按字节 寻址操作。该区域共有16个字节单元，共128个二进制位。 这128位每一位都可以按位寻址，进行位运算。每一位都有 一个位地址，位地址范围为00H~7FH。
定时器/计数器
中断系 统
并 行
CPU
串 行 I/O
TxD RxD
P0-P3
I/O 口
存储 器
口
图1-2 单片机内部结构图
单片机应用系统
单片机实质上是一个芯片。在实际应用中， 通常很难将单片机直接和被控对象进行电气 连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设 备、被控对象等硬件和软件，构成一个单片 机应用系统，以实现一种或多种功能。硬件 是应用系统的基础，软件是根据硬件结构来 完成相应功能设计。单片机应用系统的组成 如图1-3所示。
XTAL1
XTAL2
P1.0 ～ P1.7
P3.0 ～ P3.7
*只在AT 89C52中有
MCS－51系列单片机的基本组成
中央处理器是单片机内部的核心部件，是一
个8位二进制数的中央处理单元，主要由运算 器、控制器和若干寄存器组成，并且通过内 部总线与其他功能部件联接。
MCS－51系列单片机内部几个重要寄存器
累加器ACC简称为A，是一个8位的寄存器，
用来存放操作数或运算的结果。在MCS-51指 令系统中，绝大多数指令都要求累加器A参与 处理。 寄存器B是专为乘法和除法设置的寄存器，也 是8位寄存器。用于存放乘法和除法运算中的 操作数和运算结果。
MCS－51系列单片机内部几个重要寄存器
状态寄存器PSW是一个8位标志寄存器，用来存放 指令执行结果的有关状态。具体如图1-5所示。
AT89S51/AT89S52 是AT89C51/AT89C52的换代产品。完全兼容51系列，4KB/8KB FlashROM，并且可以在线编程，内置看门狗定时器，工作电压为 4~5.5V。 AT89LV51/AT89LV52 分别是AT89C51/AT89C52的低电压产品，最低电压可以低至2.7V。 AT89C1051/AT89C2051 为低档型低电压产品，只有20条引脚，最低电压也为2.7V。 AT89S8252 属高档型，除了8KB Flash存储器外，还含有一个2KB的EEPROM,从而 可提高存储容量。
RCAP2L*
ALU PSEN ALE EA RST 定 时 控 制 指 令 寄 存 器 PSW
SCON TH 0 TH 2 SBUF
TMOD TL 0 TL 2 IE
TCON TH 1
RCAP2H*
PC加1器 程序计数器 DPTR
IP
中断、串行口、定时器控制逻辑
P 1 锁存器
P 3 锁存器
OSC P 1驱动器 P 3驱动器
第1章 单片机硬件基础知识
实训任务1 控制发光二极管的亮灭 1.1 单片机概述 1.2 MCS－51系列单片机的内部结构 1.3 MCS－51系列单片机的外部引脚 1.4 MCS－51系列单片机的时序与工作方式 1.5 单片机最小系统设计
实训任务1
实训目的
控制发光二极管的亮灭
1．通过搭建一个单片机最小系统，控制一个
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
Cy
AC
F0
RS1
RS0
OV
-
P
图1-5 PSW结构
PSW中各位状态通常是指令执行过程中自动形成的， 但也可以由用户根据需要通过传送指令来改变。 PSW各位意义及使用如下： ① 进位标志位Cy：表示累加器A在加减运算过程中 其最高位A7有无进位或借位。如果操作结果的最高 位产生进位或借位，Cy由硬件置“1”，否则清零。 另外，也可以由位运算指令置位或清零。 ② 辅助进位标志位AC：表示累加器A在加减运算时 低4位(A3)有无向高4位(A4)进位或借位。当低4位向 高4位进位或借位时，AC由硬件置“1”，否则清零。 ③ 用户标志位F0：可由用户设定的一个标志位，根 据需要可以用软件来使它置位或清除。