51单片机教程PPT课件
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• 智Hale Waihona Puke Baidu仪器仪表
提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同 时还简化了仪器仪表的硬件结构。如各种智能电气测量仪表、智 能传感器等。
• 机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算 机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电 一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、 数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、 复印机等。
51单片机原理及应用
• 第一讲 • 第二讲 • 第三讲 • 第四讲 • 第五讲
单片机结构及原理 中断系统 定时/计数器 串口通信 工具软件介绍、流水灯实验
51单片机原理及应用
• 什么是单片机 • 单片机能做什么
◆单片机
在一片集成电路芯片上集成微处理器、存 储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微 型计算机，即单片机。
（5）布尔处理器：
布尔操作器
（6）2个8位暂存器：
中央处理器(CPU)—控制器
控制器
（1）程序计数器(PC) （2）指令寄存器(IR) （3）指令译码器(ID) （4）振荡器及定时与控制电路
16位程序计数器-PC
由两个8位的计数器(PCL,PCH)组成，PC存储将要 执 行 的 下 一 条 指 令 的 地 址 ， 16 位 可 容 纳 的 最 大 数 值 为 65535, 为 64KB ， 因 此 ， MCS-51 可 寻 址 64KB 的 程 序 存 储器。改变PC内的值，就可改变程序执行的方向。
◆性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片 机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、 4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定 时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较 强的布尔处理器。☺
特点是：结构体系完善，性能已大大提高， 面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51 已成为公认的单片机经典机种 。
6、定时/计数器 T/C(16位增量可编程） 它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断
7、时钟电路 分为内部振荡器、外接振荡电路
8、中断系统 五源中断、两级优先，可编程进行控制
可对4位（半字节），8
中央处理器(CPU)
位（单字节）和16位（双 字节它）是数最据繁进忙行的操8作位，特数殊功 据来能自寄两存个器暂，存累器加。器A在大
2、只读存储器 ROM（4KB或8KB） 用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM
3、随机存取存取器 RAM（128B/256B） 用于程序运行中存储工作变量和数据
4、并行输入/输出口 I/O（32线）
用作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片
5、串行输入/输出口 UART（二线） 串行通信、扩展I / O接口芯片
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
1.2.2 单片机产品近况
◆ 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已 经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 品有：
﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ﹡Philips公司的80C51、80C552系列；
* 深圳宏晶科技有限公司的 STC89C/S系列 ；
• 分布式系统的前端模块
在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的 分布参数的采集。在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的 前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低 廉等一系列优点。
• 家用电器
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调 器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
部分的算术运算中存放某
包含运算器和控制器两部分
个操作数和运算结果。
（1）8位的ALU：
8位寄存器，在乘除运算 时，用来存放另一个操作
（2）8位累加器ACC（A数），：并存8用放位于一程存部序放分状指结态令果字执。寄行存后器的，状
运算器
（3）8位寄存器B：
态信息，供程序查询和判 别。
（4）8位程序状态寄存器PSW：
§2-1 MCS-51单片机的组成与结构
8位中央处理单元(CPU) 128B/256B的数据存储器RAM 4KB/8KB的片内ROM/EPROM 4个8位并行I/O口P0-P3 2个定时器/计数器 5个中断源 1个全双工的UART（通用异步 接收、发送器） 片内振荡与时钟产生电路
1、中央处理单元 CPU（8位） 用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）
◆微控制器化阶段 1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232 字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2 个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8 路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强， 使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控 系统及设备。
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 单片机的发展过程 单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： ◆单芯片微机形成阶段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片
机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27 根I/O线和1个8位定时/计数器。
特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不 大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。
单片机能做什么
• 工业控制
用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量 等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类 系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同 特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产 效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生 产线等 。
﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列； ﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列；
MCS-51单片机结构原理
•§2-1 MCS-51单片机的组成 •§2-2 MCS-51单片机的引脚及其功能 •§2-3 MCS-51单片机的存储器配置 •§2-4 振荡器与时钟电路及CPU时序 •§2-5 并行I/O端口 •§2-6 MCS-51单片机基本工作系统的组成
提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同 时还简化了仪器仪表的硬件结构。如各种智能电气测量仪表、智 能传感器等。
• 机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算 机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电 一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、 数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、 复印机等。
51单片机原理及应用
• 第一讲 • 第二讲 • 第三讲 • 第四讲 • 第五讲
单片机结构及原理 中断系统 定时/计数器 串口通信 工具软件介绍、流水灯实验
51单片机原理及应用
• 什么是单片机 • 单片机能做什么
◆单片机
在一片集成电路芯片上集成微处理器、存 储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微 型计算机，即单片机。
（5）布尔处理器：
布尔操作器
（6）2个8位暂存器：
中央处理器(CPU)—控制器
控制器
（1）程序计数器(PC) （2）指令寄存器(IR) （3）指令译码器(ID) （4）振荡器及定时与控制电路
16位程序计数器-PC
由两个8位的计数器(PCL,PCH)组成，PC存储将要 执 行 的 下 一 条 指 令 的 地 址 ， 16 位 可 容 纳 的 最 大 数 值 为 65535, 为 64KB ， 因 此 ， MCS-51 可 寻 址 64KB 的 程 序 存 储器。改变PC内的值，就可改变程序执行的方向。
◆性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片 机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、 4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定 时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较 强的布尔处理器。☺
特点是：结构体系完善，性能已大大提高， 面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51 已成为公认的单片机经典机种 。
6、定时/计数器 T/C(16位增量可编程） 它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断
7、时钟电路 分为内部振荡器、外接振荡电路
8、中断系统 五源中断、两级优先，可编程进行控制
可对4位（半字节），8
中央处理器(CPU)
位（单字节）和16位（双 字节它）是数最据繁进忙行的操8作位，特数殊功 据来能自寄两存个器暂，存累器加。器A在大
2、只读存储器 ROM（4KB或8KB） 用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM
3、随机存取存取器 RAM（128B/256B） 用于程序运行中存储工作变量和数据
4、并行输入/输出口 I/O（32线）
用作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片
5、串行输入/输出口 UART（二线） 串行通信、扩展I / O接口芯片
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
1.2.2 单片机产品近况
◆ 80C51系列单片机产品繁多，主流地位已 经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 品有：
﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ﹡Philips公司的80C51、80C552系列；
* 深圳宏晶科技有限公司的 STC89C/S系列 ；
• 分布式系统的前端模块
在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的 分布参数的采集。在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的 前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低 廉等一系列优点。
• 家用电器
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调 器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
部分的算术运算中存放某
包含运算器和控制器两部分
个操作数和运算结果。
（1）8位的ALU：
8位寄存器，在乘除运算 时，用来存放另一个操作
（2）8位累加器ACC（A数），：并存8用放位于一程存部序放分状指结态令果字执。寄行存后器的，状
运算器
（3）8位寄存器B：
态信息，供程序查询和判 别。
（4）8位程序状态寄存器PSW：
§2-1 MCS-51单片机的组成与结构
8位中央处理单元(CPU) 128B/256B的数据存储器RAM 4KB/8KB的片内ROM/EPROM 4个8位并行I/O口P0-P3 2个定时器/计数器 5个中断源 1个全双工的UART（通用异步 接收、发送器） 片内振荡与时钟产生电路
1、中央处理单元 CPU（8位） 用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位）
◆微控制器化阶段 1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232 字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2 个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8 路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强， 使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控 系统及设备。
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 单片机的发展过程 单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： ◆单芯片微机形成阶段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片
机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27 根I/O线和1个8位定时/计数器。
特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不 大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。
单片机能做什么
• 工业控制
用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量 等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类 系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同 特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产 效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生 产线等 。
﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列； ﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列；
MCS-51单片机结构原理
•§2-1 MCS-51单片机的组成 •§2-2 MCS-51单片机的引脚及其功能 •§2-3 MCS-51单片机的存储器配置 •§2-4 振荡器与时钟电路及CPU时序 •§2-5 并行I/O端口 •§2-6 MCS-51单片机基本工作系统的组成