第一章 MCS-51单片机
MCS-51单片机原理与应用教学设计
MCS-51单片机原理与应用教学设计介绍MCS-51单片机是一种微型计算机芯片，广泛应用于许多嵌入式系统中。
单片机课程是电子信息类专业的重要课程之一，是培养学生嵌入式系统设计能力的基本环节，也是学生熟练掌握C语言编程技能的关键课程。
本文主要介绍MCS-51单片机原理与应用教学设计的相关内容。
教学目标本教学设计旨在通过讲解MCS-51单片机的基本原理及其应用，培养学生以下几个能力：1.理解MCS-51单片机的基本架构和指令系统。
2.掌握MCS-51单片机的编程工具和编程方法，熟练使用Keil软件。
3.能够完成基本的嵌入式系统设计和开发任务，包括输入输出控制、中断处理、定时器计数、串口通信等。
4.能够将所学知识应用于具体的嵌入式系统设计任务中，并在实践中不断提高自己的技能和分析问题的能力。
教学内容第一章：MCS-51单片机体系结构1.1 MCS-51单片机的基本组成介绍MCS-51单片机的基本构成和各部分的功能，包括CPU、存储器、输入输出接口等。
1.2 MCS-51单片机的寄存器介绍MCS-51单片机的寄存器及其作用，包括通用寄存器、特殊功能寄存器、状态寄存器等。
1.3 MCS-51单片机的指令系统介绍MCS-51单片机的指令系统，包括指令格式、指令类型、指令执行时间等。
第二章：Keil软件的使用2.1 Keil软件的介绍介绍Keil软件的基本功能和使用方法。
包括新建、编译、下载和调试程序等。
2.2 Keil软件的项目管理介绍Keil软件的项目管理功能，包括添加、删除、修改源文件，设置编译选项等。
2.3 Keil软件的调试功能介绍Keil软件的调试功能，包括单步执行、断点调试、变量监视等。
第三章：MCS-51单片机的应用3.1 输入输出控制介绍MCS-51单片机的输入输出控制方法，包括端口输入输出、LED和数码管控制等。
3.2 中断处理介绍MCS-51单片机的中断处理机制，包括硬件中断和软件中断，中断优先级等。
《单片机应用系统设计》教学大纲及知识点
《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
MCS51单片机原理及应用实验指导书
《MCS51单片机原理及应用》实验指导书唐山学院电工电子实验教学中心年月前言一．单片机原理实验的任务单片机原理实验是单片机原理及应用课程的一部分，它的任务是：1.通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、单片机应用系统的硬件设计及调试方法。
2.学习和掌握单片机应用系统程序设计技术。
3.提高应用计算机的能力及水平，提高逻辑思维及动手能力。
二．实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、单片机实验开发系统（见下图0-1），其中计算机是软件开发平台，主要完成程序编辑、编译、下载程序等任务；单片机实验开发系统是硬件开发平台，是基于51/196单片机的扩展实验系统。
计算机和单片机实验开发系统之间是通过RS232串行接口进行通信的。
图0-1 单片机原理实验设备单片机实验开发系统配有开关电源、单片机、晶振、存储器、可编程并行接口芯片、键盘显示控制芯片、24键键盘、六位LED数码管显示、A/D及D/A转换芯片、简单输出口2个、简单输入口1个、逻辑电平输入开关、发光二极管显示电路，并配有小直流电机、步进电机、继电器、音响等驱动电路。
在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合设计性实验项目。
所有的MCS51单片机原理及应用课程实验都是在这套实验系统上完成的。
三．对参加实验学生的要求1.阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确实验目的，了解内容和方法。
2.按实验指导书要求进行接线和操作，经检查和指导老师同意后再通电。
3.在实验中注意观察思考，记录有关数据和程序，并由指导教师复查后才能结束实验。
4.实验后应断电并返回WINDOWS下关闭计算机，整理实验台，恢复到实验前的情况。
5.认真写实验报告，按规定格式写出程序流程图、程序、并分析实验结果、完成思考题等。
字迹要清楚，结论要明确。
爱护实验设备，遵守实验室纪律。
*注：本实验指导书适用于MCS51单片机原理及应用A、单片机原理及应用B等课程。
目录第一章MC51单片机原理及应用实验 (3)实验一P1口实验（验证性） (3)实验二外部中断实验（验证性） (5)实验三定时器实验 (7)实验四串行口实验--串并转换实验 (9)实验五数码显示实验 (11)实验六A/D转换实验 (13)实验七数字电子钟实验（综合性） (15)实验八D/A转换实验 (16)实验九简单I/O口扩展实验 (18)实验十步进电机实验 (20)实验十一直流电机实验 (22)实验十二PC机与单片机串行通信实验 (24)实验十三继电器与电子音响实验 (26)实验十四8255可编程并行接口实验 (28)实验十五键盘显示接口实验 (30)第二章单片机开发实验系统及TMSD调试程序 (32)第一节单片机开发实验系统 (32)第二节TMSD源语言调试程序简介 (35)第一章MCS51单片机原理及应用实验实验一P1口实验一．实验目的1.学习P1口的使用方法。
第1章 MCS-51单片机结构
一个8位的CPU。 程序存储器：4KBROM。
128字节RAM。
两个16位可编程定时器/计数器。 可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器的控制电路。
32条可编程的I/O线（四个8位并行I/O端口）。
一个可编程全双工串行口。 具有两个优先级嵌套的中断结构。
★ 掌握51系列单片机各存储空间的地址分配、使用特点。
位名称
1.3 特殊功能寄存器
CY：进/借位标志,反映最高位的进位借位情况，加法为进位、 减法为借位。CY=1，有进/借位 ； CY=0，无进/借位。 AC：辅助进/借位标志,反映高半字节与低半字节之间的进/借 位，AC=1有进/借位； AC=0无进/借位 。 FO：用户标志位,可由用户设定其含义。 RS1，RS0：工作寄存器组选择位。 OV：溢出标志,反映补码运算的运算结果有无溢出 有溢出 OV=1，无溢出OV=0。 -：无效位。 P：奇偶标志,运算结果有奇个“1”，P=1；运算结果有偶个“1”， P=0。
1.5 引脚功能
8XX51单片机有44引脚的方形 封装和40个引脚的双列直插式封 装形式，最常用的40个引脚DIP 封装。
各个引脚的功能如下： Vss:接地端。 Vcc:电源端，接+5V。 XTAL1，XTAL2: 接外部晶体或外部时 钟。 RST/VPD：①复位信号输入。 ②接备用电源，当VCC掉电
在中断入口地址中通常用一条无条件转移指令，转到 中断处理子程序。
1.2.2 外部数据储存器
用于存放随机读写的数据；
外部数据存储器和外部I/O口统一编址。 控制信号相同，使用相同的MOVX指令访问。 最多可扩展64KB外部数据存储器
1.2.3 内部数据储存器
51单片机教学ppt精选全文完整版
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。
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； ﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列； ﹡LG公司的GMS90/97低压高速系列； ﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； ﹡Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。 *ARM公司
EXIT: RET
返
1）编程扫描方式(查询方式） 2）定时扫描方式 3）中断方式
返
1）取得键值的方法 ◆扫描法 ◆线反转法
2）键值与键号的对应
3）通过程序得到键号 分析：
返
中断结构图
返
中
断
处
理
中断请求
流
程
图
中断响应
中断服务
中断返回 返
1.中断源及矢量地址 2.与中断控制相关的寄存器 3.中断处理过程 4.中断请求源的撤销 5.中断服务程序设计（汇编）
IE1
P1.3
25H
26H
例15：设累加器的各位ACC.0-ACC.7分别记为X0-X7 编程 实现以下逻辑表达式功能。
Y=X0 X1 X2+X0 X1 X2+X0 X1 X2 X3+X4 X5 X6 X7
返
例16：用程序实现c=a2+b2，设a、b均小于10。a存 放在
第一章计算机基础知识及MCS51...
第一章 计算机基础知识及MCS-51单片机硬件结构1.1 数制与编码在计算机中，任何命令和信息都是以二进制数据的形式存储的。
本节将讲解常用的十进制、二进制、十六进制的含义及相互转换的方法。
1.1.1 二进制数二进制数只有两个数字符号：0和1。
计数时按“逢二进一”的原则进行计数。
在计算机中，二进制数的每一位是数据的最小存储单位。
将8位（bit ）二进制数称为一个字节（B ），字节是计算机存储信息的基本数据单位。
存储器的容量常用以下单位表示：1B=8bit 1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB 1024GB=1TB对于8位二进制数（D0～D7），各位所对应的值为7262524232221202例如：二进制数10110111，按位权展开求和计算可得210110111）（=1×72+0×62+1×52+1×42+0×32+1×22+1×12+1×02=128+0+32+16+0+4+2+1=()10183对于含有小数的二进制数，小数点右边第一位小数开始向右各位的权值分别为12-22-32-42-…1.1.2 十六进制数计算机在输入输出或书写时，可采用十六进制数表示相应的二进制数。
十六进制数有16个数字符号，其中0～9与十进制数相同，剩6个为A ～F ，分别表示十六进制数的确10～15，计数时按“逢十六进一”的原则进行计数。
为了便于区别不同进制的数据，一般情况下可在数据后跟一后缀： 二进制数用“B ”表示（如1001111B ） 十六进制数用“H ”表示（如3AH ） 十进制数用“D ”表示（如39D 或39） 1.1.3 不同数制之间的转换计算机中的数只能用二进制数表示，十六进制数适合读写方便的需要，日常生活使用的是十六进制数，计算机根据需要对各种进制进转换。
1．二进制数转换为十进制数对任意二进制数均可按权展开将其转化为十进制数。
第一章MCS-51系列单片机知识
单片机电子产品设计
主讲人：胡克满 2013年3月 E_mail：hukeman@ 办公室：3114（东校区） 电话：668181
第一章 MCS-51单片机基本知识
本章主要内容： 1.1 什么是单片机 1.2 单片微型计算机及单片微型计算机系统 1.3 MCS-51系列单片机分类 1.4 MCS-51系列单片机的内部结构及引脚 1.5 MCS-51系列单片机的内部数据存储器 本章重点： MCS-51系列单片机选型
单片机电子产品设计
1.5 MCS-51单片机内部数据存储器
MCS-51单片机的芯片内部有RAM和ROM两类存储器，
即所谓的内部RAM和内部ROM。
单片机电子产品设计
1.5.1内部数据存储器低128单元
30H ~7FH
20H ~2FH 18H ~1FH 10H ~17H 08H ~0FH 00H ~07H
单片机电子产品设计
微型计算机系统组成示意图如图所示。
微型计算机系统
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
CPU
运算器 控制器
输 出 接 口 电 路
输 出 设 备
+
存储器
软 件 系 统
硬件系统
单片机电子产品设计
（1）运算器 运算器是计算机的运算部件用于实现算术和逻辑运算。计算机的 数据运算和处理都在这里进行。 （2）控制器 控制器是计算机的指挥控制部件，使计算机各部分能自动协调地 工作。运算器和控制器是计算机的核心部分，常把它们合在一起称之 为中央处理器，简称CPU。 （3）存储器 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器又分 为内存储器和外存储器。例如实训中使用的EPROM2764。 （4）输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如键盘。 （5）输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果，以用户需要的形 式显示或保存，如显示器、打印机。
第一章 mcs51单片机的结构与原理
第一章MCS51单片机的结构与原理1．试比较MCS-51，MSP430，EM78，PIC，M6800及A VP等系列单片机的特点。
解：MCS-51为主流产品。
MSP430的功能较强。
是一种特低功耗的Flash微控制器。
主要用于三表及超低功耗场合。
EM78系列单片机采用高速CMOS工艺制造，低功耗设计为低功耗产品，价格较低。
具有三个中断源、R-OPTION功能、I/O唤醒功能、多功能I/O口等。
具有优越的数据处理性能，采用RISC结构设计。
PIC系列8位单片机是Microship公司的产品。
CPU采用RISC结构，运行速度快，价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。
Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。
其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。
A VR是增强RISC内载Flash的单片机，单片机内部32个寄存器全部与ALU直接连接，突破瓶颈限制，每1MHz可实现1MIPS的处理能力，为高速、低功耗产品。
端口有较强的负载能力，可以直接驱动LED。
支持ISP、IAP，I/O口驱动能力较强。
2．MCS-51系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件？各个逻辑部件的主要功能是什么？解：MCS-51单片机在片内集成了中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。
CPU是整个单片机的核心部件，由运算器和控制器组成。
运算器可以完成算术运算和逻辑运算，其操作顺序在控制器控制下进行。
控制器是由程序计数器PC（Program Counter）、指令寄存器IR（Instruction Register）、指令译码器ID（Instruction Decoder）、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路组成。
CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。
51单片机课件第一章
1.2.2单片机的发展趋势
（1）CPU功能增强
（2）内部资源增多 （3）引脚多功能化 （4）寻址范围增加 （5）超微型化
（6）低电压和低功耗
1.3 单片机应用
电讯方面
工业方面
汽车方面
民用方面 数据处理方面
仪表方面
1.4 MCS-51单片机
1.4.1 MCS-51系列单片机
MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片 机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如 8031，8051，8751，8032，8052，89C51等，其中 8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是 在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的， 所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机， 而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多 场合会看到8031的名称。
1.2 单片机的发展历史及发展趋势 1.2.1 单片机的发展历史 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，目前8位单片机仍在广泛使用。 第一代：1974~76，起步阶段 特点：制造工艺落后，集成度低，采用双片形式 典型代表：美国仙童（Fairchild）公司F8系列 第二代：1976~78，低性能单片机阶段 特点：性能低，品种少，应用范围不广（比较简单 场合） 典型代表：Intel公司的MCS-48型，8位单片机 采用8位CPU、2个 I/O口、8位定时器/计数器、简单 中断，寻址小于4K，且无串行口。
单片机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 设 备
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件 系
统
单片机内部结构示意图
第1章 MCS-51单片机结构
第1章 MCS-51单片机结构
1.2.2
外部数据存储器
用于存放随机读写的数据。 外部I/O口地址影像区。 MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口实行统一编址 ， 并使用相同的RD WR作选通控制信号，均使用 MOVX 指令访 问。 MCS-51 单片机最多可扩展64KB外部数据存储器
1.2.3 内部数据储存器
MCS-51仅能实现两个8位二进 制数的算术逻辑运算！
第1章 MCS-51单片机结构
2. 控制器
（1）组成： 定时与控制部件，复位电路，程序计数器 （PC），指令寄存器、指令译码器，数据指针 （DPTR）,堆栈指针（SP）等 （2）作用：产生计算机所需的时序，控制程序自动执行。
外RAM, EPROM, 外I/O CPU
第1章 MCS-51单片机结构
程序存储器中的几个特殊地址的使用：
地址
0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H
用途
复位操作后的程序入口 外部中断0服务程序入口 定时器0中断服务程序入口 外部中断1服务程序入口 定时器1中断服务程序入口 串行口中断服务程序入口
串行口中断入口 T1中断入口 T0中断入口 中断入口 INT1
在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低地 址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内部程序储 存器），而在8031片内，则无内部程序储存器， 必须外部扩展EPROM。MCS-51单片机中64KB内、外 程序储存器的地址是统一编排的。
第1章 MCS-51单片机结构
8031单片机无内部程序存储器，地址从0000H～ EA 应始终接地， FFFFH都是外部程序存储空间。 对于内部有ROM的单片机（51、52系列） ， EA 引脚接高电平，使程序从内部ROM开始执行。当PC 值超出内部ROM的容量时，会自动转向外部程序存 储器空间。外部程序存储器地址空间为1000H～ FFFFH。 访问程序存储器使用MOVC指令。 单片机执行程序时由PC 指示地址, 复位时PC内 容为0000H, 由此, 程序必须从0号单元开始存放.
新版MCS-51单片机答案,哈工大,嘿嘿---前六章
第一章1－3：单片机与普通计算机的不同之处在于其将（）（）和（）三部分集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口1－8：8051与8751的区别是：A、内部数据存储但也数目的不同B、内部数据存储器的类型不同C、内部程序存储器的类型不同D、内部的寄存器的数目不同答：C第二章2－4：在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为（）。
答：2us。
2－6：内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为（）。
答：26H2－7：若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为（）。
答：02－8：判断下列说法是否正确：A、8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。
B、区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。
C、在MCS-51中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。
D、PC可以看成使程序存储器的地址指针。
答：错、错、对、对2－9：8031单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（），因上电时PSW=（）。
这时当前的工作寄存器区是（）组工作寄存器区。
答：04H、00H、02－11：判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？A、DPTR是可以访问的，而PC不能访问。
B、它们都是16位的存储器C、它们都有加1的功能。
D、DPTR可以分为两个8位的寄存器使用，但PC不能。
答：对、对、对、对2－13：使用8031芯片时，需将/EA引脚接（）电平，因为其片内无（）存储器。
答：低、程序2－14：片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分？各部分的主要功能是什么？答：工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区，功能（略）2－15：判断下列说法是否正确A、程序计数器PC不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。
B、内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。
C、8031共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可以用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。
第1章 MCS-51单片机的组成及结构
3．开发手段：
硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行， 用示波器、万用表也可使用逻辑分析仪。软件调试目前多用 KEIL51软件，它集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、 PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，是目 前对单片机进行调试最好的软件之一。
22
4．开发工具：
设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和 RAM暂时出借给用户控制板（控制系统），利用开发系统进 行调试，然后把调试好的程序固化到EEPROM中。
25
▪ 调试——硬件仿真器
目标系统 硬件仿真器
开发软件 26
▪ 调试
开发软件 通信数据线 目标系统
27
▪ 程序下载——使用ISP（In System Program在系统
编程）ISP软件
下载线 目标系统
28
1.1.3 MCS-51的应用特性
MCS-51系列单片机已有十多种产品，可分为两大系列：51 子系列和52子系列。
6
(2) 通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和 CPU对数据的存取速度。
单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接 挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址 来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。
7
(3) 通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键 盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接 外设，能达到即插即用。
30
2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内 FlashEEROM，内存储器，8个中断源，4个优先级，3 个定时/计数器，功能更加强大。
3）以CPU为核心，将A/D，D/A，前置电路和显示接口电路 等全部进行嵌入设计后，烧写在一个芯片中，从而使系Байду номын сангаас简 化，实现了真正的“系统单片机”的应用设计.
MCS-51单片机(完整版)
智能仪表
单机应用 机电一体化产品
智能接口
单片机应用
智能民用产品 功能集散系统
多机应用 并行多控制系统
局部网络系统 是指在一个应用系统中，使用多个单片机。
2 单片机芯片的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的逻辑结构及信号引脚
2.1.1 MCS-51单片机基本结构框图
输入输出接口 （I/O）
控制与运算单元 （CPU）
1.2 单片机的发展 1.2.1 单片机的发展概述
1946 第一台计算机诞生 1971 第一个微处理器诞生 1976 MCS-48(8位) 1980 MCS-51(8位) 1983 MCS-96(16位) 80年代末 Motorola 680X
Zilog Z-8
Rockwell 650X•••
当前： (1) MCS-51、MCS-96系列发 展(2。) PIC (Microchip公司) (3) ARM (4) 凌阳单片机 (5) AVR
1.3.1 单片机的特点
长寿命 体积小 低电压与低功耗
低噪声与高可靠性技术
总而言之，单片机具有集成度高、功能强、体 积小、功耗低、使用方便、价格低廉等优点。
第一章 单片机概述
1.1 单片机的概念
1.2 单片机的发展
1.3 单片机的应用
1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用领域
是指在一个应用系统中，只用一个单片机。 测控系统
外接晶体引线端
2.1.3 MCS-51的信号引脚 1. 信号引脚介绍 2. 信号引脚的第二功能
• P3口线的第二功能
口线
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
第二功能 RXD TXD INT0 INT1 T0 T1 WR RD
MSC-51单片机基本结构——第1讲
P1锁存器
P3锁存器
PC增 1
PC
DPT R
OS C XTAL1 XTAL2
P1驱动器 P1.0-P1.7
P3驱动器 P3.0-P3.7
23
80C51的内部结构
XTAL2
XTAL1
时钟电路
ROM/EPROM/FLASH 4K 字节
RAM 128字节 SFR 21个
CPUΒιβλιοθήκη 总线控制中断系统 5中断源、2优先级
单片机原理与应用
1
主要教学环节
课堂教学 紧跟老师讲课思路，搞清基本概念，注意解 题方法和技巧。
习题 独立完成作业，按时交作业。
实验 注意理论联系实际，掌握程序编制的方法， 仿真调试与物理实验验证相结合。
课外补充 复习：数字电路与模拟电路 自学：keil51编译环境。
2
课程成绩确定方法：
本课程将注重过程，采用过程评价体系。成绩主要 由平时成绩、上机实验、考试成绩三部分组成。每项 说明如下： 1.平时成绩：到课率、迟到早退情况、作业情况、回 答问题情况、上课情况等 2.实验：实验准备情况及平时做实验的完成情况 3.考试：闭卷，卷面考试成绩
128 2 128 2 128 2 128 2
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
256 3 256 3 256 3
32 UART 12 32 UART 12 32 UART 12
128 2 128 2 128 2
32 UART 32 UART 32 UART
操作系统 编译系统
软件
应用软件
数据库管理系统
字处理软件 计算机辅助设计软件 图形软件
...
《新编MCS-51单片机应用设计》第三版 (张毅刚 彭喜元 著)-阳光大学生网
欢迎光临阳光大学生网,提供最全面的大学生课后习题答案和复习试题免费下载，/阳光大学生网我们希望呵护您的眼睛，关注您的成长，给您一片绿色的环境，欢迎加入我们，一起分享大学里的学习和生活感悟，免费提供:大学生课后答案，大学考试题及答案，大学生励志书籍。
第一章单片机概述1.2除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。
1.3单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）三部分集成于一块芯片上。
4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？答：单片机的发展历史可分为四个阶段：第一阶段（1974年----1976年）：单片机初级阶段。
第二阶段（1976年----1978年）：低性能单片机阶段。
第三阶段（1978年----现在）：高性能单片机阶段。
第四阶段（1982年----现在）：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段1.5单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？答：单片机根据其基本操作处理的位数可分为：1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机和32位单片机。
1.6MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？答：基本芯片为8031、8051、8751。
8031内部包括1个8位cpu、128BRAM，21个特殊功能寄存器（SFR）、4个8位并行I/O 口、1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩EPROM芯片。
8051是在8031的基础上，片内又集成有4KBROM，作为程序存储器，是1个程序不超过4KB的小系统。
8751是在8031的基础上，增加了4KB的EPROM，它构成了1个程序小于4KB的小系统。
用户可以将程序固化在EPROM中，可以反复修改程序。
1.7MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么？答：共同点为它们的指令系统相互兼容。
不同点在于MCS-51是基本型，而80C51采用CMOS 工艺，功耗很低，有两种掉电工作方式，一种是CPU停止工作，其它部分仍继续工作；另一种是，除片内RAM继续保持数据外，其它部分都停止工作。
第1章 MCS-51单片机结构
ROM
(I/O口 地址)
7FH 通用 RAM区
1000H 位寻址区 工作寄 存器区 0000H 外部数据存储器 （b） 0000H 0FFFH 0FFFH 外部 内部 ROM ROM (EA=1) (EA=0) 0000H
30H 2FH 20H 1F H 00H
内部数据存储器 （a）
程序存储器
（c）
图1-6
第1章 MCS-51单片机结构
P0.0～P0.7：P0口，数据/低八位地址复用总线端口。 P1.0～P1.7：P1口，静态通用端口。 P2.0～P2.7：P2口，高八位地址总线端口。 P3.0～P3.7：P3口，双功能静态端口。
在增强型的52系列单片机中，P1.0、P1.1除为端口
线外，还为定时/计数器2的外部引脚 T2和T2EX。
哈佛结构：ROM和RAM地址空间分开，两者可以有相同的地址。如
8XX51单片机。
第1章 MCS-51单片机结构
从物理空间看,MCS-51有6个存储器地址空间：
（1）片内程序存储器 8031无内部ROM；其他一般为4kB/8kB （2）片外程序存储器 64kB ROM （3）片内数据存储器 128B/256B RAM
图1-6
第1章 MCS-51单片机结构
ALE/PROG： ①ALE （Address locked enable）地址锁存 允许。 访问外部存储器时，ALE为低8位地址锁 存允许输出信号端。ALE输出脉冲的频率为振荡 频率的1/6。 ②PROG 对8751单片机片内 EPROM 编程时， 编程脉冲由该引脚引入。 （3）用示波器查看ALE检查单片机好坏。 PSEN：程序存储器允许。输出读外部程序存储 器的选通信号。 EA/VPP： ① EA =0，单片机只访问外部程序存储器。 EA =1，单片机访问内部程序存储器。 ②在8751单片机片内EPROM编程期间，此引脚 引入21V编程电源VPP。
51单片机的基础知识
MCS-51 单 片 机 基 础
EA 控 制 RST N ALE 和 指 寄 定 存 时 器 OSC
RAM
P0口锁存器
P2口锁存器
EPROM/ROM
程序地址 寄存器 栈指示器SP 缓冲器 B寄存器 TMP2 TMP1 PC值 递增器 ALU 口 PSW 器 PC
ACC
DPTR
P1口锁存器
P3口锁存器
T1
MCS-51 单 片 机 基 础
定时/计数器 定时 计数器
并行接口
串行接口
中断系统
TXD RXD
INT0 INT1
P0 P1 P2 P3
MCS-51单片机的基本结构 单片机的基本结构
湘潭大学职业技术学院 李志斌
P0.0 ~ P0.7
P2.0 ~ P2.7
P0口驱动器
P2口驱动器
RAM 地址 寄存器
湘潭大学职业技术学院 李志斌
MCS-51
湘潭大学职业技术学院
李志斌
P3口各位的第二功能
P3口引脚 口引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 第二功能 RXD（串行口输入端） （串行口输入端） TXD（串行口输出端） （串行口输出端） INT0(外部中断 输入 外部中断0输入 外部中断 输入) INT1(外部中断 输入 外部中断1输入 外部中断 输入) T0（定时器0外部输入） （定时器 外部输入） 外部输入 T1（定时器 外部输入） 外部输入） （定时器1外部输入 WR（外部数据存储器写脉冲输出） （外部数据存储器写脉冲输出） RD（外部数据存储器读脉冲输出） （外部数据存储器读脉冲输出）
P1口驱动器
P3口驱动器
P1.0 ~ P1.7
51单片机基础知识试题题库(含答案)
51单片机基础知识试题题库（含答案）第1章习题参考答案一、填空题：1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。
2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。
3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于1000H时，访问的是片内ROM。
4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。
5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是00H~1FH6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。
7、PSW中RS1RS0=10时，R2的地址为12H8、PSW中RS1RS0=11时，R2的地址为1AH9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第0组，8个寄存器的单元地址为00H~07H10、PC复位后为0000H11、一个机器周期=12个振荡周期=6个状态周期。
12、PC的内容为将要执行的指令地址13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为2u14、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为26H15、若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为016、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为04H，因上电时PSW= 00H这时当前的工作寄存器区是第0工作寄存器区。
17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片内无程序存储器。
18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区和用户RAM区19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把PC的内容入栈，以进行断点保护。
调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到PC20、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS－51的PC是16位的，因此其寻址的范围为64KB。
21、MCS-51单片机片内RAM的寄存器共有32个单元，分为4组寄存器，每组8个单元，以R0~R7作为寄存器名称。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
外部中断
控制
P0 P1 P2 P3 串行输出 串行输入
图1-1 ( 图中“/” 两边分别为基本型和增强型 )
1.1.2 CPU
CPU是单片机的核心部件。它由运算器和控制器 等部件组成。
1. 运算器 运算器的功能是
• 进行算术运算：加、减、乘、除、加1、减1、比较 BCD码十进制调整等
• 逻辑运算：与、或、异或、求反、循环等逻辑操作 • 位操作：内部有布尔处理器，它以进位标志位C为
复位操作后的程序入口
0003H
外部中断0服务程序入口
000BH
定时器0中断服务程序入口
0013H
外部中断1服务程序入口
001BH
定时器1中断服务程序入口
0023H
串行口中断服务程序入口
由于两入口地址之间的存储空间有限，因此在 编程时，通常在这些入口地址开始的两三个地址单 元中，放入一条转移类指令，已使相应的程序转到 指定的程序存储器区域中执行。
单片机微型计算机与 接口技术
第1章 MCS-51单片机结构
李芳主编
内容提要
• MCS-51单片机内部结构 •存储器 • 特殊功能寄存器 • 时钟电路和复位电路 • 引脚
MCS-51系列单片机有多种型号的产品： 普通型（51子系列） 8051、8031、8751、89C51、89S51等。 增强型（52子系列） 8032、8052、8752、89C52、89S52等。 它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。 • 8031片内没有程序存储器 • 8051内部设有4KB的掩模ROM程序存储器 • 8751是将8051片内的ROM换成EPROM • 89C51则换成4KB的闪速EEPROM • 89S51结构同89C51， 4KB的闪速EEPROM可在线编
指令寄存器中存放指令代码。CPU执行指令 时，由程序存储器中读取的指令代码送入指令存 储器，经指令译码器译码后由定时与控制电路发 出相应的控制信号，完成指令功能。
1.2 存 储 器
MCS-51的储存器结构与常见的微型计算机的配置方法 不同,它将程序存储器和数据存储器分开,各有自己的寻 址方式、控制信号和功能。 程序存储器用来存放程序和始终要保留的常数。 数据存储器存放程序运行中所需要的常数和变量。
1.2.2 外部数据存储器
• 用于存放随机读写的数据。 • 外部I/O口地址影像区。
MCS-51单片机的外部数据存储器和外部I/O口 实行统一编址 ，并使用相同的 RD WR 作选通控制 信号，均使用 MOVX 指令访问。 • MCS-51 单片机最多可扩展64KB外部数据存储器
1.2.3 内部数据储存器
② R0与R1可作间址寄存器使用。
使用时应注意：
32个单元的寄存器区分为四组，使用时只能选其中 一组寄存器。
• 寄存器的选组由程序状态字PSW的RS1和RS0位定。
RS1 RS0
选寄存器组
0
0
程 • 增强型的存储容量为普通型的一倍
本课以 8XX51 代表这一系列的单片机。
51系列单片机内部结构如图1-1所示。
基准频率源
计数脉冲
振荡器及 定时电路
4KB/8KB 程序存储器
128/256B 数据存储器
2/3个16位 定时/计数器
CPU
内部中断
64KB
总线扩展控制
可编程 并行I/O口
可编程 串行I/O口
外部 RAM
00H RAM
0000H
程序存储器
内部数据存储Biblioteka 外部数据存储器图1-2 MCS-51单片机的存储器逻辑结构
引脚 EA 的接法决定了程序储存器的0000～ 0FFFH 4KB地址范围是在单片机片内还是片外。
1.2.1 程序储存器
程序存储器用来存放编制好的始终保留的 固定程序和表格常数。程序储存器以程序计数 器 PC 作为地址指针，通过16位地址总线，可 寻址的地址空间为64KB。
对于内部有ROM的单片机（51、52系列）
， EA 引脚接高电平，使程序从内部ROM开始 执行。当PC值超出内部ROM的容量时，会自动 转向外部程序存储器空间。外部程序存储器 地址空间为1000H～FFFFH。
访问程序存储器使用MOVC指令。
• 程序存储器中的几个特殊地址的使用：
地址
用途
0000H
片内数据存储器、片外数据存储器
片内、片外统一编址的程序存储器
MCS－51的存储器逻辑结构如图1-2所示。
FFFFH 1000H
外部 ROM
H0000
0FFFH
0FFFH
外部ROM
内部ROM
(EA=0）
(EA=1)
8031
H0000
8051
FFFFH
地址重叠
FFH
特殊功能
（增强型）
80H
寄存器
7FH 内部数据
从物理空间看,MCS-51有四个存储器地址空间： 片内数据存储器、片外数据存储器 片内程序存储器、片外程序存储器
MCS-51存储器物理结构见下图所示：
内部数据 存储器
外部程序 存储器
外部数据 存储器
内部程序 存储器
(ROM)
(RAM)
8XX51
MCS-51存储器物理结构
从逻辑上看,MCS-51有三个存储器空间：
内部数据存储器是使用最多的地址空间， • 存放随机读写的数据 • 通用寄存器区
• 堆栈区 • 运算操作数存放区
指令（算术运算、逻辑运算、位操作运算 等）的操作数只能在此地址空间或特殊功能寄存 器地址空间。 内部数据存储器的地址分配
51 系列单片机内部数据存储器地址范围为00～ 7FH。各区域地址见下表。 （1）地址 0～1FH的前32个单元称为寄存器区 • 用途：① 作通用寄存器R0～R7。
位累加器，用来处理位操作。可对位置 “1”、对 位清零 、位判断等。 操作结果的状态信息送至状态寄存PSW。
2.程序计数器PC 程序计数器PC是16位的寄存器，用来存放即
将要执行的指令地址，可对64KB程序存储器直接 寻址。执行指令时，PC内容的低8位经P0口输出， 高8位经P2口输出。 3.指令寄存器
在8051/8751/89C51 片内，分别内置最低 地址空间的4KB ROM/EPROM程序储存器（内部程 序储存器），而在8031片内，则无内部程序储 存器，必须外部扩展EPROM。MCS-51单片机中 64KB内、外程序储存器的地址是统一编排的。
8031单片机无内部程序存储器，地址从 0000H～FFFFH都是外部程序存储空间。EA 应 始终接地，