MCS-51單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用/sundae_meng本課程是學(xué)習(xí)和掌握

單片機硬件知識和匯編語言程序設(shè)計入門課程，也是一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。

學(xué)習(xí)和掌握微型單芯片計算機的基本組成、工作原理、接口電路、硬件連接及匯編語言程序設(shè)計方法，建立單片機系統(tǒng)的整體概念，培養(yǎng)初步的單片機系統(tǒng)硬、件軟設(shè)計能力。課程性質(zhì)、目的和任務(wù)/sundae_meng本課程的基本情況課程性質(zhì):專業(yè)課程先修課程:數(shù)字電路，模擬電路，微機原理。后續(xù)課程:機電裝備設(shè)計教材:

《MCS-51系列單片機系統(tǒng)及應(yīng)用》高教出版社考核:五級記分

閉卷筆試70％＋平時成績30％

/sundae_meng學(xué)單片機需要具備的條件與以前所學(xué)的知識關(guān)聯(lián)較少；對器件的概念基本上是從“0”開始；所有同學(xué)都站在同一起跑線上；/sundae_meng課程主要內(nèi)容單片機的基礎(chǔ)知識及結(jié)構(gòu)原理（8學(xué)時）單片機的指令系統(tǒng)及程序設(shè)計（8學(xué)時）單片機的擴展技術(shù)及應(yīng)用（8學(xué)時）機電一體化技術(shù)及應(yīng)用（2學(xué)時）實驗（6學(xué)時）/sundae_meng2.掌握軟件設(shè)計與調(diào)試的基本技能

1)匯編語言指令功能

2)程序設(shè)計與調(diào)試本課程的重點1.掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及原理

1)芯片內(nèi)部編程結(jié)構(gòu)

2)芯片引腳外部特性3.掌握單片機的擴展技術(shù)及應(yīng)用

1)

存儲器擴展譯碼電路與地址譯碼2)I/O擴展/sundae_meng什么是單片機單片機的應(yīng)用緒論單片機的結(jié)構(gòu)特點/sundae_meng微型計算機的應(yīng)用形態(tài)從應(yīng)用形態(tài)上，微機可以分成三種：

◆多板機（系統(tǒng)機）將CPU、存儲器、I/O接口電路和總線接口等組裝在一塊主機板（即微機主板）。各種適配板卡插在主機板的擴展槽上并與電源、軟/硬盤驅(qū)動器及光驅(qū)等裝在同一機箱內(nèi)，再配上系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了一臺完整的微型計算機系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)機）。工業(yè)PC機也屬于多板機。/sundae_meng

◆單板機將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺單板微型計算機（簡稱單板機）。/sundae_meng

◆單片機在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機，即單片機。三種應(yīng)用形態(tài)的比較：單板機單片機系統(tǒng)機（多板機）/sundae_meng一、什么是單片機1.微型計算機硬件結(jié)構(gòu)運算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)/sundae_meng運算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)2、單片微型計算機（單芯片微型計算機）

把CPU、RAM、ROM、I/O接口電路、定時器/計數(shù)器等器件集成在一個芯片上的微型計算機。

SingleChipMicrocomputer單片機/sundae_mengCPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備軟件系統(tǒng)+單片微型計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)3、單片微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)/sundae_meng1）單片機硬件系統(tǒng)

單片機、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。

匯編語言編寫二進制機器語言源程序目標(biāo)程序

ADDA,#08H0010010000001000匯編程序2）單片機軟件系統(tǒng)（1）監(jiān)控程序（操作系統(tǒng)OS）（2）應(yīng)用程序（二進制目標(biāo)代碼）/sundae_meng二、單片機的結(jié)構(gòu)特點1、存儲結(jié)構(gòu)采用ROM和RAM嚴(yán)格分開的哈佛結(jié)構(gòu)，可分為內(nèi)部ROM、RAM，外部ROM、RAM。2、引腳采用分時復(fù)用技術(shù)由于芯片集成度高，而引腳又不宜過多，因此將部分引腳設(shè)計為多功能的。例如，地址總線和數(shù)據(jù)總線采用分時復(fù)用。/sundae_meng3、特殊(專用)功能寄存器

采用特殊功能寄存器(SFR)來控制單片機的功能狀態(tài)。4、全雙工串行接口

內(nèi)部具有全雙工串行接口，可實現(xiàn)單機或多機通訊，為實現(xiàn)分布式控制系統(tǒng)提供了可能。5、布爾處理器內(nèi)部具有布爾處理器，可十分方便的進行二進制位邏輯運算，進行組合邏輯設(shè)計。/sundae_meng三、單片機的特點及應(yīng)用1.單片機的特點

1）體積小，重量輕電源單一，功耗低功能強，價格低2）運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高/sundae_meng2.單片機應(yīng)用

工業(yè)方面民用方面儀表方面電訊方面

數(shù)據(jù)處理方面汽車方面/sundae_meng3.單片機種類

◆生產(chǎn)廠商（P5）美國微芯片公司:PIC16C××系列、PIC17C××系列、PIC1400系列，美國英特爾公司的MCS-48和MCS-51

系列，美國摩托羅拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美國齊洛格公司的Z8系列，日本電氣公司的μPD78××系列，美國莫斯特克公司和仙童公司合作生產(chǎn)的F8（3870）系列ATMEL公司的AT89系列等。/sundae_meng1-1MCS-51系列單片機介紹1-2MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)和原理1-3MCS-51系列單片機的內(nèi)部資源1-4MCS-51系列單片機的工作方式1-5MCS-51系列單片機的時序1-6MCS-51單片機外部擴展常用芯片第一章

MCS—51單片機的結(jié)構(gòu)和原理/sundae_meng一、MCS-51系列型號型號片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器8031NO128Bytes80514KROM128Bytes87514KEPROM128Bytes8032NO256Bytes89C514KE2PROM128Bytes89C528KE2PROM256Bytes89C20512KE2PROM128Bytes1-1MCS-51系列單片機介紹/sundae_meng

在功能上，該系列單片機有基本型和增強型兩大類：增強型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C31/sundae_meng二、MCS-51系列單片機基本配置

51子系列:基本型52子系列：增強型

ROM4KB8KBRAM128B256B

定時/計數(shù)器2個3個中斷源5個6個

1、子系列配置/sundae_meng4、型號標(biāo)記中有C的與無C芯片其制造工藝不同,

有C（CHMOS工藝）的是低功耗型。

MOS:Metal-Oxide-Semiconductor即半導(dǎo)體金屬氧化物

HMOS:高密度短溝道MOS工藝

CMOS:ComplementaryMetalOxideSemiconductor指互補金屬氧化物

CHMOS:是CMOS和HMOS的結(jié)合2、31（32）片內(nèi)無

ROM,51(52)片內(nèi)有ROM；3、80有普通ROM,87有EPROM，89有E2PROM/sundae_meng1-2MCS-51系列單片機結(jié)構(gòu)原理一、8051內(nèi)部組成（P11）CPUROMRAM定時/計數(shù)并行口串行口中斷源

總線P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1T0T1控制電路時鐘電路/sundae_mengD7D6D5D4D3D2D1D00000000011111111128+64+32+16+8+4+2+1=255

可處理數(shù)據(jù)：－128～＋127十進制0十進制

2551、中央處理器CPU：8位，運算和控制功能/sundae_meng3、內(nèi)部掩膜ROM

：4KB（4×1024字節(jié)）4、定時/計數(shù)器：2個16位的加一計數(shù)器2、內(nèi)部RAM

：256B（字節(jié)）高128B設(shè)置專用寄存器低128B用戶可使用/sundae_meng5、并行I/O口：P0、P1、P2、P3，4×8位共32線6、串行口：一個全雙工串行口半雙工：分時收發(fā)單工：只能收或發(fā)全雙工：同時收發(fā)/sundae_meng7、中斷源5個：

2個外中斷:INT0,INT12個定時/計時中斷1個串行中斷/sundae_meng8、時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率1.2MHZ-12MHZ9、控制電路：可尋址64KB外部ROM和64KB外部RAM的/sundae_meng1、MCS-51單片機信號引腳簡介

(P9圖2-1)

P3口線的第二功能（P15）VSSXTAL2

XTAL1P0.0

P0.1

P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0

P1.1

P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0

P3.1

P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7(2)、振蕩電路：XTAL1、XTAL2(3)、復(fù)位引腳：RST(4)、并行口：P0、P1、P2、P3(7)、ALE：地址鎖存控制信號(1)、電源線：VCC(+5V)、VSS(地)EAPSEN(5)、EA：訪問內(nèi)外程序存儲控制信號(6)、PSEN：外部ROM讀選通信號RXD/

TXD/

INT0/INT1/

T0/

T1/

WR/

RD/1

2

3

4

5

6

7

8

9

10111213141516171819

2040

39

38

37

36

35

34

33

32

313029282726252424222180318051875189C511、管腳圖二、MCS-51系列單片機引腳VCCRST/sundae_meng2、引腳的二功能EA/VppPSENALE/PROG803180518751P0P2VccP1P3VssRST/VPDXTAL1XTAL2RXD/

TXD/

INT0/INT1/

T0/

T1/

WR/

RD//sundae_meng2）EPROM存儲器程序固化時需要的信號:3）備用電源輸入引腳：RST/VPD

。1）P3口線的二功能：RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7ALE/PROG:編程脈沖EA/Vpp:編程電壓＋21V/sundae_meng三、片外三總線結(jié)構(gòu)(P9圖2-1)1、地址總線（AB）由P0，P2口提供16位地址2、數(shù)據(jù)總線（DB）由P0口提供8位數(shù)據(jù)3、控制總線（CB） 由P3口和RST、EA、ALE、PSEN

組成/sundae_meng/sundae_meng小結(jié)：什么是單片機

把CPU、RAM、ROM、