单片机原理与应用（第3版）全套PPT课件.pptx

单片机原理与应用(第3版)电子工业出版社第1章 MCS-51单片机结构及原理内容提要及学习要求1．单片机的概念、分类及应用领域。2．单片机从硬件角度看由中央处理器CPU、程序存储器及数据存储器、多种输入/输出口（I/O）组成，从软件角度看是通过程序控制单片机各部分的运行，重点介绍MCS-51系列单片机中央处理器、各种存储器、寄存器、输入/输出口、复位方法等。这些都是与程序有关的基础知识。3．单片机的发展概况，单片机的基础知识以及单片机原理和应用技术。 1.1 单片机1.1.1 单片机的概念1．单片机的组成一个最基本的微型计算机通常由以下几部分组成：（1）中央处理器（CPU），包括运算器、控制器和寄存器组。（2）存储器，包括ROM（只读存储器）和RAM（静态可读/写存储器）。（3）多种输入/输出（I/O）接口，与外部输入/输出设备连接。2．单片机的特点3．单片机的发展概况 1.1 单片机1.1.2 单片机的应用领域单片机的主要应用领域有以下几方面。1．智能化产品2．智能化仪表3．智能化测控系统4．智能化接口 1.1 单片机1.1.3 单片机的产品介绍1．MCS-48系列单片机2．MCS-51系列单片机 3．MCS-96系列单片机1.1.4 单片机的学习方法 1.2 MCS-51系列单片机的结构和引脚1.2.1 MCS-51引脚及功能说明 1.1 单片机1.2.2 MCS-51单片机的结构方框图1．MCS-51的核心电路MCS-51系列单片机的典型芯片是8051。其内部结构方框图如图1.4所示。2．中央处理单元CPU 运算器控制器 1.3 MCS-51单片机存储器结构1.3.1 存储器的特点 存储器具有的特点如下：（1）程序存储器和数据存储器截然分开，各有自己的寻址系统、控制信号和特定的功能。（2）单片机中与存储器有关的名称有：程序存储器和数据存储器、内部存储器和外部存储器、字节地址和位地址。（3）工作寄存器以RAM形式组成，I/O接口也采用存储器方式工作。工作寄存器、I/O口锁存器和数据存储器RAM在单片机中统一编址。（4）具有一个功能很强的布尔处理器，可寻址位空间有256位。 1.3 MCS-51单片机存储器结构1.3.2 MCS-51具有的存储器编址空间MCS-51单片机寄储器结构分布图如图1.6所示。它有6个编址空间，有4个物理存储器空间：即由PC作地址指针的片内4KB（0000H～0FFFH）程序存储器；片外4K+60KB（0000H～FFFFH）程序存储器；由数据指针作地址的片外64KB数据存储器；片内8位地址的128字节RAM（00H～7FH）和特殊功能寄存器（80H～FFH），这里数0-9、A-F表示十六进制的16个数。并且在以后用字母A-F表示数据最高位时，常在前面加0，以区别于英文字母。 1.3 MCS-51单片机存储器结构1.3.3 数据存储器（1）外部数据存储器。外部数据存储器以16位的DPTR和@Ri内容作为地址指针（高8位为默认地址），可寻址64K字节空间。/作为数据存储器的读/写控制信号。 （2）内部数据存储器。MCS-51内部有128个字节的数据存储器RAM，它们可以作为数据缓冲器、堆栈、工作寄存器和软件标志等使用。① 工作寄存器区。② 位寻址空间。③ 堆栈和数据缓冲区。 1.3 MCS-51单片机存储器结构1.3.4 特殊功能寄存器SFR（专用寄存器）特殊功能寄存器大致可以分为两类，一类与I/O有关，即P0，P3；另一类做芯片内部功能控制用。其中有11个特殊功能寄存器既可字节寻址，又可位寻址。如表1.4中带＃的部分，对应位寻址如表1.3所示。 1.4 并行输入/输出口、时序、复位1.4.1 并行输入/输出口（I/O）1．I/O端口的特点I/O端口具有如下特点：（1）4个并行I/O端口都是双向的。P0口为漏极开路驱动；P1，P2，P3口均具有内部上拉电阻驱动，它们有时被称为准双向口。（2）所有32条并行I/O线都能独立地用做输入或输出，还可以进行位操作。（3）当并行I/O线作为输入时，该口的锁存器必须先写入“1”，这是一个重要条件，否则，输出口锁存器让口线为“0”，而使输入不能为1，从而使输入可能无效（可能读入全0）。即当外电路输入1时，读入的是锁存器输出的0。 2．各口功能 3．端口结构 1.4 并行输入/输出口、时序、复位 图1.9 单片机P2口结构 图1.10 1.4 并行输入/输出口、时序、复位1.4.2 时钟和CPU时序1．振荡器和时钟电路2．CPU时序 1.4 并行输入/输出口、时序、复位1.4.3 复位、掉电处理1．复位2．掉电处理3．低功耗方式 本 章 小 结本章介绍了以下内容：1．单片机的概念，单片机的系统：中