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1、单片机原理及应用系统设计复习提纲第1 章 单片机概述一、单片机的概念P.12在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM、定时/计数器、中断控制器以及串行口,并行I/O接口等,构成的一个完整的微型计算机系统。 二、单片机的特点P.12 (1)小巧灵活、成本低、易于产品化 (2)可靠性高、适用的温度范围宽 (3)易扩展、控制功能强 (4)指令系统相对简单,较易掌握三、单片机的分类P.8-111.按片内不同程序存储器的配置来分(1)片内带Mask ROM(掩膜ROM)型 (2)片内带EPROM型 (3)片内无ROM(ROMLess)型2.按片内不同容量的存储器配置来分(1)51子系列型 (2)52子系
2、列型3.按芯片的半导体制造工艺上的不同来分(1)HMOS工艺型 (2)CHMOS工艺型4.AT89系列单片机分类第2 章 MCS-51 系列单片机的内部结构一、MCS-51单片机的内部结构P.13-17时钟电路CPUROMRAMT0 T1中断系统串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 INT1 INT1定时计数器中央处理器CPU:8位,运算和控制功能内部RAM:共256个RAM单元,用户使用前128个单元,存放可读写数据,后128个单元被SFR占用。通常内部RAM指的是前128B,即00H-FFH。 内部ROM:4KB FLASH ROM,用于存放程序、原始数据和表格。定
3、时/计数器:2个16位的定时/计数器,实现定时或计数功能。并行I/O口:4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。 串行口:一个全双工串行口。中断控制系统:5个中断源 时钟电路:可产生时钟脉冲序列二、MCS-51单片机的外部引脚:控制引脚ALE、RST、的功能P.19ALE: 地址锁存有效信号输出端RST: 复位引脚:外部ROM读选通信号:片外程序存储器选择信号 :外部RAM读选通信号输出端,低电平有效:外部RAM写选通信号输出端,低电平有效三、单片机的存储器组织结构:存储器空间、寻址范围、功能P.19-22计算机的存储器结构有两种:哈佛结构:程序存储器和数据存储器分开,相互独立;普林斯顿结构
4、:程序存储器和数据存储器是统一的,地址空间统一编址。MCS-51单片机属于哈佛结构:程序存储器和数据存储器分开。MCS-51单片机存储空间分布图MCS-51单片机存储器地址空间分为3类:1、片内、外统一编址的64KB程序存储器地址空间0000HFFFFH(16位)2、64KB片外数据存储器地址空间,地址0000HFFFFH(16位)3、128B片内数据存储器地址空间(8位),地址00HFFH。内部RAM数据存储器工作寄存器区(00H-1FH):用于暂存系统运行时的中间结果。共4组,每组8个寄存器: R0R7,CPU当前使用的工作寄存器区由程序状态字PSW的 3、4位决定。位寻址区(20H-2F
5、H):16个单元的每一位都有一个位地址(16*8)。存放各种标志位信息和为数据.通用RAM区(30H-7FH):用于存放各种数据(原始数据、中间结果、最终结果)和堆栈。堆栈:用于保护CPU的现场,后进先出(LIFO)的RAM缓冲器。堆栈的栈顶位置由堆栈指针SP确定。四、特殊功能寄存器SFR中各个寄存器的地址和功能P.22-24特殊功能寄存器/专用寄存器SFR(80H-FFH)专用于控制、管理单片机内部并行I/O接口、串行口、算术逻辑部件、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。21个SFR, 分别用于以下各个功能单元:CPU:ACC、B、PSW、SP、 DPTR(两个8位寄存器DPL、DPH
6、组成)并行口:P0、P1、P2、P3中断系统:IE、IP定时/计数器:TMOD、TCON、TH1、TL1、TH0、TL0串行口:SCON,SBUF,PCON五、单片机并行I/O接口:P0、P1、P2、P3的功能P.24-28P0口有三个功能: 1、外部扩展存储器时,当做数据总线(如图1中的D0D7为数据总线接口) 2、外部扩展存储器时,当作地址总线(如图1中的A0A7为地址总线接口) 3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。 P1口只做I/O口使用:其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能: 1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用 2、做一般I/O
7、口使用,其内部有上拉电阻; P3口有两个功能: 除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置六、单片机的时钟周期、机器周期P.29时钟周期:时钟电路产生的振荡脉冲的周期,也叫节拍, 一般用P表示。状态:2个节拍组成一个状态,一般用S表示。机器周期:计算机工作的最小时间单位(最短指令执行时间)一个机器周期包含6个状态,即12个时钟周期(S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、S6P1、S6P2)指令周期:CPU执行一条指令所需要的时间。 一般是1、2、4个机器周期。 指令周期=(14)*机器周期=6*时钟周期=2*1/振荡周期=1/振荡频率(s)七、单片机的复位
8、电路方式、复位后各SFR的初始状态P.31-3289系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有:手动按钮复位和上电复位。第4 章 MCS-51 系列单片机C 语言程序设计一、C51特有的数据类型P.89-91特殊功能寄存器型(sfr和sfr16)和位类型(bit和sbit)二、C51变量的存储(器)类型及对应的存储器区域P.94第5 章 MCS-51 型单片机的内部硬件资源及应用一、MCS-51单片机的中断
9、源、中断请求标志、中断入口地址P.132-133 中断源:引起中断的原因,或能发出中断申请的来源。中断源:51系列有5个,52系列有6个5个中断源: 2个外部中断源、2个定时中断源、1个串行口中断源外部中断输入信号INT0、INT1:外部0(1)中断请求信号。 由P3.2(P3.3)输入。由IT0(IT1)决定中断请求信号是低电平还是下降沿有效。输入信号有效时,IE0(IE1)=1,请求中断。定时中断TF0、TF1:T0(T1)溢出中断请求。 定时器产生溢出时,TF0(TF1)=1,请求中断。串口中断RI、TI:串行中断请求。接收(发送)完一帧数据,RI(TI)=1,请求中断。中断入口地址(中
10、断矢量)中断源入口地址 INT00003H T0000BH INT10013H T1001BH RI(TI)0023H 中断请求标志:锁存在TCON、SCON的相应标志位中。定时/计数器控制寄存器TCON(88H)IE1(IE0): 外部1(0)中断请求标志。 =1 存在中断请求; =0 无中断请求IT1(IT0): 外部中断触发方式选择。 =0 低电平触发; =1 下降沿触发串口控制寄存器SCON(98H)TI: 发送中断标志位。硬件置位,软件复位。 TI=1时,可申请中断或软件查询。RI: 接收中断标志位。硬件置位,软件复位。 RI=1时,可申请中断或软件查询。三、MCS-51单片机的串行
11、通信接口的4种工作方式及特点P.150-153二、MCS-51单片机的定时/计数器的应用:中断方式产生方波 第6 章 MCS-51 型单片机系统功能的扩展.一、数据存储器及程序存储器的扩展:地址计算及程序编写二、74LS377、74LS244扩展并行I/O口:地址计算第7章 MCS-51 型单片机接口技术一、LED数码管显示器的动态显示接口电路:74LS377的地址计算及程序编写二、键盘的接口电路:独立式键盘扩展及编程;矩阵式键盘接口扩展及编程三、ADC0809与单片机的接口电路:8个通道地址计算、中断方式编程四、DAC0832的3种工作方式;DAC0832与单片机的接口电路地址计算、输入数字量与输出模拟量的对应关系式注意:考试为开卷。7