51单片机超详细教程PPT(绝对值)课件

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1、全国高职高专规划教材精品与示范系列,单片机应用技术（C语言版）,王静霞 主 编,本章内容 什么是单片机 MCS-51内部组成及信号引脚 单片机最小系统电路 MCS-51存储器结构,第1章 单片机硬件系统,什么是单片机,单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。单片机内部基本结构如图1

2、.7所示。由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故又称为微控制器(Micro-Controller Unit，简称MCU)。,什么是单片机,单片机应用系统,单片机应用系统由硬件和软件组成,硬件是应用系统的基础,软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可,单片机种类,目前8位单片机仍是单片机的主流机型；,生产厂商：,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,美国微芯片公司:PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列， 美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列， 美国摩托罗拉公司的MC68HC

3、05系列和MC68HC11系列， 美国齐洛格公司的Z8系列， 日本电气公司的PD78系列， 美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8（3870）系列等。,单片机硬件结构,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，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。,内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。,定时/计数器：两个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（外中断2个，定时/计数中断2 个，串行中断

4、1个）,时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ,复位电路,8051单片机的基本组成,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， 用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。 定时/计数器：两个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（外中断2个，定时/计数中断2个， 串行中断1个） 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和

5、12MHZ,MCS-51单片机信号引脚简介,P3口线的第二功能,VCC,VSS,XTAL2XTAL1,RST,P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7,P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7,P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0,ALE,P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7,2、振荡电路：XTAL1、XTAL2,3、复位引脚：RST,4、并行口：P0、P1、P2、P3,7、ALE：地址锁存控制信号,1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地

6、),时钟电路与复位电路 (1)时钟振荡电路,时 序,关于MCS-51系列单片机的时序概念有4个，可用定时单位来说明，从小到大依次是：节拍、状态、机器周期和指令周期，下面分别加以说明。 1）节拍与状态 把振荡脉冲的周期定义为节拍，用P表示，也就是晶振的振荡频率fosc。 2）状态 振荡脉冲fosc经过二分频后，就是单片机时钟信号的周期，定义为状态，用S表示。一个状态包含两个节拍，其前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节拍叫P2。 3）机器周期 MCS-51系列单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。

7、 小提示 当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期为1s；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机器周期为2 s。,(2)复位电路,单片机复位条件: 必须使RST引脚持续2微秒高电平(外部时钟12MHz),存储器,8031 8751 8051 89C51,256B（字节）,4K,(1)程序存储器,程序存储器,内部,外部,(PC),程序存储器资源分布,中断入口地址,在单片机C语言程序设计中，用户无需考虑程序的存放地址，编译程序会在编译过程中按照上述规定，自动安排程序的存放地址。 例如：C语言是从main()函数开始执行的，编译程序会在程序存储器的0000H处自动存放一条转移指令，跳转到main

8、()函数存放的地址；中断函数也会按照中断类型号，自动由编译程序安排存放在程序存储器相应的地址中。因此，读者只需了解程序存储器的结构就可以了。,内部,外部,(2)数据存储器,数据存储器,RAM,专用寄存器,内部RAM存储器,工作寄存器区选择位RS0、RS1,注意: 一个单元地址对应有8个位地址MSBMost Significant Bit （最高有效位）LSB Least Significant Bit （最低有效位）,RAM位寻址区位地址表,高128个单元,离散分布有21个特殊功能寄存器SFR。, 11个可以进行位寻址。,特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用寄存器符号，也可用寄

9、存器单元地址。,在单片机的C语言程序设计中，可以通过关键字sfr来定义所有特殊功能寄存器，从而在程序中直接访问它们，例如： sfr P1=0 x90; /特殊功能寄存器P1的地址是90H，对应P1口的8个I/O引脚在程序中就可以直接使用P1这个特殊功能寄存器了，下面语句是合法的： P1=0 x00; /将P1口的8位I/O口全部清0 C语言中，还可以通过关键字sbit来定义特殊功能寄存器中的可寻址位，在程序ex1_1.c中，采用了下面语句定义P1口的第0位： sbit P1_0=P10; 通常情况下，这些特殊功能寄存器已经在头文件reg51.h中定义了，只要在程序中包含了该头文件，就可以直接使

10、用已定义的特殊功能寄存器。 如果没有头文件reg51.h，或者该文件中只定义了部分特殊功能寄存器和位，用户也可以在程序中自行定义。,AVR,单片机，C语言，C51, 编程基础，实例，好资料,AVR,单片机，C语言，C51, 编程基础，实例，好资料,本章内容 单片机开发系统及功能 Keil C51软件的使用,第2章 单片机开发系统,单片机开发系统及功能,单片机开发系统是单片机应用系统设计的必需工具，包括计算机、单片机在线仿真器、工具软件、编程器等。 在线仿真功能 调试功能 1） 运行控制功能 2） 目标系统状态的读出修改功能 辅助设计功能 1) 程序设计语言 2) 程序编译 程序固化功能,Kei

11、l C51软件的使用,Keil C51启动窗口,Keil C51软件的使用,建立工程文件,Keil C51软件的使用,选择目标CPU,Keil C51软件的使用,图2.17 文本编缉窗口,Keil C51软件的使用,增加文件到组中,Keil C51软件的使用,选择文件类型,Keil C51软件的使用,目标属性,Keil C51软件的使用,产生执行文件,Keil C51软件的使用,选择仿真方式,Keil C51软件的使用,Keil C51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明

12、显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。,本章内容 单片机开发系统及功能 Keil C51软件的使用,第2章 单片机开发系统,单片机开发系统及功能,单片机开发系统是单片机应用系统设计的必需工具，包括计算机、单片机在线仿真器、工具软件、编程器等。 在线仿真功能 调试功能 1） 运行控制功能 2） 目标系统状态的读出修改功能 辅助设计功能 1) 程序设计语言 2) 程序编译 程序固化功能,Keil C51软件的使用,Keil C51启动窗口,Keil C51软件的使用,建立工程文件,Keil C51软件的使用,选择目标CPU,Keil C51软件

13、的使用,图2.17 文本编缉窗口,Keil C51软件的使用,增加文件到组中,Keil C51软件的使用,选择文件类型,Keil C51软件的使用,目标属性,Keil C51软件的使用,产生执行文件,Keil C51软件的使用,选择仿真方式,Keil C51软件的使用,Keil C51内建了一个仿真CPU来模拟执行程序，该仿真CPU功能强大，可以在没有硬件和仿真器的情况下进行程序的调试。不过，软件模拟与真实的硬件执行程序还是有区别的，其中最明显的就是时序，具体表现在程序执行的速度和用户使用的计算机有关，计算机性能越好，运行速度越快。,本章内容 并行I/O口电路结构 认识C语言 C语言的基本语句

14、 C语言数据与运算 数组的概念,第3章 单片机并行I/O口应用,并行I/O口电路结构,MCS-51系列单片机共有四个8位并行I/O口，分别用P0、P1、P2、P3表示。 每个I/O口既可以按位操作使用单个引脚，也可以按字节操作使用8个引脚。,P0口的结构,P0口逻辑电路,当P0口作为输出口使用时，内部总线将数据送入锁存器，内部的写脉冲加在锁存器时钟端CP上，锁存数据到Q、端。经过MUX，T2反相后正好是内部总线的数据，送到P0口引脚输出。 当P0口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口两种情况，所谓读引脚，就是读芯片引脚的状态，这时使用下方的数据缓冲器，由“读引脚”信号把缓冲器打开，把端口引脚

15、上的数据从缓冲器通过内部总线读进来。 读端口是指通过上面的缓冲器读锁存器Q端的状态。读端口是为了适应对I/O口进行“读-修改-写”操作语句的需要。例如下面的C51语句： P0=P0/将P0口的低4位引脚清0输出,P0口的结构,除了I/O功能以外，在进行单片机系统扩展时，P0口是作为单片机系统的地址/数据线使用的，一般称为地址/数据分时复用引脚。 当输出地址或数据时，由内部发出控制信号，使“控制”端为高电平，打开与门，并使多路开关MUX处于内部地址/数据线与驱动场效应管栅极反相接通状态。此时，输出驱动电路由于两个FET处于反相，形成推拉式电路结构，使负载能力大为提高。输入数据时，数据信号直接从引

16、脚通过输入缓冲器进入内部总线。,P0口的结构,P1口的结构,P1口逻辑电路,P1口是准双向口，只能作为通用I/O口使用。 P1口作为输出口使用时，无需再外接上拉电阻。 P1口作为输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向电路中的锁存器写入“1”，使输出级的FET截止。,P1口的结构,P2口的结构,P2口逻辑电路,P2口是准双向口，在实际应用中，可以用于为系统提供高8位地址，也能作为通用I/O口使用。 P2口作为通用I/O口的输出口使用时，与P1口一样无需再外接上拉电阻。 P2口作为通用I/O口的输入口使用时，应区分读引脚和读端口。读引脚时，必须先向锁存器写入“1”。,P2口的结构,P3口的结构,P3口逻辑电路,P3口是准双向口，可以作为通用I/O口使用，还可以作为第二功能使用。作为第二功能使用的端口，不能同时当作通用I/O口使用，但其他未被使用的端口仍可作为通