《单片机应用技术(c语言版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用技术(c语言版)（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、l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p什么是单片机 pMCS-51内部组成及信号引脚p单片机最小系统电路pMCS-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
2、构如图1.7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 C P U存 储 器定 时 器 / 计 数 器中 断 系 统P0-P3TxDRxDTINT并 行 I/ O 口串 行 I/ O 口单片机应用系统单片机应用系统单片机应用系统单 片 机接口 电路 及外 设等软软 件件硬件硬件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 目前目前8 8位位单片机仍是单片机的单片机仍是
3、单片机的主流主流机型；机型；生产厂商：生产厂商：单片机的发展经历了由单片机的发展经历了由4 4位位机到机到8 8位位机机, ,再到再到1616位位机的发展过程机的发展过程美国微芯片公司美国微芯片公司:PIC16C:PIC16C系列、系列、PIC17CPIC17C系列、系列、PIC1400PIC1400系列，系列， 美国英特尔公司的美国英特尔公司的MCS-48MCS-48和和MCS-51MCS-51系列，系列， 美国摩托罗拉公司的美国摩托罗拉公司的MC68HC05MC68HC05系列和系列和MC68HC11MC68HC11系列，系列， 美国齐洛格公司的美国齐洛格公司的Z8Z8系列，系列， 日本电
4、气公司的日本电气公司的PD78PD78系列，系列， 美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8F8（38703870）系列等。系列等。 单片机硬件结构时钟电路CPUROMRAMT0 T1中断系统串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 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 ，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
5、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 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P
6、0、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12MHZMCS-51MCS-51单片机信号引脚简介单片机信号引脚简介P3P3口线的第二功能口线的第二功能VCCVSSXTAL2 XTAL1RSTP0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0ALEP3. 0 P3.1 P3.2
7、 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.72 2、振荡电路：、振荡电路：XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL23 3、复位引脚：、复位引脚：RSTRST4 4、并行口：、并行口：P0P0、P1P1、P2P2、P3P37 7、ALEALE：地址锁存控制信号：地址锁存控制信号1 1、电源线：、电源线：VCC(+5V)VCC(+5V)、VSS(VSS(地地) )EAPSEN5 5、EAEA：访问程序存储控制信号：访问程序存储控制信号6 6、PSENPSEN：外部：外部ROMROM读选通信号读选通信号RXD/ TXD/ INT0/ INT1/ T0/ T1/ WR/RD/1 2 3 4 5
8、 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2040 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 24 22 2180318051 875189C51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。l1）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 。l2）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
9、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。l3）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。l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单片机复位条件: : 必须使必须使RSTRST引脚持续引脚持续2 2微秒微秒高电平高电平( (外部时钟外部时钟12MHz) 12MHz) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 2
10、5 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15EPROM27641 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15EPROM27641 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2040 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 24 22 211 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 1
11、6 15RAM6264 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1428 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15RAM6264 存存 储储 器器80318751805189C51 片内片内 RAMRAM片内片内 ROMROM256B（字节）4K(1)(1)程序存储器程序存储器程序存储器内部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序执行的起始单元, 在这三个单元存放一条 无条件转移指令中断5中断4中断3中断2中断10003H000BH00
12、13H001BH0023H002BH外部中断0定时器0中断外部中断1定时器1中断串行口中断8位0FFFH 0FFEHEA=1 EA=0程序存储器资源分布中断入口地址l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。l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()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。0000HFFFFH(64K)内部外部(2)(
13、2)数据存储器数据存储器数据存储器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM专用 寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0区 R0R7R0R7R0R7R0R71区2区3区工作寄存器区可位寻址区 20H2FH7F 7807 0030H7FH数据缓冲区/堆栈区内部RAM存储器1 11 1第第 3 3 区区18H1FH18H1FH0 10 1第第 1 1 区区08H0FH08H0FHRS1 RS0RS1 RS0寄存器区寄存器区片内片内RAMRAM地址地址0 00 0第第 0 0 区区00H07H00H07H1 0 1 0第第 2 2 区区10H17H10H17H工作寄
14、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）单元地址2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H7F 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07MSB 位地址 LSB7E 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 067D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2
15、D 25 1D 15 0D 057C 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 047B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 037A 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 0279 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 0178 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00RAM位寻址区位地址表高高128128个单元个单元离散分布有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=0x90; /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=0x00; /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
