单片机的原理与应用.ppt

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1、单片机原理及应用,第 1, 2, 3 章 复 习,光华学院 信息工程系 王 超,单片机实物图,单片机开发板,单片机,流水灯,数码管,电机,传感器,单片机应用原理,一个微电脑包括微处理器（CPU），存放程序指令的（ROM），存放数据的（RAM），输入输出端口（I/O口）以及时钟，计数器，中断系统等，它们经过地址总线（Address Bus）,数据总线(Dada Bus),控制总线（Control Bus）的连接以及输入输出端口与外围设备连接，构成微电脑系统。由于单片机微处理器把微电脑的主要器件制造在一块芯片上，所以可以把单片机微处理器看成是一个不带外围装置的微电脑。,什么是单片机？,测 试 题,

2、9. 8051单片机的内部硬件结构包括了：_、_、_ 、和_以及并行I/O口、串行口、中断控制系统、时钟电路、位处理器等部件，这些部件通过_相连接。 13. 8031单片机中片内RAM共有( )字节。 A128 B256 C4K D64K,工业方面,民用方面,仪表方面,电讯方面,数据处理方面,汽车方面,单片机的应用,微型计算机硬件结构,硬件系统: 微机实体和装置,软件系统: 微机系统使用的 各种程序的总称,单片机硬件结构,MCS-51单片机的硬件结构,结构框图,微处理器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

3、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12MHZ,测 试 题,简答题: 1、MCS-51单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？,测 试 题,1一个完整的微机系统由_和_两大部分组成 . 3.半导体存储器分成两大类_和_，其中_具有易失性，常用于存储_。,

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

5、地),时钟电路与复位电路 (1)时钟振荡电路,测 试 题,12. 单片机8051的XTALl和XTAL2引脚是（ ）引脚 A. 外接定时器 B外接串行口 C. 外接中断 D.外接晶振,例:若振荡频率 fosc=12MHz，则MCS-51的振荡周期，状态周期，机器周期是多少？ 振荡周期(时钟周期)=1/12us 状态周期=2*(1/12 ) us 机器周期=12*(1/12) us=1us 10.在MCS-51单片机中，如果采用12MHz晶振，一个机器周期为_。,测 试 题,18031单片机的( )口的引脚，还具有外中断、串行通信等第二功能。 a）P0 b）P1 c）P2 d）P3 2单片机应用

6、程序一般存放在（ ） a） RAM b）ROM c）寄存器 d）CPU 3已知某数的BCD码为0111 0101 0100 0010 则其表示的十进制数值为（ ） a） 7542H b） 7542 c） 75.42H d） 75.42,测 试 题,28051 的引脚RST是_ (IN脚还是OUT脚)，当其端出现_电平时,8051进入复位状态。8051一直维持这个值，直到RST脚收到_电平，8051才脱离复位状态，进入程序运行状态，从ROM_H单元开始取指令并翻译和执行。,MCS-51的微处理器,MCS-51的微处理器（CPU） 由运算器和控制器所构成。,2.3.1 运算器 作用：对操作数进行算

7、术、逻辑运算和位操作。 由算术逻辑单元(ALU)、累加器A、寄存器B、位处理器和程序状态字寄存器(PSW)等构成。,1算术逻辑运算单元ALU 它是运算器的的核心.+-*/,&|-.,2累加器A（8位） 使用最频繁的寄存器，可写为Acc。 累加器A的作用： （1）是ALU的输入(数据处理源)之一，又是运算结 果的存放单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。,3. 寄存器B (8位) 是为执行乘、除法操作设置的,作为ALU的输入之一。在不执行乘、除法操作的情况下，可当作普通寄存器使用。 (A*B=B A) (A/B=AB),4程序状态字寄存器PSW (Program Status Word) （

8、1）Cy（PSW.7）进位标志位，或写为C,有进位或借位时硬件置1。 （2）Ac(PSW.6) 辅助进位标志位，用于BCD码的十 进制调整运算。当低4位向高4位数发生进位或借位时,AC被硬件置位,否则被清0 。 （3）F0（PSW.5）用户自定义标志位。可用软件使它置1或清0，也可由软件来测试标志F0以控制程序的流向。编程时，该标志很有用。,D0H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,PSW,表 2.3 RS1、 RS0与片内工作寄存器组的对应关系,（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4组工作寄存器区选择控制位1和位0。,D0H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1

9、 D0,PSW,RAM共128个单元,测 试 题,6若由程序设定RS1、RS0=01，则工作寄存器R0R7的直接地址为_。 5INTEL8051 单片机是（ ）位的单片机 a） 16 b）4 c）8 d）准16 11. 进位标志CY在( )中。 A. 累加器A B算术逻辑运算部件ALU C程序状态字寄存器PSW D. DPDR 14. 当标志寄存器PSW的RS0、RS1分别为1,0时，选用的工作寄存器组为( )。 A. 组0 B组1 C组2 D. 组3,(5)OV（PSW.2）：溢出标志位 指示运算是否产生溢出。各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，将在第3章介绍。 (6)PSW.1位: 保

10、留位，未用 (7)P(PSW.0)：奇偶标志位,每个指令周期都由硬件置位或清除. P=1，A中“1”的个数为奇数 P=0，A中“1”的个数为偶数 注： 奇偶标志位对串行口通讯中的数据传输有重要意义，常用奇偶检验的方法来检验数据传输的可靠性。,D0H,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,PSW,MCS51存 储 器的结构,8031 8051 8751 89C51,256B（字节）,4K,64K,64K,(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,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

11、位RS0、RS1,测 试 题,简答题: 2.请画出MCS-51 RAM区的示意图,并注明各区域基本用途.,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,测 试 题,15. 8051的内部RAM中，可以进行位寻址的地址空间为( )。 A. 00H2FH B20H2FH C 00HFFH D. 20HFFH,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，

12、也可用寄存器单元地址。,测 试 题,4CPU主要的组成部部分为（ ） a）运算器、控制器 b）加法器、寄存器 c）运算器、寄存器 d）运算器、指令译码器 811H位寻址所在的单元地址是（ ） a）20H b）30H c）22H d）70H,1)堆栈和堆栈指针SP 堆栈是按先进后出或后进先出原则进行存取的片 内RAM区域。(主要是为子程序调用和中断操作而 设立的) 堆栈的具体功能是： 保护断点(PC的内容)； 保护现场(保存有关寄存器单元的内容)。 MCS-51单片机的堆栈区是不固定的，原则上可 设置在内部RAM(00H7FH)的任意单元。但实际应 用中要根据对片内RAM的各功能区的使用情况灵活

13、 设置，但应避开工作寄存器区、位寻址区、和用 户使用的数据区，一般设在2FH地址以后的区域。,堆栈指针SP是一个8位的SFR。SP的内容指示 出堆栈顶部在RAM区中的位置。 单片机复位后，SP中的内容为07H(即指向 07H的RAM单元)，使堆栈事实上由08H单元开始。 所以在使用堆栈前，先给SP赋值(一般为2FH以后 的单元)，以规定堆栈的起始位置(栈底)。当数 据存入堆栈后，SP的值也随之自动变化。,测 试 题,8MCS-51的堆栈只可设置在_，一般设在_地址以后的区域，。堆栈寄存器SP是_位寄存器，存放_。,复位时，PC初始化为0000H，使MCS-51单片机从程序存储器0000H单元开

14、始执行程序。 除PC之外，复位操作还对其它一些寄存器有影响，见表2.3(P26)。 SP=07H ，P0-P3的引脚均为高电平。,复位电路,(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),谁知道 复位电路怎么起到复位的作用?,测 试 题,68051复位后，PC与SP的值为（ ） a ）0000H，00H b） 0000H，07H c ）0003H，07H d） 0800H，00H,指令系统概述,指令：控制计算机完成指定操作的命令。 指令系统：计算机所能执行的指令的集合。,测 试 题,4. 所谓寻址，其实质就是_。 问答题: 1、MCS-51共有哪几种寻

15、址方式？各有什么特点？并举例说明.,指令格式,操作码：用来规定指令进行什么操作。 操作数：是指令操作的对象。 标号:代表该指令所存放的第一个字节存储单元的地址，故标号又称为“符号地址”。,DELAY： MOV R3, #0FFH ；一段延时程序,3.3 指令系统的寻址方式 （寻找操作数）,有我的信，找信去,立即找到信！,找信是寻找存放信的 ！,找到放信的箱子才找到信！,“地方”,3.3 指令系统的寻址方式 （寻找操作数）,找到放信的箱子才找到信！,1,80H,2002H,找信是寻找存放信的 ！,“地方”,“地址”,找操作数是找操作数的,“地址”,立即寻址,信,操作数,立即找到信！,立即数寻址！,#XXH,#55H,CPU,A,MOV Rn, #01H,R0-R7,MOV DPTR, #1FFFH,DPTR