单片机原理及应用全册配套最完整ppt课件

单片机原理及应用全册配套最单片机原理及应用全册配套最完整精品课件完整精品课件单片机原理及应用单片机原理及应用课程特点课程特点学习方法学习方法知识点既分散又连贯，组成结构和指令系统是基础；知识点既分散又连贯，组成结构和指令系统是基础；与电子技术尤其是数字电子技术关系密切；与电子技术尤其是数字电子技术关系密切；预习、复习；预习、复习；多动手（硬件、软件实验）；多动手（硬件、软件实验）；多看参考书多看参考书(包括利用网上资料包括利用网上资料)；其它（上课、作业、答疑）。其它（上课、作业、答疑）。单片机的概念单片机的概念单片机发展历史单片机发展历史单片机的应用特点单片机的应用特点单片机的应用领域单片机的应用领域典型单片机产品典型单片机产品发展趋势发展趋势开发条件开发条件开发过程开发过程随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成度越来越高，已经可以在一块芯片上同时集成越来越高，已经可以在一块芯片上同时集成CPU、存、存储器、定时器储器、定时器/计数器、并行和串行接口、甚至计数器、并行和串行接口、甚至A/D转换器等。人们把这种超大规模集成电路芯片称作转换器等。人们把这种超大规模集成电路芯片称作“微控制器微控制器”(MICROCONTROLLER)，简称为单，简称为单片机。单片机的出现，引起了仪器仪表结构的根本性片机。单片机的出现，引起了仪器仪表结构的根本性变革，以单片机为主体取代传统仪器仪表的常规电子变革，以单片机为主体取代传统仪器仪表的常规电子线路，可以容易地将计算技术与测量控制技术结合在线路，可以容易地将计算技术与测量控制技术结合在一起，组成新一代的所谓一起，组成新一代的所谓“智能化测量控制仪表智能化测量控制仪表”以以及及其他各种智能化仪器设备。其他各种智能化仪器设备。单片机的概念单片机的概念单片机的发展历史单片机的发展历史初级阶段（初级阶段（19741976）FAIRCHILD两片集成芯片（集成工艺限制）两片集成芯片（集成工艺限制）低性能阶段（低性能阶段（19761978）INTEL MCS-48 高性能阶段（高性能阶段（19781982）INTEL MCS51更高性能阶段（更高性能阶段（1983)多种机型并行发展多种机型并行发展单片机的应用特点单片机的应用特点 软硬件结合、多学科交叉软硬件结合、多学科交叉 应用现场环境恶劣应用现场环境恶劣（电磁干扰、电源波动、电磁干扰、电源波动、冲击振动、高低温湿度等冲击振动、高低温湿度等）应用领域广泛且意义重大应用领域广泛且意义重大（硬件软化硬件软化-微控微控 制技术制技术）在工业自动化方面在工业自动化方面（过程控制、数据采集和测控（过程控制、数据采集和测控 技术、机器人技术、机械电子计算机一体化技术）技术、机器人技术、机械电子计算机一体化技术）仪器仪表方面仪器仪表方面（测试仪表和医疗仪器（测试仪表和医疗仪器-数字化、智数字化、智能能 化、高精度、小体积、低成本、便于增加显示报化、高精度、小体积、低成本、便于增加显示报警和自诊断功能）警和自诊断功能）在家用电器方面在家用电器方面（冰箱、洗衣机、空调机、微波炉、（冰箱、洗衣机、空调机、微波炉、电视机、音像设备等）电视机、音像设备等）信息和通信产品方面信息和通信产品方面（计算机的键盘、打印机、磁（计算机的键盘、打印机、磁 盘驱动器；传真机、复印机、电话机、考勤机）盘驱动器；传真机、复印机、电话机、考勤机）在军事方面在军事方面（飞机、大炮、坦克、军舰、导弹、火（飞机、大炮、坦克、军舰、导弹、火箭、雷达等）箭、雷达等）单片机的应用领域单片机的应用领域典型单片机产品典型单片机产品器件厂家器件厂家美国：美国：Intel、Motorola、Microchip、Atmel 荷兰荷兰:Philips 德国：德国：Siemens日本：日本：Nec中国台湾：中国台湾：Winbond、SST典型单片机产品典型单片机产品根据型号可确定单片机的存储器类型根据型号可确定单片机的存储器类型无无ROM型型:80C31ROM型型:80C51EPROM型型:87C51EEPROM型型:89C51单片机的发展趋势单片机的发展趋势性能不断提高性能不断提高CPU功能增强：速度、精度功能增强：速度、精度内部资源增多：内部资源增多：A/D、D/A、EEPROM单片机的多品种：单片机的多品种：超微型化、低电压、低功耗超微型化、低电压、低功耗CMOS工艺、空闲等待和掉电停机方式工艺、空闲等待和掉电停机方式单片机系统开发条件单片机系统开发条件单片机芯片单片机芯片开发工具开发工具资料手册资料手册单片机系统的开发过程单片机系统的开发过程通常开发一个单片机系统可按以下几个步骤进行。通常开发一个单片机系统可按以下几个步骤进行。(1)明确系统设计任务，完成单片机及其外围电路的选型工作。明确系统设计任务，完成单片机及其外围电路的选型工作。(2)设计系统原理图和设计系统原理图和PCB板，经仔细检查板，经仔细检查PCB板后送工厂制作。板后送工厂制作。(3)完成器件的安装焊接。完成器件的安装焊接。(4)根据硬件设计和系统要求编写应用程序。根据硬件设计和系统要求编写应用程序。(5)在线调试软硬件。在线调试软硬件。(6)使用编程器烧写单片机应用程序，独立运行单片机系统。使用编程器烧写单片机应用程序，独立运行单片机系统。8051单片机基本结构单片机基本结构80518051单片机的特点单片机的特点8051单片机可分为无ROM型和ROM型两种无ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）ROM型芯片又分为EPROM型（典型芯片为8751）、FLASH型（典型芯片为89C51）、掩膜ROM型（典型芯片为8051）、一次性可编程ROM（OneTimeProgramming,简称OTP）的芯片（典型芯片为97C51）。8051单片机的基本组成单片机的基本组成时钟电路时钟电路SFR和和RAMROMCPU定时定时/计数器计数器并行端口并行端口中断系统中断系统串行端口串行端口系系统统总总线线时钟源时钟源T0T1P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1（1）一个）一个8位微处理器位微处理器CPU。（2）片内数据存储器）片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器和特殊功能寄存器SFR。（3）片内程序存储器）片内程序存储器ROM。（4）两个定时）两个定时/计数器计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计对外部脉冲进行计数。数。（5）四个四个8 8位可编程的并行位可编程的并行I/OI/O端口，每个端口既可作输端口，每个端口既可作输 入，也可作输出。入，也可作输出。（6 6）一个串行端口，用于数据的串行通信。）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7 7）中断控制系统。）中断控制系统。（8 8）内部时钟电路。）内部时钟电路。一个一个8051单片机包含下列部件单片机包含下列部件8051单片机内部结构单片机内部结构通道通道0驱动器驱动器通道通道2驱动器驱动器RAM地址地址锁存器锁存器RAM通通道道0锁锁存器存器通通 道道 2锁锁存器存器ROM/EPROMB寄存器寄存器程序地址寄存器程序地址寄存器缓冲器缓冲器PC递增器递增器程序计数器程序计数器PC数据指针数据指针DPTRVCCGNDP1.0P1.7堆栈指针堆栈指针SPACCTMP2PSW通道通道3锁存器锁存器通道通道1锁存器锁存器通道通道1驱动器驱动器通道通道3驱动器驱动器TMP1SCON TMODPCONTCONTL0TH1TH0TL1IESBUF(TX/RX)IP中断、串行口和定时器逻辑中断、串行口和定时器逻辑振荡器振荡器P3.0P3.7RSTEAALEPSENXTAL2XTAL1ALU(+5V)指指令令寄寄存存器器定时定时和和控制控制逻辑逻辑指指令令译译码码器器CPU即中央处理器，是单片机的核心部件，它完成各种运算和控制操作，CPU由运算器和控制器两部分组成。（1 1）运算器）运算器 运算器以算术逻辑单元ALU为核心，加上累加器ACC、暂存寄存器TMP和程序状态字寄存器PSW等所组成。ALU主要用于完成二进制数据的算术和逻辑运算，并通过对运算结果的判断影响程序状态字寄存器PSW中有关位的状态。D7 D0PSWPSW：80518051单片机的单片机的CPUCPUCY ACF0RS1RS0OVPPSWPSW中各位的意义如下：中各位的意义如下：CYCY：进位标志。在进行加法或减法运算时，若运算结果的最高位有进位或借位，CY=1，否则CY=0，在执行位操作指令时，CY作为位累加器。ACAC：辅助进位标志。在进行加法或减法运算时，若低半字节向高半字节有进位或借位，AC=1，否则AC=0，AC还作为BCD码运算调整时的判别位。F0F0：用户标志。RS1RS1和和RS0RS0：工作寄存器组选择，如下表所示。RS1RS0工作寄存器组片内RAM地址00第0组00H07H01第1组08H0FH10第2组10H17H11第3组18H1FHOVOV：溢出标志。当两个带符号的单字节数进行运算，结果超出-128+127的范围时，OV=1，表示有溢出，否则OV=0表示无溢出。PSW中的D1位为保留位，对于8051来说没有意义，对于8052来说为用户标志，与F0相同。P P：奇偶校验标志。每条指令指行完毕后，都按照累加器A中“1”的个数来决定P值，当“1”的个数为奇数时，P=1，否则P=0。（2）控制器）控制器控制器包括程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、数据指针DPTR、堆栈指针SP、缓冲器以及定时与控制电路等。控制电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。程程序序计计数数器器PCPC：当一条指令按PC所指向的地址从程序存储器中取出之后，PC的值会自动增量，即指向下一条指令。堆堆栈栈指指针针SPSP：用来指示堆栈的起始地址。80C51单片机的堆栈位于片内RAM中，而且属于“上长型”堆栈，复位后SP被初始化为07H，使得堆栈实际上由08H单元开始。指指令令译译码码器器：当指令送入指令译码器后，由译码器对该指令进行译码，CPU根据译码器输出的电平信号使定时控制电路产生执行该指令所需要的各种控制信号。数数据据指指针针寄寄存存器器DRTRDRTR：它是一个16位寄存器，由高位字节DPH和低位字节DPL组成，用来存放16位数据存储器的地址，以便对片外64kB的数据RAM区进行读写操作。P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS12345678910111213141516171819208031805187514039383736353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.08051单片机引脚描述单片机引脚描述电源引脚电源引脚VccVcc和和VssVssVcc：电源端，接5V。Vss：接地端。时钟电路引脚时钟电路引脚XTAL1XTAL1和和XTAL2XTAL2XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，若使用外部TTL时钟时，该引脚必须接地。XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，若使用外部TTL时钟时，该引脚为外部时钟的输入端。地址锁存允许地址锁存允许ALEALE系统扩展时，ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址，从而实现数据与低位地址的复用。外部程序存储器读选通信号外部程序存储器读选通信号PSENPSENPSEN是外部程序存储器的读选通信号，低电平有效。程序存储器地址允许输入端程序存储器地址允许输入端EA/VEA/VPPPP 当EA为高电平时，CPU执行片内程序存储