單片機基礎知識VIP

1、模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機應用基礎單片機應用基礎模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用一一 、單片機概述與結構、單片機概述與結構模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6.1 6.1 單片機的用武之地單片機的用武之地 單片機體積小、功耗單片機體積小、功耗低、價格低廉，速度快、低、價格低廉，速度快、用途廣、靈活性強。且具用途廣、靈活性強。且具有邏輯判斷、定時計數(shù)、有邏輯判斷、定時計數(shù)、程序控制等多種功能。程序控制等多種功能。特點：特點：模塊模塊六六 單片機在電

2、機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6.1 6.1 單片機的用武之地單片機的用武之地 單片機被廣泛應用于儀單片機被廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航天航空、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、備、航天航空、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、服務行業(yè)，專業(yè)設備的智能服務行業(yè)，專業(yè)設備的智能化管理及過程控制等領域?；芾砑斑^程控制等領域。應用：應用：模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6. 6.2 2 單片機的基本概念單片機的基本概念 CPU存儲器I/O接口上個世紀上個世紀7070年代，一些半導年代，一些半導體公司開始推出一種集成電路，體公司開始推

3、出一種集成電路，它包含了計算機的三大組成部分：它包含了計算機的三大組成部分：CPUCPU、存儲器存儲器和和I/OI/O接口接口等部件。等部件。由于它是在一個芯片上，形成芯由于它是在一個芯片上，形成芯片級的片級的微型計算機微型計算機，稱為單片微，稱為單片微型計算機型計算機(Single Chip (Single Chip Microcomputer)Microcomputer)，簡稱，簡稱單片機單片機 。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6. 6.2 2 單片機的基本概念單片機的基本概念 單片機系統(tǒng)結構均采用馮單片機系統(tǒng)結構均采用馮諾依曼提出的諾依曼

4、提出的“存儲程序存儲程序”思想，即思想，即程序程序和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)都被存放在都被存放在內(nèi)存內(nèi)存中的工作方式，用中的工作方式，用二進二進制制代替十進制進行運算和存儲程序。代替十進制進行運算和存儲程序。 人們將計算機要處理的數(shù)據(jù)和運算方法、步驟，事先按人們將計算機要處理的數(shù)據(jù)和運算方法、步驟，事先按計算機要執(zhí)行的計算機要執(zhí)行的操作命令操作命令和有關和有關原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)編制成程序（二進編制成程序（二進制代碼），存放在計算機內(nèi)部的存儲器中，計算機在運行時制代碼），存放在計算機內(nèi)部的存儲器中，計算機在運行時能夠自動地、連續(xù)地從存儲器中取出并執(zhí)行，不需人工加以能夠自動地、連續(xù)地從存儲器中取出并執(zhí)行，不需人工

5、加以干預。干預。 模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6. 6.2 2 單片機的基本概念單片機的基本概念 最基本的單片最基本的單片機組成機組成中央處理器CPU，包括運算器、控制器和寄存器組；輸入輸出（I/O）接口，與外部輸入輸出設備連接。并行接口和串行接口。存儲器，包括ROM和RAM；片內(nèi)和片外。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 6. 6.2 2 單片機的基本概念單片機的基本概念 圖1-2 典型的單片機組成框圖中央處理器中央處理器I/O接口模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制

6、系統(tǒng)中的應用 6. 6.2 2 單片機的基本概念單片機的基本概念 各種單片機外形圖模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6.3 3 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 單片機能夠一次處理的數(shù)據(jù)的寬度寬度。 有1位機、4位機、8位機、16位機、32位機。位數(shù)：位數(shù)：Intel 8位單片機的發(fā)展位單片機的發(fā)展 第一代：以第一代：以19761976年推出的年推出的MCS-48MCS-48系列為代表。系列為代表。 第二代：以第二代：以MCS-51MCS-51的的80518051為代表的單片機，為代表的單片機， 第三代：以第三代：以5151系列、系列、AVRAVR、PI

7、CPIC等為代表。等為代表。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6.3 3 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 MCS-51系列單片機中，有兩個子系列：5151子系列子系列、5252子系列子系列。5151子系列：子系列： 8051、8751和8031三個型號，后來經(jīng)過改進產(chǎn)生了80C51、87C51和80C31三個型號；5252子系列：子系列： 8052、8752和8032三個型號，改進后的型號是80C52、87C52和80C32。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6.3 3 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 Inte

8、l P8051AH 實物照片模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6.3 3 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 51兼容單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6.3 3 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展 51兼容單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用運算器：運算器： 實現(xiàn)實現(xiàn)算術運算算術運算或或邏輯運算邏輯運算包括：包括：算術邏輯單元算術邏輯單元ALU、累加器、累加器A、暫存寄存器、暫存寄存器TR、標志寄存器標志寄存器F或或 PSW、通用寄存器、通用寄存器GR中央處理器中

9、央處理器 CPU 運算器運算器和和控制器控制器集成在一個芯片上集成在一個芯片上控制器：控制器： 中樞部件，控制計算機中的各個部件工作中樞部件，控制計算機中的各個部件工作包括：包括：指令寄存器指令寄存器 IR、指令譯碼器、指令譯碼器ID、程序計數(shù)器、程序計數(shù)器PC、定、定時與控制電路時與控制電路6.46.4 單片機組成單片機組成 模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用存儲器：存儲器： 記憶，由存儲單元組成。記憶，由存儲單元組成。 包括：包括：ROM、 RAM總線總線BUS ： 在微型計算機各個芯片之間或芯片內(nèi)部之間傳輸信息的一組在微型計算機各個芯片之間或芯

10、片內(nèi)部之間傳輸信息的一組公共通信線。公共通信線。包括：數(shù)據(jù)總線包括：數(shù)據(jù)總線DB：雙向，寬度決定了微機的位數(shù)。：雙向，寬度決定了微機的位數(shù)。 地址總線地址總線AB：單向，決定：單向，決定CPU的尋址范圍。的尋址范圍。 控制總線控制總線CB：單向：單向I/O接口：接口： 數(shù)據(jù)輸入輸出。數(shù)據(jù)輸入輸出。 包括：輸入接口、包括：輸入接口、 輸出接口輸出接口6.46.4 單片機組成單片機組成 模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 字長：字長：CPUCPU能并行處理二進制的數(shù)據(jù)位數(shù)能并行處理二進制的數(shù)據(jù)位數(shù) 8 8位機、位機、1616位機、位機、3232位機和位機

11、和6464位機。位機。 內(nèi)存容量：內(nèi)存容量：存儲單元能容納的二進制數(shù)的位數(shù)存儲單元能容納的二進制數(shù)的位數(shù) 容量單位：容量單位：1K=21K=21010=1024=1024，1M=21M=22020=1KK=1KK 8K8K、64K64K、16M16M、64M64M。 運算速度：運算速度：CPUCPU處理速度處理速度時鐘頻率、主頻、每秒運算次數(shù)時鐘頻率、主頻、每秒運算次數(shù) 6MHz6MHz、12MHz12MHz、24MHz24MHz、100MHz100MHz、300MHz300MHz。 內(nèi)存存取時間：內(nèi)存存取時間：內(nèi)存讀寫速度內(nèi)存讀寫速度 50nS 50nS 、70nS 70nS 、200nS

12、200nS 。6.56.5 單片機主要技術指標單片機主要技術指標模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機 MCS-51MCS-51系列單片八大機組成部分RAMRAMEPROMEPROM或或ROMROM寄存器寄存器SFRSFR輸入輸輸入輸出出I/OI/O接接口口串行串行I/OI/O接口接口定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器T0T0、T1T1CPUCPU中斷中斷源源模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 內(nèi)部結構由運算部

13、件運算部件和控制部件控制部件組成。是單片機 的核心部件。CPU 算術邏輯運算單元ALU、累加器ACC、程序狀態(tài)字寄存器PSW、堆棧指針SP、寄存器B、程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、暫存器等部件。包括：包括：8 8位中央處理機（位中央處理機（CPUCPU）：）：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機 模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 隨機存儲器，用于存放數(shù)據(jù)和運算結果。RAM的內(nèi)容是易失性，掉電后會丟失。128個字節(jié)個字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAMRAM：6.6 6.6 M

14、CS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 用以存放程序、原數(shù)據(jù)和表格。4KB4KB片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器EPROMEPROM或或ROMROM：EPROMEPROM：存儲器編程后，其內(nèi)容可用紫外線擦除，用戶可反復使用，用于開發(fā)過程，但價格高。6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存

15、器。1818個個特殊功能寄存器：特殊功能寄存器：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 P0口、P1口、P2口、P3口（共32線），用于并行輸入/輸出寄存器。I/O口是單片機的重要資源，是衡量單片機功能的重要指標之一。8 8位位并行輸入并行輸入/ /輸出接口：輸出接口：6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框

16、 16位，T0、T1（52子系列：T0、T1、T2）用于單片機內(nèi)部精確定時或外部事件進行計算。T0T0、T1T1串行輸入串行輸入/ /輸出接口輸出接口(I/O)(I/O)：定時器定時器/ /計數(shù)器（計數(shù)器（T/CT/C）：）：實行串行通信。6.6 6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用圖1-4 MCS-51系列單片機內(nèi)部結構簡化框 中斷源：中斷源：中斷源中斷源2個可編程優(yōu)先級的中斷源。 可接收外部中斷申請外部中斷申請、定時器定時器/ /計數(shù)器中斷申請計數(shù)器中斷申請和串行口中斷申請串行口中斷申請。6.6

17、6.6 MCS-51MCS-51系列單片機系列單片機模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.96.9 復位電路復位電路 復位復位是單片機的初始操作。是單片機的初始操作。 復位的做用是使復位的做用是使CPUCPU以及其他功能部件處于一個確定的初以及其他功能部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。 復位后，程序計數(shù)器復位后，程序計數(shù)器PC=0000HPC=0000H，程序執(zhí)行必須從地址，程序執(zhí)行必須從地址0000H0000H開始。開始。80C51復位電路復位電路模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電

18、機傳動控制系統(tǒng)中的應用6.96.9 復位電路復位電路 單片機的復位靠外部電路實現(xiàn)，信號由單片機的復位靠外部電路實現(xiàn)，信號由RESET(RST)RESET(RST)引腳輸入，引腳輸入，高電平高電平有效。有效。80C51復位電路復位電路 復位分為復位分為上電復位上電復位和和按鈕復位按鈕復位方式，上電復位電路方式，上電復位電路如圖如圖 (a)(a)所示；按鍵復位有電平方式和脈沖發(fā)生，電路所示；按鍵復位有電平方式和脈沖發(fā)生，電路如圖如圖 (b)(b)、圖、圖 (c)(c)所示。所示。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用二、單片機的結構和原二、單片機的結構和原理

19、理模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用時鐘源T0 T1 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1時鐘電路SFR和RAM存儲器定時/計數(shù)器 CPU串行I/O口中斷系統(tǒng)并行I/O口系統(tǒng)總線 MCS51單片機的功能模塊框圖1 1 單片機的硬件結構單片機的硬件結構模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1 1.1 中央處理器中央處理器CPUCPUCPU運算器運算器控制器控制器8位的位的算術邏輯運算單元算術邏輯運算單元ALU8位累加器位累加器ACC（A）8位程序狀態(tài)字寄存器位程序狀態(tài)字寄存器PSW 8位

20、寄存器位寄存器B布爾處理器布爾處理器程序計數(shù)器程序計數(shù)器PC（16位）位）指令寄存器指令寄存器IR及指令譯碼器及指令譯碼器ID振蕩器和定時電路振蕩器和定時電路模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.11.1.1 運算器運算器8位的位的ALU 8位累加器位累加器ACC（A）可對可對4 4位、位、8 8位、位、1616位數(shù)據(jù)進行操作。位數(shù)據(jù)進行操作。 它經(jīng)常作為一個運算數(shù)經(jīng)它經(jīng)常作為一個運算數(shù)經(jīng)暫存器暫存器2 2進入進入ALUALU的的輸入端，與另一個來自輸入端，與另一個來自暫存器暫存器1 1的運算數(shù)進行運算，的運算數(shù)進行運算，運算運算結果結果又送回又

21、送回ACCACC。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.11.1.1 運算器運算器8位程序狀態(tài)字寄存器位程序狀態(tài)字寄存器8位寄存器位寄存器B指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息供程序指示指令執(zhí)行后的狀態(tài)信息供程序查詢查詢和和判別判別用。用。 在乘除運算時，用來存放一個在乘除運算時，用來存放一個操作數(shù)操作數(shù)也用來也用來存放運算后的一部分存放運算后的一部分結果結果；如不能做乘除運算時，；如不能做乘除運算時，作為通用寄存器作為通用寄存器。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.11.1.1 運算器運算器布爾處理器布爾處

22、理器2個個8位暫存器位暫存器專門用于處理位操作的，以專門用于處理位操作的，以PSWPSW中的中的C C為其累加器。為其累加器。ALUALU的兩個入口處。的兩個入口處。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.21.1.2 控制器控制器程序計數(shù)器程序計數(shù)器PC（16位）位）由兩個由兩個8 8位計數(shù)器位計數(shù)器PCHPCH、PCLPCL組成。組成。PCPC是程序的字節(jié)地址計數(shù)器，是程序的字節(jié)地址計數(shù)器，PCPC內(nèi)容為內(nèi)容為將要執(zhí)行的指將要執(zhí)行的指令地址令地址。改變改變PCPC內(nèi)容，改變執(zhí)行的流向。內(nèi)容，改變執(zhí)行的流向。PCPC可對可對64KB64KB的的R

23、OMROM直接直接尋址，也可對尋址，也可對80518051片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM尋址。尋址。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.21.1.2 控制器控制器指令寄存器指令寄存器IR及指令譯碼器及指令譯碼器ID由由PCPC中的內(nèi)容指定中的內(nèi)容指定ROMROM地址地址取出來的指令經(jīng)取出來的指令經(jīng)IRIR送至送至IDID由由IDID對指令譯碼產(chǎn)生一定序列的控制信號，以執(zhí)行指對指令譯碼產(chǎn)生一定序列的控制信號，以執(zhí)行指令所規(guī)定的操作。令所規(guī)定的操作。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.1.21.1.2 控制器控制

24、器振蕩器和定時電路振蕩器和定時電路 8051單片機片內(nèi)有單片機片內(nèi)有振蕩電路振蕩電路，只需外接石英晶體和頻率，只需外接石英晶體和頻率微調電容（微調電容（2個個30pF左右），其頻率范圍為左右），其頻率范圍為1.2MHz12MHz。該信號作為該信號作為8051工作的基本節(jié)拍即時間的最小單位。工作的基本節(jié)拍即時間的最小單位。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.2 1.2 存儲器存儲器存儲器存儲器程序存儲器（程序存儲器（ROM）數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)存儲器（RAM）280518051及及87518751的片內(nèi)的片內(nèi)ROMROM（Read Only Memory

25、Read Only Memory）容量為）容量為4KB4KB。2地址從地址從0000H0000H開始。開始。2用于存放用于存放程序程序和和表格常數(shù)表格常數(shù)。1.2.1 程序存儲器（程序存儲器（ROM）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.2.2 數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)存儲器（RAM）2 8051/8751/8031RAM(Random Access Memory)8051/8751/8031RAM(Random Access Memory)均為均為128B128B，地，地址為址為00H00H7FH7FH。2 用于用于存放存放運算的中間運算的中間結果結果、數(shù)

26、據(jù)暫存數(shù)據(jù)暫存以及以及緩沖緩沖等。等。2 128B128B的的RAMRAM中有中有3232個字節(jié)單元可指定為個字節(jié)單元可指定為工作寄存器工作寄存器。2 片內(nèi)還有片內(nèi)還有2121個個特殊功能寄存器特殊功能寄存器（Special Function Special Function Register,SFRRegister,SFR），它們同），它們同128128字節(jié)字節(jié)RAMRAM統(tǒng)一編址，地址為統(tǒng)一編址，地址為80H80HFFHFFH。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用1.3 1.3 存儲器存儲器I/O接口接口P0280518051有四個有四個8 8位并

27、行位并行I/OI/O接口接口P0P0P3P3。2它們都是雙向端口，每個端口各有它們都是雙向端口，每個端口各有8 8條條I/OI/O線。線。2P0-P3P0-P3口四個鎖存器同口四個鎖存器同RAMRAM統(tǒng)一編址，可作為統(tǒng)一編址，可作為SFRSFR來尋址。來尋址。P1P3P2模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能 MCS-51MCS-51系列如系列如8051.87518051.8751和和80318031均采用均采用4040引腳雙列引腳雙列直插封裝直插封裝（Dual In-line Package,DIPDual In

28、-line Package,DIP）方式。因受到引腳數(shù)目的限制，方式。因受到引腳數(shù)目的限制，有不少引腳具有有不少引腳具有第二功能第二功能。MCS-51MCS-51單片機引腳如圖所示單片機引腳如圖所示模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用ALE、 、 、RST、XTAL1、XTAL22 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能MCS-51單片機 40引腳配置圖 MCS-51單片機 40引腳，可分為端口線端口線、電源電源線線和控制線控制線三類。1.端口線（端口線（48=32條條）P0.0P0.7、P1.0P1.7、P2.0P2.7、P3.0P3.72.電源線

29、（電源線（2條條）VCC為+5V電源線，VSS接地EA3.控制線（控制線（6條條）PSEN模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 作通用作通用I/O口使用，傳送口使用，傳送CPU的輸入的輸入/輸出數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)。MCS-51單片機 40引腳配置圖1.端口線（端口線（48=32條條）P0.0P0.7功能：功能：共有共有8個引腳，為個引腳，為P0口專用?？趯Ｓ谩0.0最低位，最低位，P0.7最高位。最高位。 訪問片外存儲器時，先傳訪問片外存儲器時，先傳送送低低8位位地址，然后傳送地址，然后傳送CPU對片外存儲器的讀對片外存儲器的讀/寫數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)。第一功能

30、（不帶片外存儲器）：第一功能（不帶片外存儲器）：第二功能（帶片外存儲器）第二功能（帶片外存儲器）：2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用第一功能：第一功能： 與與P0口的第一功能相同，口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入也用于傳送用戶的輸入/輸出數(shù)輸出數(shù)據(jù)。據(jù)。MCS-51單片機 40引腳配置圖1.端口線（端口線（48=32條條）P1.0P1.7功能：功能：8個引腳與P0口類似。P1.0最低位，P1.7最高位。第二功能第二功能： 對對52子系列而言，第二功子系列而言，第二功能為定時器能為定時器2輸入。輸入。2

31、 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用第一功能：第一功能： 與P0口的第一功能相同，作通用I/O口。MCS-51單片機 40引腳配置圖1.端口線（端口線（48=32條條）P2.0P2.7功能：功能：帶內(nèi)部上拉的雙向帶內(nèi)部上拉的雙向I/O口口第二功能第二功能： 與P0口的第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高高8位位地址，共同選中片外存儲器單元。 2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用第一功能：第一功能： 與與P0口的第一功能相同，

32、口的第一功能相同，作通用作通用I/O口。口。MCS-51MCS-51單片機單片機 4040引腳配引腳配置圖置圖1.端口線（端口線（48=32條條）P3.0P3.7功能：功能：帶內(nèi)部上拉的雙向帶內(nèi)部上拉的雙向I/O口口第二功能第二功能： 為控制功能，每個引腳并為控制功能，每個引腳并不完全相同。不完全相同。2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用MCS-51單片機 40引腳配置圖1.端口線（端口線（48=32條條）P3.0P3.7P3口的第二功能口的第二功能0INT1INTWRRD2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳

33、及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用功能：功能：2.電源線（電源線（2條條）3.控制線（控制線（6條條）VCC為為+5V電源線，電源線，VSS接地接地PROGALE /: :地址鎖存允許信號地址鎖存允許信號1.與與P0口引腳的第二功能配合口引腳的第二功能配合使用使用 P0P0口作為地址口作為地址/ /數(shù)據(jù)復用數(shù)據(jù)復用口口, ,用用ALEALE來來判別判別P0P0口的信息?？诘男畔?。2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用MCS-51單片機 40引腳配置圖當當ALE

34、ALE為為高電平高電平期間，期間，P0P0口出口出現(xiàn)的是現(xiàn)的是地址信息地址信息，ALEALE下降沿下降沿到來時，到來時，P0P0口上的地址信息被口上的地址信息被鎖存。鎖存。當當ALEALE為為低電平低電平期間，期間，P0P0口上口上出現(xiàn)出現(xiàn)指令和數(shù)據(jù)信息指令和數(shù)據(jù)信息。2.對片內(nèi)帶有對片內(nèi)帶有4K4KB B EPROM EPROM的的87518751編寫固化程序時，編寫固化程序時，PROGPROG作為作為編編程脈沖輸入端程脈沖輸入端。1.與與P0口配合使用口配合使用PROGALE /2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系

35、統(tǒng)中的應用MCS-51MCS-51單片機單片機 4040引腳配置圖引腳配置圖功能：功能：PPVEA/: :內(nèi)部和外部程序存儲器內(nèi)部和外部程序存儲器選擇選擇信號信號 先訪問片內(nèi)先訪問片內(nèi)EPROM/ROM，執(zhí)行，執(zhí)行內(nèi)內(nèi)部程序存儲器中的指令。部程序存儲器中的指令。 但在程序計數(shù)器計數(shù)超過但在程序計數(shù)器計數(shù)超過0FFFH時（即地址時（即地址大于大于4KB時），執(zhí)行片時），執(zhí)行片程序存儲器內(nèi)的程序。程序存儲器內(nèi)的程序。 只訪問外部程序存儲器，只訪問外部程序存儲器，而不管片內(nèi)是否有程序存儲器。而不管片內(nèi)是否有程序存儲器。引腳接高電平時：引腳接高電平時：引腳接低電平（接地）時：引腳接低電平（接地）時：2

36、 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用MCS-51MCS-51單片機單片機 4040引腳配置圖引腳配置圖功能：功能：PSEN: :片外程序存儲器片外程序存儲器讀選讀選通信號通信號 當執(zhí)行外部程序存儲器代碼當執(zhí)行外部程序存儲器代碼時，每個機器周期被激活兩次。時，每個機器周期被激活兩次。 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時無效，訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時無效，訪問內(nèi)部程序存儲器時無效。訪問內(nèi)部程序存儲器時無效。執(zhí)行執(zhí)行：訪問訪問：2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控

37、制系統(tǒng)中的應用MCS-51單片機 40引腳配置圖功能：功能：RST: :復位信號復位信號 是單片機復位是單片機復位/ /備用電源引備用電源引腳。腳。RSTRST是復位信號輸入端，是復位信號輸入端，高高電平電平有效。有效。 時鐘電路工作后，在此引腳時鐘電路工作后，在此引腳上連續(xù)出現(xiàn)上連續(xù)出現(xiàn)兩個機器周期兩個機器周期的高電的高電平（平（2424個時鐘振蕩周期），就可個時鐘振蕩周期），就可以完成復位操作。以完成復位操作。2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用MCS-51MCS-51單片機單片機 4040引腳配置圖引腳

38、配置圖功能：功能：21XTALXTAL 和: :片內(nèi)振蕩電路輸入線片內(nèi)振蕩電路輸入線 這兩個端子用來外接石英這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容，即用來連接晶體和微調電容，即用來連接80518051片內(nèi)的定時反饋回路。片內(nèi)的定時反饋回路。2 2 單片機引腳及其功能單片機引腳及其功能模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3 3 存儲器的配置存儲器的配置3.13.180518051存儲器分類存儲器分類3.23.2程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間3.33.3數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控

39、制系統(tǒng)中的應用3.13.180518051存儲器分類存儲器分類1.物理結構（哈佛結構）物理結構（哈佛結構）8051存儲器存儲器程序存儲器程序存儲器ROM數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器RAM片內(nèi)程序存儲器片內(nèi)程序存儲器片外程序存儲器片外程序存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器片外數(shù)據(jù)存儲器模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.13.180518051存儲器分類存儲器分類1.物理結構（哈佛結構）物理結構（哈佛結構）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.13.180518051存儲器分類存儲器分類2.用戶角度用

40、戶角度1.1.片內(nèi)、外統(tǒng)一編址的片內(nèi)、外統(tǒng)一編址的64K64K程序存儲器地址空間。程序存儲器地址空間。CPUCPU訪問片訪問片內(nèi)、片外內(nèi)、片外ROMROM指令用指令用MOVCMOVC。2.64K2.64K的片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間。訪問片外的片外數(shù)據(jù)存儲器地址空間。訪問片外RAMRAM指令用指令用MOVXMOVX。3.2563.256字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間。訪問片內(nèi)字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器地址空間。訪問片內(nèi)RAMRAM指令用指令用MOVMOV。 上述三個存儲空間地址是重疊的，上述三個存儲空間地址是重疊的，80518051的指令系統(tǒng)采的指令系統(tǒng)采用不同的數(shù)據(jù)傳送指令符號。用不同的數(shù)據(jù)傳送指令符號

41、。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間(ROM)(ROM)1.用途用途用于存放編好的用于存放編好的程序程序和和表格常數(shù)表格常數(shù)。 8051/8751片內(nèi)片內(nèi)ROM/EPROM的容量為的容量為4KB。地址為。地址為0000H0FFFH。 片外最多可擴至片外最多可擴至64KB ROM/EPROM，地址為，地址為1000HFFFFH。 片內(nèi)外統(tǒng)一編址。片內(nèi)外統(tǒng)一編址。2.編址編址模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間

42、(ROM)(ROM)3.尋址方式尋址方式當當 EA=“1”時時 80518051的的PCPC在在000000000FFFH0FFFH范圍內(nèi)執(zhí)行范圍內(nèi)執(zhí)行片內(nèi)片內(nèi)ROMROM中中的程序，當指令地址超過的程序，當指令地址超過0FFFH 0FFFH 后就自動轉向片外后就自動轉向片外ROMROM中取指令。中取指令。當當 EA=”0”時時 80518051片內(nèi)片內(nèi)ROMROM不起作用，不起作用，CPUCPU只能從只能從片片外外ROM/EPROMROM/EPROM中取指令?？梢詮闹腥≈噶睢？梢詮?0000H0000H 開始尋址。由開始尋址。由于于80318031片內(nèi)不帶片內(nèi)不帶ROMROM ，所以使用時必

43、須，所以使用時必須 EAEA=”0”=”0”。 8051從片內(nèi)從片內(nèi)ROM和片外和片外ROM取指的取指的速度相同速度相同。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間(ROM)(ROM)3.尋址方式尋址方式 程序存儲器的保留存儲單元程序存儲器的保留存儲單元模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用（1 1）0000H0000H0002H0002H三個單元三個單元 用作用作80518051上電復位后上電復位后引導程序引導程序的存放單元。因為復的存放單元。因為復位后位后PCPC

44、的內(nèi)容為的內(nèi)容為0000H0000H，CPUCPU總是從總是從0000H0000H開始執(zhí)行程序。開始執(zhí)行程序。將轉移指令存放到這三個單元，程序就被引導到指定的將轉移指令存放到這三個單元，程序就被引導到指定的程序存儲器空間去執(zhí)行。程序存儲器空間去執(zhí)行。3.3.2 2 程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間(ROM)(ROM)3.尋址方式尋址方式（2 2）0003H0003H002AH002AH單元單元 均分為五段，用作五個中斷服務程序的入口。均分為五段，用作五個中斷服務程序的入口。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用中斷入口地址中斷入口地址外中斷外中斷0（

45、INT0）：）：0003H定時器定時器0（T0） ：000BH外中斷外中斷1（INT1）：）：0013H定時器定時器1（T1） ：001BH串行口（串行口（RI/TI） ：0023H3.3.2 2 程序存儲器地址空間程序存儲器地址空間(ROM)(ROM)3.尋址方式尋址方式模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）1. 用途用途用于存放運算的中間結果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等。用于存放運算的中間結果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等。2. 片外片外RAM3. 片內(nèi)片內(nèi)RAM地址地址 0000HFFFFH

46、尋址尋址 用用MOVX指令指令片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM地址空間地址空間低低128128字節(jié)字節(jié)RAMRAM（00H00H7FH7FH）高高128128字節(jié)字節(jié)RAMRAM（80H80HFFHFFH）特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR區(qū)區(qū)模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）3. 片內(nèi)片內(nèi)RAM模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）3. 片內(nèi)片內(nèi)RAM片內(nèi)片內(nèi)RAMRAM地址空間地址空間尋址尋

47、址 用指令用指令MOV最大可尋址最大可尋址256個單元。個單元。低低128B（00H-7FH）真正真正RAM區(qū)區(qū)高高128B（80H-FFH）特殊功能寄存器（特殊功能寄存器（SFR）區(qū)）區(qū)地址地址 00H-FFH模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）3. 片內(nèi)片內(nèi)RAM低低128字節(jié)字節(jié)RAM（00H7FH）1.工作寄存器區(qū)（工作寄存器區(qū)（00H1FH）2.位尋址區(qū)（位尋址區(qū)（20H2FH） 3.用戶用戶RAM區(qū)（區(qū)（30H7FH）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動

48、控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）工作寄存器區(qū)（工作寄存器區(qū)（00H1FH）由四組（由四組（32個）工作寄存器組成，每組個）工作寄存器組成，每組8個寄存器（個寄存器（R0-R7），共占），共占32個單元。個單元。2. 通過程序狀態(tài)寄存器通過程序狀態(tài)寄存器 PSW中中RS1.RS0兩位設定來選擇兩位設定來選擇CPU的的當前工作寄存器組。復位時，第當前工作寄存器組。復位時，第0組為當前的工作寄存器。組為當前的工作寄存器。3. 若不需要四組，則其余可作若不需要四組，則其余可作為一般為一般RAM單元。單元。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機

49、在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 工作寄存器與內(nèi)部工作寄存器與內(nèi)部RAM單元關系單元關系3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）工作寄存器區(qū)（工作寄存器區(qū)（00H1FH）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）位尋址區(qū)（位尋址區(qū)（20H2FH）位尋址區(qū)有位尋址區(qū)有16個單元，每個單元個單元，每個單元8位，共位，共128位。位地址為位。位地址為00H-7FH?？捎梦粚ぶ贩绞皆L問其各位。可用位尋址方式訪問其各位。 這些可尋址位，通過執(zhí)行指令可這些可尋址位，通過執(zhí)行指令可直接對某一位操

50、作，如置直接對某一位操作，如置1.清清0、判斷轉移等。判斷轉移等。位尋址是位尋址是8051的一個重要特點。的一個重要特點。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用 位尋址區(qū)與位地址位尋址區(qū)與位地址3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）位尋址區(qū)（位尋址區(qū)（20H2FH）用戶用戶RAM區(qū)（區(qū)（30H7FH）用于堆棧和數(shù)據(jù)緩沖。用于堆棧和數(shù)據(jù)緩沖。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）3. 片內(nèi)片內(nèi)RAM高高128字節(jié)字節(jié)RAM（80HF

51、FH）l 有有21個特殊功能功能寄存器。個特殊功能功能寄存器。l 地址分布在地址分布在80HFFH的的RAM空間?？臻g。l 只能用直接尋址方式。只能用直接尋址方式。l 有有11個具有位尋址能力。個具有位尋址能力。11個個SFR的字節(jié)地址正的字節(jié)地址正好能被好能被8整除。整除。模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用3.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）MCS-51系列單片機的特殊功能寄存器表系列單片機的特殊功能寄存器表符號名稱地址符號名稱地址*ACC累加器E0H*BB 寄存器F0H*PSW程序狀態(tài)字D0HSP棧指針81H*P0P0

52、鎖存器80H*P2P2 鎖存器A0H*P1P1 鎖存器90H*P3P3 鎖存器B0HDPTR數(shù)據(jù)指針(高 8位DPH低 8 位 DPL)83H82HTL0定 時 器 / 計 數(shù) 器0(低字節(jié))8AH*IE中斷允許控制寄存器A8H*TCON定時器/計數(shù)器控制寄存器88HTMOD定時器/計數(shù)器工作方式寄存器89HTH0定 時 器 / 計 數(shù) 器0(高字節(jié))8CHTH1定時器/計數(shù)器 1(高字節(jié))8DHTL1定 時 器 / 計 數(shù) 器1(低字節(jié))8BH*SCON串行口控制寄存器98HSBUF串行數(shù)據(jù)緩沖器99H*IP中斷優(yōu)先級控制寄存器B8HPCON電源控制及波特率選擇寄存器87H高高128字節(jié)字節(jié)

53、RAM（80HFFH）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用部分特殊功能寄存器介紹部分特殊功能寄存器介紹 PSW PSW 程序狀態(tài)寄存器（程序狀態(tài)寄存器（D0HD0H） PSW包含了程序執(zhí)行后的狀態(tài)信息，供程序查詢或判斷用。PSW的格式的格式：POVACCYRS0RS1F0PSW（D0H）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D03.3.2 2 數(shù)據(jù)存儲器地址空間數(shù)據(jù)存儲器地址空間（RAM）模塊模塊六六 單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用單片機在電機傳動控制系統(tǒng)中的應用堆棧指針堆棧指針SP(Stack Pointer)SP(Stack Pointer)（81H81H） 堆棧堆棧 在片內(nèi)在片內(nèi)RAM中，開辟的一個按中，開辟的一個按“先進后出先進后出”的結構方式的結構方式處理數(shù)據(jù)的區(qū)域。處理數(shù)據(jù)的區(qū)域。SP的內(nèi)容可指向片內(nèi)的內(nèi)容可指向片內(nèi)RAM00H7FH的任何單元。的任何單元。系統(tǒng)復位時，系統(tǒng)復位時，SP初始化為初始化為07H。部分特殊功能寄存器介紹部分特殊功能寄存器介紹3.