單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)

1、單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)第1頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二31 單片機(jī)概述一、定義：采用一定的工藝手段將CPU、存儲(chǔ)器、I/O口集成在一個(gè)芯片上。二、特點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)，工作溫度范圍寬 ；可靠性高；控制功能很強(qiáng)，數(shù)值計(jì)算能力較差；指令系統(tǒng)比通用微機(jī)系統(tǒng)簡單；更新?lián)Q代速度比通用微機(jī)處理器慢多。第2頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二三、應(yīng)用：智能儀表中的應(yīng)用 機(jī)電一體化中的應(yīng)用 實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用 軍工領(lǐng)域的應(yīng)用 分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 民用電子產(chǎn)品中的應(yīng)用 第3頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二四、發(fā)展趁勢 CPU的改進(jìn) 存儲(chǔ)器的發(fā)展 片內(nèi)

2、I/O的改進(jìn) 外圍電路內(nèi)裝化 低功耗與工作電壓范圍加寬 低噪聲與高可靠性技術(shù) ISP及IAP 第4頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二二、常用的單片機(jī)產(chǎn)品 MCS單片機(jī) AVR單片機(jī) PIC單片機(jī) MSP單片機(jī) ARM處理器 DSP處理器 第5頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二三、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)第6頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二第7頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二四、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)概述 開發(fā)環(huán)境的軟硬件構(gòu)成 第8頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二有關(guān)的軟件平臺(tái)：PROTEL：P

3、ROTEUS：WAVE：KEIL C51 ：第9頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二單片機(jī)的在線編程ISP-在線系統(tǒng)編程IAP-在線應(yīng)用編程第10頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3.2 總體結(jié)構(gòu)包括四個(gè)問題：一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、外部引腳三、總線圖四、微處理器第11頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二講到單片機(jī)都有個(gè)系列問題MCS-51： 基本型 51子系列(803180518751) 增強(qiáng)型 52子系列(803280528752) 特殊型 所有的基礎(chǔ)都是基本型。第12頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

4、8位的CPU； 128個(gè)字節(jié)的片內(nèi)RAM；4K字節(jié)的片內(nèi)ROM程序存儲(chǔ)器(8031無)外部的RAM和ROM的尋址范圍為64K21個(gè)字節(jié)的專用寄存器4個(gè)8位并行I/O口 1個(gè)全雙工的串行口2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源、2個(gè)中斷優(yōu)先級111條指令。第13頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖：第14頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二二、外部引腳及說明P3口第二功能：第15頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二 三、總線圖第16頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二四、CPU CPU又稱為微處理器，是單片

5、機(jī)內(nèi)部的核心部件，它決定了單片機(jī)的重要功能特性。它由運(yùn)算器和控制器兩大部分組成。 對CPU的使用就是對CPU中的寄存器的使用。第17頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二有關(guān)的寄存器累加器ACC寄存器B程序狀態(tài)字PSW布爾處理器C程序計(jì)數(shù)器PC數(shù)據(jù)指針DPTR堆棧指針SP第18頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3.3 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)從物理結(jié)構(gòu)上可分為2部分：一、程序存儲(chǔ)器 1、編址與訪問 2、程序的7個(gè)特殊入口地址 二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 1、編址與訪問 2、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 3、特殊功能寄存器塊 第19頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二一、程序

6、存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器通常存放程序指令、常數(shù)及表格等，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不能修改其中的數(shù)據(jù) 。第20頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二1編址與訪問第21頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二2程序的幾個(gè)特殊地址:第22頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二 復(fù)位 0000H 外部中斷0 0003H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出 000BH 外部中斷1 0013H 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出 001BH 串行口中斷 0023H （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2溢出 002BH）第23頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器則存放緩

7、沖數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可修改其中的數(shù)據(jù)。包括: 1、編址與訪問 2、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 3、特殊功能寄存器塊第24頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二1編址與訪問第25頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二2、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器第26頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二 00H1FH 20H2FH 30H7FH堆棧： 片內(nèi)RAM、初始化時(shí)SP=07H 向上生長的 一般程序的開始： MOV SP，#60H第27頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3、特殊功能寄存器塊特殊功能寄存器又稱為專用寄存器專用于控制、管理片內(nèi)算術(shù)邏輯部

8、件、并行I/O口、串行I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作。P70表3-5 3-6第28頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3.4 并行的I/O口一、P1口二、P3口三、P0口四、P2口第29頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二1、P1口：第30頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二2、P3口：第31頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3、P0口：第32頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二4、P2口：第33頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二3.5 輔助電路及時(shí)序一、時(shí)鐘電路二、復(fù)位電路三、時(shí)序第34頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二一、時(shí)鐘電路第35頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二二、復(fù)位電路第36頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二三、時(shí)序（1）振蕩周期（2）狀態(tài)周期 （3）機(jī)器周期（4）指令周期外部晶振的2分頻是MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘周期，6個(gè)時(shí)鐘周期構(gòu)成了單片機(jī)的1個(gè)機(jī)器周期 。第37頁，共38頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)56分，星期二本章小結(jié)：本章從應(yīng)用的角度討論MCS-51