單片機概述精品課件

1、單片機概述第1頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二一、什么是單片機 1、微型計算機硬件結(jié)構(gòu) 常見的微機外形臺式微機便攜式微機立式微機第2頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二微型計算機硬件結(jié)構(gòu) 微機硬件組成 顯示器主機鍵盤鼠標(biāo)第3頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二微型計算機硬件結(jié)構(gòu) 運 算 器控 制 器CPU存 儲 器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第4頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二硬件系統(tǒng)構(gòu)成微機的實體和裝置軟件系統(tǒng)微機系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成實用的微機

2、系統(tǒng)，兩者是相輔相成、缺一不可的。 軟件系統(tǒng)+微型計算機系統(tǒng)運 算 器控 制 器CPU存 儲 器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)第5頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二CPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備軟件系統(tǒng)+微型計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)輸入接口設(shè)備輸出接口設(shè)備運 算 器控 制 器存 儲 器單片微型計算機是指集成在一個芯片上的微型計算機，簡稱單片機 單片機實質(zhì)上就是一個芯片2、單片微型計算機第6頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 C P U 存 儲 器定 時 器 / 計 數(shù) 器 中 斷 系 統(tǒng)P0-P3TxDRxD T

3、INT并行I/O口串行I/O口第7頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二單片機應(yīng)用系統(tǒng) 單片機應(yīng)用系統(tǒng)單片機接口電路及外設(shè)等軟件硬件單片機應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其資源進行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可注：本課程的重點1.掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)硬件原理的分析方法。2.掌握軟件設(shè)計與調(diào)試的基本技能。第8頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二二、單片機的特點及應(yīng)用 1. 單片機的特點 體積小，重量輕電源單一，功耗低功能強，價格低運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高可以嵌入到電子產(chǎn)品中嵌入式

4、應(yīng)用系統(tǒng)第9頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二2. 單片機應(yīng)用 工業(yè)方面民用方面儀表方面電訊方面數(shù)據(jù)處理方面汽車方面第10頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二3. 單片機種類 目前8位單片機仍是單片機的主流機型；生產(chǎn)廠商：單片機的發(fā)展經(jīng)歷了由4位機到8位機,再到16 位機的發(fā)展過程美國微芯片公司:PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列，美國英特爾公司的MCS-48和MCS-51系列，美國摩托羅拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美國齊洛格公司的Z8系列，日本電氣公司的PD78系列，美國莫斯特克公司和仙童公司合作生產(chǎn)的F8

5、（3870）系列等。 第11頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二三、單片機硬件結(jié)構(gòu)時鐘電路CPUROMRAMT0 T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TXD RXDINT0 INT1定時計數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖中央處理器CPU：8位，運算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時/計數(shù)器：兩個16位的定時/計數(shù)器，實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5

6、個中斷源（外中斷2個，定時/計數(shù)中斷2 個，串行中斷1個）時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ第12頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二1、8051單片機的基本組成中央處理器CPU：8位，運算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時/計數(shù)器：兩個16位的定時/計數(shù)器，實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個中斷源（外中斷2個，定

7、時/計數(shù)中斷2 個，串行中斷1個）時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ第13頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二2、MCS-51單片機信號引腳簡介 P3口線的第二功能VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P1. 0P1.1P1.2 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. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.72、振蕩電路：XTAL1、XTAL2

8、3、復(fù)位引腳：RST4、并行口：P0、P1、P2、P37、ALE：地址鎖存控制信號1、電源線：VCC(+5V)、VSS(地)EAPSEN5、EA：訪問程序存儲控制信號6、PSEN：外部ROM讀選通信號RXD/TXD/INT0/ INT1/ T0/ T1/WR/ RD/1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051 875189C51第14頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二12345678910111213142827262524232221 2019181716

9、15EPROM276412345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 12345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 3.存儲器80318751805189C51片內(nèi)RAM片內(nèi)ROM256B（字節(jié)）4K64K64K第

10、15頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二(1)程序存儲器程序存儲器內(nèi)部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序執(zhí)行的起始單元,在這三個單元存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令中斷5中斷4中斷3中斷2中斷10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中斷0定時器0中斷外部中斷1定時器1中斷串行口中斷8位0FFFH0FFEHEA=1 EA=0程序存儲器資源分布中斷入口地址第16頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二0000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部

11、(2)數(shù)據(jù)存儲器數(shù)據(jù)存儲器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專用寄存器00H07H08H0FH10H17H18H1FH0區(qū)R0R7R0R7R0R7R0R71區(qū)2區(qū)3區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F 7807 0030H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/堆棧區(qū)內(nèi)部RAM存儲器 1 1第 3 區(qū)18H1FH 0 1第 1 區(qū)08H0FHRS1 RS0寄存器區(qū)片內(nèi)RAM地址 0 0第 0 區(qū)00H07H 1 0第 2 區(qū)10H17H工作寄存器區(qū)選擇位RS0、RS1第17頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二注意: 一個單元地址對應(yīng)有8個位地址MSBMost Sign

12、ificant Bit （最高有效位）LSB Least Significant Bit （最低有效位）單元地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F776F675F574F473F372F271F170F07 MSB 位地址 LSB7E766E665E564E463E362E261E160E067D756D655D554D453D352D251D150D057C746C645C544C443C342C241C140C047B736B635B534B433B332B231B130B037A726A625A524A423A322A22

13、1A120A027971696159514941393129211911090178706860585048403830282018100800RAM位尋址區(qū)位地址表第18頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二高128個單元離散分布有21個特殊功能寄存器SFR。 11個可以進行位尋址。特別提示：對SFR只能使用直接尋址方式，書寫時可使用寄存器符號，也可用寄存器單元地址。第19頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二4、并行輸入/輸出電路結(jié)構(gòu)P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4

14、 P1.5 P1.6 P1.7P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.74個8位并行I/O口：P0，P1，P2，P3；均可作為雙向I/O端口使用。(1)特點： P0：訪問片外擴展存儲器時， 復(fù)用為低8位地址線和數(shù)據(jù)線 P2：高8位地址線。P1：雙向I/O端口 P3：第二功能1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051 875189C51第20頁，共37頁，2022年，5

15、月20日，2點53分，星期二ALEWR RDP1. 0P1. 1P1. 2P1. 3P1. 4P1. 5P1. 6P1. 7指令1：MOV P1,#00H指令2：MOV P1,#0FFH指令3：MOV P1,#0AAH000000001111111101010101(2)輸出舉例指令4：CLR P1.0指令5：SETB P1.0111111110+5V第21頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二1111111111111111(3)輸入舉例S0+5 V4.7 kWALEWR RDP3. 0P3. 1P3. 2P3. 3P3. 4P3. 5P3. 6P3. 7讀端口： MOV

16、P3, #11111111BMOV A, P3 89C51寄存器A注：當(dāng)I/O端口作為輸入使用時，需先向端口寫入“1”，使內(nèi)部的FET截止，再讀入引腳的狀態(tài)。 你知道P3.4對應(yīng)寄存器A哪一位嗎？P3.4你知道這是為什么嗎？1111111101第22頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二5、時鐘電路與復(fù)位電路 (1)時鐘振蕩電路第23頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二(2)復(fù)位電路單片機復(fù)位條件: 必須使RST引腳持續(xù)2微秒高電平(外部時鐘12MHz) 誰知道復(fù)位電路怎么起到復(fù)位的作用?第24頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二指令寄

17、存器譯碼地址譯碼程序計數(shù)器地址寄存器累加器A運算器存儲器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部地址總線AB數(shù)據(jù)緩沖器外部數(shù)據(jù)總線DB寄存器區(qū)外部控制總線CB內(nèi)部控制信號時鐘及清零四、單片機的工作過程取指過程例: MOV A,#09H 74H 09H ;把09H送到累加器A中執(zhí)行過程PC=0000H0001H0000H0002H0 1 1 1 0 1 0 00 0 0 0 1 0 0 1(PC)(PC)0001H0002H0000H外部控制總線CB取指過程(PC)執(zhí)行過程你知道PC的作用嗎？第25頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二1、CPU主要的組成部部分為( )。B加法器，寄存器 C運算器,寄

18、存器 D運算器，指令譯碼器A運算器，控制器 課堂練習(xí)第26頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二2、8031有四個工作寄存器區(qū)，由PSW狀態(tài)字中的RS1、RS0兩位的狀態(tài)來決定，單片機復(fù)位后，若執(zhí)行 SETB RS1 指令，此時只能使用（ ）區(qū)的工作寄存器。A0區(qū)B1區(qū)C2區(qū)D3區(qū)課堂練習(xí)第27頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二3. 09H位所在的單元地址是（ ）A 02HC 08HB 21HD20H課堂練習(xí)第28頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二4.單片機在進行取指令操作時，指令的地址是由（ ）的內(nèi)容決定。A SPC DPTRD

19、PSEN和ALE BPC課堂練習(xí)第29頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二5. P0,P1口作輸入用途之前必須( )。A外接高電平 B外接上拉電阻C相應(yīng)端口先置0 D相應(yīng)端口先置1 課堂練習(xí)第30頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二6.程序計數(shù)器PC用來( )。A存放指令 B存放上一條的指令地址D存放正在執(zhí)行的指令地址 C存放下一條的指令地址 課堂練習(xí)第31頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二1. 數(shù)123可能是( )。 A. 二進制數(shù) B. 八進制數(shù) C. 十六進制數(shù) D 四進制數(shù) E.十進制數(shù)2. 8031單片機內(nèi)部RAM包括(

20、) 。 A.程序存儲區(qū) B堆棧區(qū) C工作寄存器及特殊功能區(qū) D位尋址區(qū) E. 中斷入口地址區(qū)3. 8051單片機CPU的主要功能有( )。A.產(chǎn)生控制信號 B存儲數(shù)據(jù) C.算術(shù)、邏輯運算及位操作 DI/O端口數(shù)據(jù)傳送 E.驅(qū)動LED思 考 題第32頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二思 考 題4.單片機能夠直接運行的程序是（ ）。 A. 匯編源程序 B. C語言源程序 C. 高級語言程序 D. 機器語言源程序5. 十進制數(shù)126其對應(yīng)的十六進制可表示為( )。 A8F B8E CFE D. 7E6. 十進制數(shù)89.75其對應(yīng)的二進制可表示為( ). A.10001001.0

21、1110101 B7. 二進制數(shù)110010010對應(yīng)的十六進制數(shù)可表示為( ) A.192H BC90H C 1A2H D. CA0H8. 二進制數(shù)110110110對應(yīng)的十六進制數(shù)可表示為( )。 A 1D3H B， 1B6H C DBOH D. 666H9. -3的補碼是( )。 A 10000011 B. 11111100 C11111110 D 11111101第33頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二思 考 題10. CPU主要的組成部部分為( )。 A運算器，控制器 B加法器，寄存器 C. 運算器,寄存器 D. 運算器，指令譯碼器11. INTEL 8051

22、CPU是( )位的單片機。 A 16 B4 C8 D.準(zhǔn)16位12. 對于INTEL 8031來說，/EA腳總是( ) A.接地 B.接電源 C. 懸空 D.不用13. 在單片機中，通常將一些中間計算結(jié)果放在( ）中 A.累加器 B控制器 C. 程序存儲器 D.數(shù)據(jù)存儲器14. 程序計數(shù)器PC用來( )。 A存放指令 B存放正在執(zhí)行的指令地址 C. 存放下一條的指令地址 D存放上一條的指令地址第34頁，共37頁，2022年，5月20日，2點53分，星期二思 考 題15. 指令和程序是以( )形式存放在程序存儲器中。 A. 源程序 B. 匯編程序 C. 二進制編碼 DBCD碼16. 單片機應(yīng)用程序一般存放在( )中。 A. RAM BROM C. 寄存器 DCPU17. 單片機上電后或復(fù)但后，工作寄存器R0是在( )。 A. 0區(qū)00H單元 B0區(qū)01H單元 C. 1區(qū)09H單元 DSFR18. 進位標(biāo)志CY在( )中。 A. 累加器A B算術(shù)邏輯運算部件ALU C程序狀態(tài)字寄存器PSW D. DPDR19. 單片機805