单片机接口技术电子教案11资料

1、第一章 MCS-51单片机的组成(z chn)及指令系统共三十三页1.1 MCS-51单片机的基本(jbn)结构共三十三页1.1.1 MCS-51单片机的基本(jbn)组成（1）一个8位微处理器CPU。（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）内部程序存储器ROM。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行(jnxng)计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7）中断控制系统。（8）内部时钟电路。共三十三页微机(wi j)系统结构共三十三页1.1.2 单片机的引脚及片外总线结构

2、1.1.2.1 MCS-51单片机芯片(xn pin)引脚描述1主电源引脚VCC和VSS2外接晶振引脚XTAL1和XTAL23控制或其他电源复用引脚RST/ VP、ALE、PSEN 、EA4输入(shr)/输出引脚P0、P1、P2、P3（共32根）共三十三页共三十三页P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS1234567891011121314151617181920803180518751403938373

3、6353433323130292827262521222324VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 共三十三页1.1.2.2 单片机的片外总线结构微型计算机中的总线通常分为：（1）地址总线（AB）：地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地址（A8A15）。地址信号是由CPU发出的，故地址总线是单方向的。（2）数据总线（DB）：数据总线宽度为8位，用于传送数据和指令，由P0口提供。（3）控制(kngzh)总线（

4、CB）：控制(kngzh)总线随时掌握各种部件的状态，并根据需要向有关部件发出命令。 共三十三页引脚分类(fn li)及结构共三十三页1.1.3 MCS-51单片机的存储器配置(pizh)片内数据(shj)存储器256 RAM(00-FFH)片外数据存储器64K RAM(0000-FFFFH)片内程序存储器4K ROM(0000-0FFFH)片外程序存储器64K ROM(0000-FFFFH)共三十三页特殊功能寄存器通用RAM区位寻址区00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH80H88H90H98HA0HA8HB0HB8HD0HE0HF0H特殊功能寄存器中位寻址外部ROM内部ROM(E

5、A=1)外部ROM(EA=0)0000H0000H0FFFH0FFFH1000HFFFFH外 部RAM(I/O口地址)0000HFFFFH内部数据存储器（a）外部数据存储器（b）程序存储器（c）工作寄存器区共三十三页1.1.3.1 片内数据(shj)存储器片内RAM空间为256 ，地址(dzh)(00-FFH )80-FFH为特殊寄存器区 共三十三页1、工作(gngzu)寄存器与RAM的映射共三十三页工作(gngzu)寄存区的选择共三十三页2、位选址(xun zh)区内部RAM 的20-2FH位地址(dzh)=（字节地址(dzh)-20H）*8+位数共三十三页特殊(tsh)寄存器累加器A：累加

6、器是一个最常用的专用寄存器，其自身带有全零标志(biozh)Z，若A=0则Z=1；若A0则Z0。该标志(biozh)常用作程序分支的判断条件。SP：堆栈指针。DPTR：数据地址指针寄存器B寄存器： PC寄存器共三十三页PC程序控制(chngxkngzh) 过程共三十三页PSW：程序状态字寄存器。定义格式。其中(qzhng)，CY：进借位标志；AC：辅助进借位标志； F0：用户标志； RS1、RS0：工作寄存器组选择。D7D6D5D4D3D2D1D0CYACF0RS1RS0OVXP共三十三页共三十三页1.1.3.2 片外数据(shj)存储器外部数据存储器又称外部RAM，当片内RAM不能满足数量上

7、的要求时，可通过总线端口和其他I/O口扩展外部数据RAM，其最大容量可达64K字节。在片外数据存储器中，数据区和扩展的I/O口是统一编址的，使用(shyng)的指令也完全相同，因此，用户在应用系统设计时，必须合理地进行外部RAM和I/O端口的地址分配，并保证译码的唯一性共三十三页1.1.3.3 程序(chngx)存储器程序存储器的结构包括片内和片外程序存储器两个部分。其主要用来存放编好的用户程序和表格常数(chngsh)，它以16位的程序计数器PC作为地址指针，故寻址空间为64KB共三十三页共三十三页1.1.4 CPU的时序及辅助电路(dinl)1.1.4.1 单片机的时钟电路(dinl)单片

8、机时钟电路通常有两种形式：1内部振荡(zhndng)方式：MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡(zhndng)器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。把放大器与作为反馈元件的晶体振荡(zhndng)器或陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡(zhndng)器并产生振荡(zhndng)时钟脉冲。2外部振荡方式：外部振荡方式就是把外部已有的时钟信号引入单片机内。 共三十三页XTAL2XTAL1MCS-51C1C2CYSXTAL2XTAL1MCS-51+5VVSSTTL外部时钟源共三十三页1.1.4.2 振荡周期、时钟(shzhng)周期、机器周期和指令周期

9、1振荡周期：为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。 2时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号。 3机器周期：通常将完成一个(y )基本操作所需的时间称为机器周期。 4指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。一个指令周期通常含有14个机器周期共三十三页P1P2S1P2振荡周期时钟周期机器周期机器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2共三十三页若MCS-51单片机外接晶振为12MHz时，则单片机的四个周期的具体(jt)值为：振荡周期1/12MHz1/12s0

10、.0833s时钟周期1/6s0.167s机器周期1s指令周期14s共三十三页共三十三页共三十三页1.1.4.4 单片机复位(f wi)电路及复位(f wi)状态1复位电路单片机复位电路包括片内、片外两部分。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的。MCS-51单片机通常采用上电自动复位和按键(n jin)手动复位两种方式。 2单片机复位后的状态单片机运行出错或进入死循环时，可按复位键重新运行。21个特殊功能寄存器复位后的状态为确定值，共三十三页22F C1RST R11K+5V22F C1RST+5VR2200RSTR1+5VC222F 803180518751803

11、180518751803180518751（a）上电复位电路（c）按键脉冲复位电路（b）按键电平复位电路 R11K共三十三页特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0P3FFHSBUFBIP00000BSCON00HIE000000BPCON0B共三十三页内容摘要第一章 MCS-51单片机的组成及指令系统。第一章 MCS-51单片机的组成及指令系统。1.1 MCS-51单片机的基本结构。1.1.1 MCS-51单片机的基本组成。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。3控制或其他电源复用引脚RST/ V