1、1 1 / 1212 单片机单片机(全部全部) 单片机应用系统设计 主讲人：吕国芳 教学计划： 本课程计划学时：32 学时（2 学分） 1.5 学分课堂教学（上课 6 周）， 0.5 学分试验（4 次试验） 考核办法： 平时成绩 占 1/4 实验成绩 占 1/4 期终测验成绩 占 2/4 参考书： 1. 何立民： MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术， 北京航空航天大学出版社 2. 宋宏远、杨天怡：MCS51/96 系列单片微型计算机原理及应用， 重庆大学出版社 3. 孙涵芳、徐爱卿：MCS51/96 系列单片机原理及应用， 北京航空航天大学出版社 1 目 录 第一章 绪 论
2、 1 1-1 单片机的定义、结构特 点 . . 1 1 2 3 1 2 3 4 1 2 2 2 / 1212 单片机的定 义 . . 1 单片机的 特 点 . . 1 单片机结 构上的特 点 . . 1 4 位单片 机 . . 2 8 位单片 机 . . 2 16 位单片 机 . . 2 32 位 单片 机 . . 2 1-2 单片机的主要品种及分 类 . . 2 1-3 单片机的应 用 . . . 3 3 3 / 1212 单片机应 用 . . 3 多机 应 用 . . 3 第二章 MCS-51 单片机的结构和原理 5 2-1 MCS-51 系列单片机简 介 . . 5 2-2 MCS-51
3、 系 列单片机的结构原 理 . . 5 一 MCS-51 系列单片机的基本组 成 . . 5 二 MCS-51 系列单片机的内部结 构 . . 6 2-3 MCS-51 系列单片机的引脚及其片外总线结 构 . . 12 一 管脚功 能 . . 12 二 片外三总线结 构 . . 12 4 4 / 1212 2-4 MCS-51 系列单片机的工作方 式 . . 13 一 复位方 式 . . 13 二 程序执行方 式 . . 13 三 单步执 行方 式 . . 13 2 四 掉电和节电方 式 . . 13 五 编程和校验 方 式 . . 16 2-5 MCS-51 单片机的时 序 . . 17 一
4、 机器周期、状态和指令周 期 . . 17 二 MCS-51 指令的取指/执行时 序 . . 17 三 访问外部 ROM 和外部 RAM 的时 序 . . 17 5 5 / 1212 第三章 MCS-51 单片机的指令系统 19 3-1 指令的格式及标 识 . . 19 一 指令的格 式 . . 19 二 指令中的符号标 识 . . 20 三 关于注 释 . . 20 3-2 寻址方 式 . . . 20 一 寄存器寻 址 . . 21 二 直接寻 址 . . 21 三 立即寻 址 . . 22 四 寄存器间接寻 址 . . 22 五 变址寻 6 6 / 1212 址 . . 22 六 相对寻
5、 址 . . 23 七 位寻 址 . . . 23 3-3 MCS-51 指令系统的分 类 . . 24 一 数据传送类指 令 . . 24 二 算术操作类 指 令 . . 27 三 逻辑操作类 指 令 . . 31 四 控制程序转 移类指 令 . . 32 五 布尔变量操作类指 令 . . 35 3 第四章 MCS-51 单片机的应用程序设计 7 7 / 1212 38 第五章 MCS-51 单片机内部定时/计数器及其应用 39 5-1 定时/计数器的结构及工作原 理 . . 39 5-2 定时/计数器的 方式和控制寄存 器 . . 40 一 定时器方式字寄存器 TMOD . . 40 二
6、定时器控制寄存器 TCON . . 40 5-3 定时/计数器的工作方 式 . . 41 一 方式 0 . . . 41 二 方式 1 . . . 41 三 方式 2 . . . 41 四 方式 3 . 8 8 / 1212 . . 42 5-4 定时/计数器的应用举 例 . . 42 一 初始化定时/计数器的步 骤 . . 42 二 方式 0、方式 1 应 用 . . 42 三 方式 2 应 用 . . 43 四 门控位作 用 . . 44 第六章 MCS-51 单片机的系统扩展 45 6-1 MCS-51 单片机最小应用系 统 . . 45 一 8051/8751 最小应用系 统 . .
7、45 二 8031 最小应用系 统 . . 45 6-2 MCS-51 单片机的外部扩展性 能 . . 46 9 9 / 1212 一 MCS-51 单片机的片外总线结 构 . . 46 二 MCS-51 单片机的系统扩展能 力 . . 46 6-3 程序存储器的扩 展 . . 46 一 外部程序存储器扩展概 要 . . 46 二 典型 EPROM 扩展电 路 . . 47 6-4 数据存储器的扩 展 . . 51 一 数据存储器扩展概 要 . . 51 4 二 常用数据存储器扩展电 路 . . 52 6-5 MCS-51 I/O 口扩 展 . . 55 1010 / 1212 一 简单 I/
8、O 口的扩 展 . . 55 二 可编程 I/O 口的扩 展 . . 56 第七章 MCS-51 系统的串行接口 60 7-1 串行通讯概 述 . . . 60 一 串行通讯的两种基本方 式 . . 60 二 波特 率 . . . 61 三 数据传送的方 向 . . 61 7-2 MCS-51 单片机的串行接 口 . . 62 一 串行口的构 成 . . 62 二 串行口控制寄存器 SCON . . 63 1111 / 1212 三 串行口的工作方 式 . . 64 7-3 MCS-51 单片机串行口的应 用 . . 67 一 MCS-51 单片机串行通讯的波特 率 . . 67 二 串行口方式 0 用作扩展并行 I/O 口 . . 68 三 方式 1 与点对点的异步通 讯 . . 70 四 方式 2、方式 3 与多机通 讯 . . 71 7-4 相互通道接口标准及其选 择 . . 78 一 相互通道的典型结 构 . . 78 二 关于 RS-232C、RS-422、 RS-423 和 RS-449 标准接口 . 78 第八章：MCS-51 单片机的中断系统 79 8-1 中断系统及管 理 . . 80 1212 / 1212 一、 中断 源 . . . 80 二、 中断请求标 志 . . 80 三、 中断允 许控 制 . . 81
