单片机原理及应用全册配套精品完整课件1.ppt

1、第1章 概 述单片机原理及应用全册配套单片机原理及应用全册配套精品完整课件精品完整课件1第1章 概 述第第1 1章章 概概 述述1.1 1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念1.2 1.2 单片机的发展概况单片机的发展概况1.3 1.3 单片机的特点及应用单片机的特点及应用1.4 1.4 常用单片机系列介绍常用单片机系列介绍第1章 概 述1.1 1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念微机组成结构框图微机组成结构框图 第1章 概 述 单片机组成框图 第1章 概 述 单板机单板机：将微处理器、存储器、：将微处理器、存储器、I/OI/O接口电路以及简单的输入接口电路以及简单的输入/ /输出设备组

2、装在一块印刷电路板上，称单板微型计算机。输出设备组装在一块印刷电路板上，称单板微型计算机。 单片机单片机：将微处理器、存储器、：将微处理器、存储器、I/OI/O接口电路和相应实时控制接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称单片微型计算机。器件集成在一块芯片上，称单片微型计算机。 微型计算机微型计算机：微处理器、存储器、：微处理器、存储器、I/OI/O接口电路由总线有机地接口电路由总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机。连接在一起的整体，称为微型计算机。 微型计算机系统微型计算机系统：微型计算机与外围设备、电源、系统软件：微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算

3、机系统。一起构成的系统，称为微型计算机系统。第1章 概 述 通用微机的通用微机的CPUCPU主要面向数据处理，其发展主要围绕主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。 单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。通用微机与单片机区别一通用微机与单片机区别一第1章 概 述 通用微机中存储器组织结构主要针

4、对增大存储容量和通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPUCPU对数据的存取速度。对数据的存取速度。 单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，挂接在单片机的总线上，CPUCPU对存储器的读写按直接物理地址对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB64 KB。通用微机与单片机区别二通用微机与单片机区别二第1章 概 述 通用微机中通用微机中I/OI/O接口主要考虑标准外设接口主要考虑标准外设 单片机应用系统的外设是非标准的单片机应用

5、系统的外设是非标准的通用微机与单片机区别三通用微机与单片机区别三第1章 概 述1.2 1.2 单片机的发展概况单片机的发展概况 4 4位单片机阶段位单片机阶段（主要用于家用电器、电子玩具等）（主要用于家用电器、电子玩具等） 美国德克萨斯仪器公司美国德克萨斯仪器公司 TMS-1000TMS-1000 美国国家半导体公司美国国家半导体公司 COP402COP402系列系列 日本电气公司日本电气公司 PD75XXPD75XX系列系列 美国洛克威尔公司美国洛克威尔公司 PPS/1PPS/1系列系列 日本松下公司日本松下公司 MN1400MN1400系列系列 富士通公司富士通公司 MB88MB88系列系

6、列第1章 概 述 8 8位单片机阶段位单片机阶段（用于工业控制、智能接口、仪器仪表等）（用于工业控制、智能接口、仪器仪表等） 低档低档8 8位单片机位单片机 美国美国IntelIntel公司公司 MCS-48MCS-48系列系列 莫斯特克莫斯特克(Mostek)(Mostek)、仙童、仙童(Fairchild)(Fairchild)公司公司 3870(F8)3870(F8)系列系列 摩托罗拉摩托罗拉(Motorola)(Motorola)公司公司 68016801系列系列 第1章 概 述 高档高档8 8位单片机位单片机 摩托罗拉公司摩托罗拉公司 MC6801MC6801系列系列 齐洛格公司齐洛

7、格公司 Z8Z8系列系列 NECNEC公司公司 PD78XXPD78XX系列系列 IntelIntel公司的公司的MCS-51MCS-51系列系列第1章 概 述 超超8 8位单片机位单片机 IntelIntel公司公司 8X2528X252、UPI-45283C152 UPI-45283C152 Zilog Zilog公司公司 Super8Super8 Motorola Motorola公司公司 MC68HCMC68HC第1章 概 述 1616位单片机阶段位单片机阶段（可用于高速复杂的控制系统）（可用于高速复杂的控制系统） IntelIntel公司公司 MCS-96MCS-96系列系列 Int

8、elIntel公司公司 80C9680C96 美国国家半导体公司美国国家半导体公司 HPC16040HPC16040 NEC NEC公司公司 783XX783XX系列系列第1章 概 述 3232位单片机位单片机 第1章 概 述1.3 1.3 单片机的特点及应用单片机的特点及应用 单片机的特点单片机的特点 单片机的存储器单片机的存储器ROMROM和和RAMRAM严格区分严格区分 采用面向控制的指令系统采用面向控制的指令系统 单片机的单片机的I/OI/O引脚通常是多功能引脚通常是多功能 单片机的外部扩展能力强单片机的外部扩展能力强第1章 概 述单片机的应用特点单片机的应用特点 体积小，成本低，运用

9、灵活，易于产品化，能方便地组成体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。因而能获得最佳的性能价格比。 抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。 可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效可以方便地实现多机和分布式控

10、制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。率和可靠性大为提高。第1章 概 述 单片机应用领域单片机应用领域 工业控制工业控制 仪器仪表仪器仪表 计算机外部设备与智能接口计算机外部设备与智能接口 商用产品商用产品 家用电器家用电器第1章 概 述1.4 1.4 常用单片机系列介绍常用单片机系列介绍MCSMCS系列产品系列产品 第一阶段第一阶段(1971(197119761976年年) )：单片机发展的初级阶段：单片机发展的初级阶段 Intel 4004Intel 4004 第二阶段第二阶段(1976(197619801980年年) )：低性能单片机阶段：低性能单片机阶段 MCS-48MCS-48系

11、列系列 第三阶段第三阶段(1980(198019831983年年) )：高性能单片机阶段：高性能单片机阶段 MCS-51MCS-51系列系列 第四阶段第四阶段(1983(1983年至今年至今) )：1616位单片机阶段位单片机阶段 MCS-96MCS-96系列系列第1章 概 述 INTEL主要单片机系列第1章 概 述MCS-51MCS-51系列单片机的结构特点系列单片机的结构特点 CPU CPU的结构的结构 存储器结构存储器结构 输入输出接口输入输出接口 内部有一个全双工串行口内部有一个全双工串行口 布尔处理机布尔处理机第1章 概 述8051 单片机 MOTOROLA 单片机 Microchi

12、p 单片机 Atmel 单片机 第1章 概 述第第2 2章章 MCS-51MCS-51系列单片机的硬件结构系列单片机的硬件结构2.1 MCS-512.1 MCS-51系列单片机简介系列单片机简介2.2 MCS-512.2 MCS-51系列单片机内部结构与外部引脚说明系列单片机内部结构与外部引脚说明2.3 2.3 微处理器微处理器2.4 2.4 存储器存储器2.5 2.5 并行输入并行输入/ /输出接口输出接口2.6 2.6 定时器定时器/ /计数器计数器2.7 2.7 串行输入串行输入/ /输出口输出口2.8 MCS-512.8 MCS-51单片机的中断系统单片机的中断系统2.9 2.9 复位

13、状态及复位电路复位状态及复位电路第1章 概 述2.1 MCS-512.1 MCS-51系列单片机简介系列单片机简介 两大系列（两大系列（ 5151子系列和子系列和5252子系列）子系列） 5151子系列子系列：80318031、80518051、87518751 5252子系列子系列：80328032、80528052、87528752第1章 概 述2.2 MCS-512.2 MCS-51系列单片机内部结构与外部引脚说明系列单片机内部结构与外部引脚说明2.2.1 2.2.1 内部结构框图内部结构框图 MCS-51MCS-51系列单片机的内部结构框图如图系列单片机的内部结构框图如图2.12.1所

14、示。所示。 第1章 概 述图2.1 MCS-51单片机内部结构框图第1章 概 述2.2.2 2.2.2 外部引脚说明外部引脚说明地址总线(AB)805187518031P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7PSENEAALERST用户I/O控制总线(CB)锁存器P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ALEA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0VCC

15、VSS数据总线(DB)(a)(b)P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDRXD 、P3.0TXD 、P3.1INT0 、P3.2INT1 、P3.3T0、P3.4T1、P3.5WR、P3.6RD、P3.7XTAL2XTAL1VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/P ROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.08051875180311234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252423

16、2221VCCVSS图2.2 MCS-51系列单片机引脚及总线结构第1章 概 述 主电源引脚主电源引脚 VCC(40VCC(40脚脚) ) VSS(20 VSS(20脚脚) ) 外接晶体引脚外接晶体引脚 XTAL1(19XTAL1(19脚脚) ) XTAL2(18 XTAL2(18脚脚) )第1章 概 述 输入输入 / / 输出引脚输出引脚 P0P0口口(39(393232脚脚) ) P1 P1口口(1(18 8脚脚) ) P2 P2口口(21(212828脚脚) ) P3 P3口口(10(101717脚脚) )第1章 概 述表表2.1 P32.1 P3口第二功能口第二功能表表引 脚第 二 功

17、 能P3.0串行口输入端P3.1串行口输出端P3.2外部中断0请求输入端，低电平有效P3.3外部中断1请求输入端，低电平有效P3.4定时器/计数器0计数脉冲输入端P3.5定时器/计数器1计数脉冲输入端P3.6外部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效P3.7RXDTXDINT0INT1T0T1WRRD第1章 概 述 控制线控制线 （3030脚）脚） （2929脚）脚） （9 9脚）脚） （3131脚）脚）PROG第1章 概 述引脚特点引脚特点 单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚都具单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚都具有第二功能。有第二功能。 单片机对外呈现单片机对外呈现3 3总线形式，由

18、总线形式，由P2P2、P0P0口组成口组成1616位地址总线；由位地址总线；由P0P0口分时复用为数据总线；由口分时复用为数据总线；由ALEALE、PSENPSEN、RSTRST、EAEA与与P3P3口中的口中的INT0INT0、INT1INT1、T0T0、T1T1、WRWR、RDRD共共1010个个引脚组成控制总线。引脚组成控制总线。第1章 概 述2.3 2.3 微微 处处 理理 器器 运算部件运算部件 控制部件及振荡器控制部件及振荡器 CPU CPU时序时序第1章 概 述2.3.1 2.3.1 运算部件运算部件 运算部件以运算部件以ALUALU为核心，包括累加器为核心，包括累加器ACCAC

19、C、寄存器、寄存器B B、暂存器、暂存器、程序状态字程序状态字PSWPSW等许多部件。等许多部件。 实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。实现数据的算术逻辑运算、位变量处理和数据传输操作。 第1章 概 述 1 1算术逻辑单元算术逻辑单元ALUALU与累加器与累加器ACCACC、寄存器、寄存器B B ALUALU：完成：完成8 8位二进制的加、减、乘、除、加位二进制的加、减、乘、除、加1 1、减、减1 1及及BCDBCD加法的十进制调整等算术运算，对加法的十进制调整等算术运算，对8 8位变量进行逻辑位变量进行逻辑“与与”、“或或”、“异或异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，具有、

20、循环移位、求补、清零等逻辑运算，具有数据传输、程序转移等功能。数据传输、程序转移等功能。 ACCACC：8 8位寄存器位寄存器 寄存器寄存器B B：为：为ALUALU进行乘除法运算而设置。不作乘除运算时，进行乘除法运算而设置。不作乘除运算时，可作为通用寄存器使用。可作为通用寄存器使用。第1章 概 述 2 2程序状态字程序状态字 程序状态字程序状态字PSWPSW是一个是一个8 8位的标志寄存器，它保存指令执行位的标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。其各位的定义如下：结果的特征信息，以供程序查询和判别。其各位的定义如下：字节地址字节地址D0HD0HCACF0RS1RS0O

21、V-PPSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0第1章 概 述 3 3布尔处理机布尔处理机 指令系统中的位处理指令集指令系统中的位处理指令集(17(17条位操作指令条位操作指令) )，存储器中，存储器中的位地址空间，程序状态寄存器的位地址空间，程序状态寄存器PSWPSW中的进位标志中的进位标志CYCY作为位操作作为位操作 累加器累加器 ，构成了，构成了MCS-51MCS-51单片机内的布尔处理机。单片机内的布尔处理机。第1章 概 述2.3.2 2.3.2 控制部件及振荡器控制部件及振荡器 控制部件包括定时和控制电路、指令寄存器、译码器以及控制

22、部件包括定时和控制电路、指令寄存器、译码器以及信息传送控制等部件。信息传送控制等部件。 先以主振频率为基准发出先以主振频率为基准发出CPUCPU的时序的时序, ,对指令进行译码对指令进行译码, ,然然后发出各种控制信号，完成一系列定时控制的微操作后发出各种控制信号，完成一系列定时控制的微操作, ,用来协用来协调单片机内部个功能部件之间的数据传诵、数据运算等操作调单片机内部个功能部件之间的数据传诵、数据运算等操作, ,并对外发出相应的控制信号，并接受处理外接的复位、控制信并对外发出相应的控制信号，并接受处理外接的复位、控制信号。号。第1章 概 述 单片机的定时控制功能是用片内的时钟电路和定时电路

23、来单片机的定时控制功能是用片内的时钟电路和定时电路来完成。完成。 片内的时钟产生方式：片内的时钟产生方式：内部时钟方式内部时钟方式和和外部时钟方式外部时钟方式。第1章 概 述图2.3 单片机外接晶体的接法 XTAL1XTAL230 pF30 pFC2C1单片机 第1章 概 述表表2.2 2.2 单片机外部时钟接法表单片机外部时钟接法表芯片类型XTAL1XTAL2HMOS型接地接片外振荡脉冲输入端(带上拉电阻)CHMOS型接片外振荡脉冲输入端(带上拉电阻)悬浮接 法第1章 概 述2.3.3 CPU2.3.3 CPU时序时序 时序：计算机在执行命令时时序：计算机在执行命令时, ,将一条指令分解为若

24、干将一条指令分解为若干基本的微操作。这些微操作所对应的脉冲信号在时间上基本的微操作。这些微操作所对应的脉冲信号在时间上的先后次序称为计算机的时序。的先后次序称为计算机的时序。第1章 概 述 振荡周期振荡周期：振荡脉冲的周期。：振荡脉冲的周期。 状态周期状态周期（时钟周期）：两个振荡周期为一个状态周期。（时钟周期）：两个振荡周期为一个状态周期。 机器周期机器周期：一个机器周期包含：一个机器周期包含6 6个状态周期。个状态周期。 指令周期指令周期：执行一条指令所占用的全部时间，它以机器周期：执行一条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位。为单位。第1章 概 述图2.4 单周期指令时序(a) 单字

25、节周期指令(如INC A)；(b) 双字节单周期指令(如ADDA，#data)(b)ALES1 S2 S3 S4 S5 S6读操作码读第2个字节 S1 S2 S3 S4 S5 S6读操作码读第2个字节(a)读振荡器信号S(XTAL2端) S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2第1章 概 述2.4 2.4 存存 储储 器器 程序存储器程序存储器 数据存储器数据存储器第1章 概 述从物理空间上从物理空间上: :片内片内ROMROM、片外、片外ROMROM、片内、片内RAMRAM、片外、片外RAMRAM。从功能上：片

26、内外统一的从功能上：片内外统一的ROMROM、片内、片内RAMRAM、片外、片外RAMRAM。第1章 概 述2.4 2.4 存存 储储 器器2.4.1 2.4.1 程序存储器程序存储器 1 1编址与访问编址与访问 程序计数器程序计数器PCPC：用以存放将要执行的指令地址。：用以存放将要执行的指令地址。 可寻址的地址空间为可寻址的地址空间为64 KB64 KB（0000H0000H0FFFFH0FFFFH）。）。第1章 概 述图2.5 程序存储器编址图(a) 51子系列；(b) 52子系列第1章 概 述2 2程序的程序的7 7个特殊入口地址个特殊入口地址表2.3 MCS-51单片机复位、中断入口

27、地址操 作入 口 地 址复位0000H外部中断00003H定时器/计数器0溢出000BH外部中断10013H定时器/计数器1溢出001BH串行口中断0023H定时器/计数器0溢出或T2EX端负跳变(52子系列)002BH第1章 概 述2.4.2 2.4.2 数据存储器数据存储器 1 1编址与访问编址与访问 片内、外数据存储器是两个独立的地址空间，单独编址。片内、外数据存储器是两个独立的地址空间，单独编址。 片内数据存储器除片内数据存储器除RAMRAM块外，还有特殊功能寄存器块外，还有特殊功能寄存器(SFR)(SFR)块。块。 5151子系列：子系列： RAMRAM有有128128个字节（个字节

28、（00H00H7FH7FH） SFRSFR有有128128个字节（个字节（80H80HFFHFFH） 5252子系列：子系列： RAMRAM有有128128个字节（个字节（00H00H0FFHFFH） SFRSFR有有128128个字节（个字节（80H80H0FFHFFH）第1章 概 述图2.6 数据存储器编址图(a) 51子系列；(b) 52子系列2 2片内数据存储器片内数据存储器第1章 概 述00H R0 工作寄存器工作寄存器0组组01HR1工工 07HR7 08HR0 工作寄存器工作寄存器1组组作作 09HR1 寄寄 0FHR7 10HR0 工作寄存器工作寄存器2组组存存 11HR1 器

29、器 17HR7 18HR0 工作寄存器工作寄存器3组组区区 19HR11FHR751子系列单片机片内RAM的配置第1章 概 述 20H21H22H23H位 24H 25H寻 26H 27H址 28H 29H区 2AH 2BH2CH2DH2EH2FH07060504030201000F0E0D0C0B0A090817161514131211101F1E1D1C1B1A191827262524232221202F2E2D2C2B2A292837363534333231303F3E3D3C3B3A393847464544434241404F4E4D4C4B4A49485756555453525150

30、5F5E5D5C5B5A 595867666564636261606F6E6D6C6B6A696877767574737271707F 7E7D7C7B7A797830H31H7EH7FH 第1章 概 述 1) 1) 工作寄存器区工作寄存器区（00H00H1FH1FH单元）单元） 工作寄存器分成工作寄存器分成4 4组，每组组，每组8 8个寄存器（个寄存器（R0R0R7R7）。）。第1章 概 述表表2.4 2.4 工作寄存器组的选择表工作寄存器组的选择表PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)当前使用的工作寄存器组R0R7000组(00H07H)011组(08H0FH)102组(10H17H)1

31、13组(18H1FH)第1章 概 述 2) 2) 位寻址区位寻址区（20H20H2FH2FH单元）单元） 1616个单元个单元( (共计共计128128位位) ) 位地址：位地址：00H00H7FH7FH。第1章 概 述 3) 3) 数据缓冲区数据缓冲区 5151子系列：子系列：8080个单元（个单元（30H30H7FH7FH） 5252子系列：子系列：208208个单元个单元30H30H0FFHFFH第1章 概 述4) 4) 堆栈和堆栈指针堆栈和堆栈指针栈底SPSP+1数据压入数据弹出图2.8 MCS51单片机堆栈 第1章 概 述 3 3特殊功能寄存器块特殊功能寄存器块SFRSFR SFR

32、SFR用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/OI/O口、串行口、串行I/OI/O口、定时器口、定时器/ /计数器、中断系统等功能模块的工作。计数器、中断系统等功能模块的工作。 5151子系列：子系列：1818个专用寄存器，个专用寄存器，3 3个为双字节寄存器，共占个为双字节寄存器，共占用用2121个字节；个字节； 5252子系列：子系列：2121个专用寄存器，个专用寄存器，5 5个双字节寄存器，共占用个双字节寄存器，共占用2626个字节。个字节。第1章 概 述表2.5 特殊功能寄存器名称、表示符、地址一览表第1章 概 述表表2.5 2.5 特殊功能寄存器名

33、称、表示符、地址一览表特殊功能寄存器名称、表示符、地址一览表第1章 概 述2.5 2.5 并行输入并行输入/ /输出接口输出接口2.5.1 P02.5.1 P0口口 1 1P0P0口结构口结构 P0P0口是一个三态双向口，可作为地址口是一个三态双向口，可作为地址/ /数据分时复用口，也数据分时复用口，也可作为通用可作为通用I/OI/O接口。接口。 1 1位的结构原理如位的结构原理如图图2.92.9所示。所示。第1章 概 述图2.9 P0口1位结构图P0.x地址/数据控制D Q锁存器CLK_QMUX&1V2V1读引脚内部总线读锁存器写锁存器VCC2134第1章 概 述 2 2地址地址/ /数据分

34、时复用功能数据分时复用功能 从从P0P0口输出地址或数据口输出地址或数据 从从P0P0口输入数据。口输入数据。第1章 概 述 3 3通用通用I/OI/O接口功能接口功能 在输出数据时，由于在输出数据时，由于V2V2截止，输出级是漏极开路电路，截止，输出级是漏极开路电路，要使要使11信号正常输出，必须外接上拉电阻。信号正常输出，必须外接上拉电阻。 P0P0口作为通用口作为通用I/OI/O口使用时，是准双向口。（在输入数口使用时，是准双向口。（在输入数据时，应先把口置据时，应先把口置1)1)第1章 概 述4 4端口操作端口操作 “读读- -修改修改- -写写”操作操作 ANL P0ANL P0，A

35、 A ；(P0)(P0)(A)(P0)(P0)(A) ORL P0 ORL P0，#data #data ；(P0)(P0)data(P0)(P0)data DEL P0 DEL P0 ；(P0)(P0) -1(P0)(P0) -1第1章 概 述 有外部扩展存储器时，有外部扩展存储器时，P0P0被作为地址被作为地址/ /数据总线口，此时数据总线口，此时是一个真正的双向口；是一个真正的双向口； 没有外部扩展存储器时，没有外部扩展存储器时，P0P0口也可作为通用的口也可作为通用的I/OI/O接口，接口，但此时只是一个准双向口。但此时只是一个准双向口。 P0P0口的输出级具有驱动口的输出级具有驱动8

36、 8个个LSTTLLSTTL负载的能力，即输出电流负载的能力，即输出电流不大于不大于800 A800 A。第1章 概 述2.5.2 P12.5.2 P1口口 P1P1口为准双向口，其口为准双向口，其1 1位的内部结构如图位的内部结构如图2.102.10所示。所示。 输出驱动部分由场效应管输出驱动部分由场效应管V1V1与内部上拉电阻组成。当其某位与内部上拉电阻组成。当其某位输出高电平时，可以提供拉电流负载，不必外接上拉电阻。输出高电平时，可以提供拉电流负载，不必外接上拉电阻。 P1P1口具有驱动口具有驱动4 4个个LSTTLLSTTL负载的能力。负载的能力。第1章 概 述图2.10 P1口1位结

37、构图 P2.xD Q锁存器CLK_QV1读引脚内部总线读锁存器写锁存器内部上拉电阻21VCC图2.10 P1口1位结构图第1章 概 述2.5.3 P22.5.3 P2口口图2.11 P2口1位结构图D Q锁存器CLK_Q1P2.xV1读引脚内部总线读锁存器写锁存器地址控制VCC内部上拉电阻MUX213图2.11 P 2口1位结构图第1章 概 述 作为准双向通用作为准双向通用I/OI/O口使用，工作原理与负载能力与口使用，工作原理与负载能力与P1P1相同。相同。 作为外部扩展存储器的高作为外部扩展存储器的高8 8位地址总线使用，输出高位地址总线使用，输出高8 8位地址位地址A8A8A15A15（

38、程序计数器（程序计数器PCPC来的高来的高8 8位地址位地址PCHPCH，或数据，或数据指针指针DPTRDPTR来的高来的高8 8位地址位地址DPH DPH ）。）。第1章 概 述2.5.4 P32.5.4 P3口口图2.12 P3口1位结构图P2.x读锁存器D Q锁存器CLK_Q&V1读引脚内部总线写锁存器VCC内部上拉电阻第二功能输出第二功能输入1243图2.12 P 3口1位结构图第1章 概 述2.6 2.6 定时器定时器/ /计数器计数器 定时器定时器/ /计数器的计数器的特点特点： (1) (1) 定时器定时器/ /计数器有多种方式，可以是计数方式也可以是计数器有多种方式，可以是计数

39、方式也可以是定时方式。定时方式。 (2) (2) 定时器定时器/ /计数器的计数值是可变的，计数的最大值取决计数器的计数值是可变的，计数的最大值取决于计数器的位数。计数的最大值限定了定时的最大值。于计数器的位数。计数的最大值限定了定时的最大值。 (3) (3) 在到达设定的定时或计数值时发出中断申请，以便实现在到达设定的定时或计数值时发出中断申请，以便实现定时控制。定时控制。第1章 概 述5151子系列：带有两个子系列：带有两个1616位定时器位定时器/ /计数器计数器T0T0和和T1T1。5252子系列：带有两个子系列：带有两个1616位定时器位定时器/ /计数器计数器T0T0和和T1T1、

40、T2T2。第1章 概 述 定时器定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1的结构的结构 定时器定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1的四种工作方式的四种工作方式第1章 概 述2.6.1 2.6.1 定时器定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1的结构的结构图2.13 定时器/计数器T0、T1的结构框图第1章 概 述 1 11616位加法器位加法器 定时器定时器/ /计数器的核心是计数器的核心是1616位加法计数器。位加法计数器。 TH0TH0、TL0TL0是定时器是定时器/ /计数器计数器0 0加法计数器的高加法计数器的高8 8位和低位和低8 8位位 TH1TH1、TL1TL1是定时器是

41、定时器/ /计数器计数器1 1加法计数器的高加法计数器的高8 8位和低位和低8 8位。位。第1章 概 述 计数器：加法计数器计数器：加法计数器P3.4P3.4或或P3.5P3.5上的输入脉冲计数。上的输入脉冲计数。 定时器：加法计数器对内部机器周期脉冲定时器：加法计数器对内部机器周期脉冲TcyTcy计数。计数。 加法计数器的初值可以由程序设定，设置的初值不同，计加法计数器的初值可以由程序设定，设置的初值不同，计数值或定时时间就不同。数值或定时时间就不同。第1章 概 述 2 2定时器定时器/ /计数器方式控制寄存器计数器方式控制寄存器TMODTMOD 通过程序对通过程序对TMODTMOD设置来选

42、择设置来选择四种工作方式四种工作方式。 其位定义如下：其位定义如下：GATEC/ TMIM0GATEC/TM1M0TMOD字节地址89H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0T1T0第1章 概 述 C/TC/T：定时或计数功能选择位。：定时或计数功能选择位。 M1M1、M0M0：定时器：定时器/ /计数器工作方式选择位。计数器工作方式选择位。 GATEGATE：门控位：门控位第1章 概 述表2.6 定时器/计数器工作方式M1M0工作方式方 式 说 明00013位定时器/计数器01116位定时器/计数器102具有自动重装初值的8位定时器/计数器113 第1章 概 述3 3定时器定时器/

43、 /计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCONTCONTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON字节地址88H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF0(TF1)TF0(TF1)：T0(T1)T0(T1)定时器定时器/ /计数器溢出中断标志位。计数器溢出中断标志位。 TR0(TR1)TR0(TR1)：T0(T1)T0(T1)运行控制位。运行控制位。第1章 概 述2.6.2 2.6.2 定时器定时器/ /计数器计数器T0T0、T1T1的四种工作方式的四种工作方式1 1工作方式工作方式0 0图2.14 定时器/计数器方式0的逻辑结构第1章 概 述1616位定时器位定时器/

44、 /计数器（计数器（THx8THx8位、位、TLxTLx低低5 5位构成位构成1313位加法计数器）。位加法计数器）。计数值：计数值： N=2N=21313x=8192x=8192x x 计数范围：计数范围：1 181928192定时时间：定时时间：T=NT=NTcy=(8192-x)TcyTcy=(8192-x)Tcy第1章 概 述 定时器定时器/ /计数器在每个机器周期的计数器在每个机器周期的S5P2S5P2期间采样期间采样TxTx脚输入信脚输入信号，若一个机器周期的采样值为号，若一个机器周期的采样值为1 1，下一个机器周期的采样值为，下一个机器周期的采样值为0 0，则计数器加，则计数器加

45、1 1。 识别一个高电平到低电平的跳变需两个机器周期，对外部识别一个高电平到低电平的跳变需两个机器周期，对外部计数脉冲的频率应小于计数脉冲的频率应小于fosc/24fosc/24，高电平与低电平的延续时间均，高电平与低电平的延续时间均不得小于不得小于1 1个机器周期。个机器周期。第1章 概 述 2 2工作方式工作方式1 1 1616位定时器位定时器/ /计数器（计数器（THxTHx、TLxTLx都是都是8 8位加法计数器）。位加法计数器）。 计数值：计数值： N=2N=21616-x=65536-x-x=65536-x 计数范围：计数范围：1 165 53665 536。 定时时间：定时时间：

46、T=NT=NT Tcycy=(65 536-x) T=(65 536-x) Tcycy第1章 概 述3 3工作方式工作方式 2 2图2.15 定时器/计数器方式2的逻辑结构第1章 概 述计数值：计数值：N=2N=28 8-x=256-x-x=256-x计数范围：计数范围：1 1256256。定时值：定时值：T=NT=NT Tcycy=(256-x)T=(256-x)Tcycy第1章 概 述4 4工作方式工作方式3 3图2.16 定时器/计数器方式3的逻辑结构振荡器12TL0 (8位）&11C/_TC/_Tfosc中断请求T0GATE_TR0TH1(8位)S2S1TF0TF1TR1TcyTcyI

47、NTx图2.16 定时器/计数器方式3的逻辑结构S第1章 概 述2.7 2.7 串行输入串行输入/ /输出口输出口2.7.1 2.7.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念 0 1 0 0 1 0 0 1D0D1D2D3D4D5D6D7状态控制(选通)计算机计算机（或外设） 0 1 0 0 1 0 0 1（a）8T计算机计算机计算机（或外设）（b）.图2.17 通信的两种基本方式(a) 并行通信；(b) 串行通信第1章 概 述1 1异步传送方式异步传送方式图2.18 串行异步传送的字符格式(a) 字符格式；(b) 有空闲位的字符格式 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1

48、 D200/10/10/10/10/10/10/10/1100/10/10/1 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D100/10/10/10/10/10/10/10/11 1 1 100/10/1数据位起始位奇偶校验位停止位停止位数据位空闲位起始位下一个空闲位下一个空闲位(a)(b)第N+1个字符第N个字符第N个字符第N+1个字符奇偶校验位第1章 概 述 串行异步传送中，通信双方必须事先约定：串行异步传送中，通信双方必须事先约定： 字符格式字符格式 波特率波特率第1章 概 述2 2同步传送同步传送图2.19 同步通信的格式同步字符2同步字符1数据块Td图2.19 同步通信的

49、格式第1章 概 述图2.20 串行通信数据传送的三种方式(a) 单工方式；(b) 半双工方式；(c) 全双工方式ASSB(a)(b)(c)ABAB第1章 概 述2.7.2 MCS-512.7.2 MCS-51单片机的串行口单片机的串行口1 1功能与结构功能与结构表2.7 串行口的工作方式SM0SM1工作方式功 能波 特 率00方式0移位寄存器方式，用于并行I/O扩展fosc /1201方式18位通用异步接收器/发送器可变10方式29位通用异步接收器/发送器fosc /32或 fosc /6411方式39位通用异步接收器/发送器可变第1章 概 述串行口控制寄存器串行口控制寄存器SCONSCONS

50、M0SM1SM2RENTB8RB8T1RISCON字节地址98H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SM0SM0、SM1SM1：选择串行口四种工作方式。：选择串行口四种工作方式。 SM2SM2：多机通信控制位。：多机通信控制位。 RENREN：允许串行接收控制位。：允许串行接收控制位。 TB8TB8：发送数据：发送数据D8D8位。位。 RB8RB8：接收数据：接收数据D8D8位。位。第1章 概 述 TITI：发送中断标志位。：发送中断标志位。 RIRI：接收中断标志位。：接收中断标志位。串行数据缓冲器串行数据缓冲器字节地址99H SBUF 第1章 概 述电源控制寄存器电源控制寄存