1、一、课程的性质和目的一、课程的性质和目的 v单片机是微型计算机应用技术的一个重单片机是微型计算机应用技术的一个重要分支，近年来在工业智能仪器仪表、光要分支，近年来在工业智能仪器仪表、光机电设备、自动检测、信息处理、家电等机电设备、自动检测、信息处理、家电等的得到广泛应用和迅速发展。的得到广泛应用和迅速发展。单片机原理及应用设计单片机原理及应用设计是为电子信是为电子信息工程、测控技术类专业及计算机应用专息工程、测控技术类专业及计算机应用专业学生开设的专业基础必修课或专业基础业学生开设的专业基础必修课或专业基础选修课，本课程的教学目的是通过理论教选修课，本课程的教学目的是通过理论教学与实验环节，使
2、学生正确理解单片机的学与实验环节，使学生正确理解单片机的基本概念、基本原理，掌握单片机程序设基本概念、基本原理，掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法，并能综合计和微机接口应用的基本方法，并能综合运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，为工业生产、科学研究和实验设备等领域为工业生产、科学研究和实验设备等领域的单片机应用和开发打下良好的基础，也的单片机应用和开发打下良好的基础，也是进一步学习计算机原理和有关接口知识是进一步学习计算机原理和有关接口知识重要环节。重要环节。二、课程教学内容二、课程教学内容本课程以理论教学为主要环节，以学本课程以理论教学为主要环
3、节，以学生课堂实验为辅，同时使用计算机辅助生课堂实验为辅，同时使用计算机辅助教学，教学，4444学时理论课和学时理论课和2828学时实验课，学时实验课，具体安排如下具体安排如下:1.1.计算机基础（计算机基础（4 4学时）学时）（1）单片机的基本概念主要介绍单片机的发展概况（现状、未来的发展）、特点、应用和当前单片机的系列产品。（2）单片机的数制表示法主要介绍数制的转换、原码、反码、补码及计算机中常用的编码。（3）单片机常用逻辑电路简介包括基本门电路、触发器、寄存器、计数器、三态门与缓冲器、译码器。2.2.单片机的内部结构及工作原理单片机的内部结构及工作原理 （4 4学时）学时）q主要内容：掌
4、握MCS-51单片机的内部结构及基本工作原理；单片机并行I/O口的结构特点；单片机最小系统的设计方法；单片机存储器的扩展方法。3.3.单片机的指令系统单片机的指令系统（4 4学时）学时）q主要内容：MCS-51单片机指令的格式、分类和寻址方式；汇编语言的各种指令类型；伪指令的使用及汇编语言程序的完整格式。.程序设计程序设计(共共8 8学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，4 4学时实验学时实验)主要内容：MCS-51单片机汇编语言程序设计的步骤；循环程序、分支程序、延时程序、查表程序的结构及使用方法；数制的转换原理；定点数、浮点数运算程序。5.5.单片机的中断系统单片机的中断系统 （共（共6
5、6学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，2 2学时实验）学时实验）q主要内容：MCS-51单片机中断源的种类及工作方式；外部中断的结构及原理中断控制寄存器IE、中断优先级寄存器IP及定时器/计数器及外部中断控制寄存器TCON的使用方法；6.6.单片机的定时器单片机的定时器/计数器计数器(共共6 6学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，2 2学时实验）学时实验）q主要内容：单片机定时器/计数器的结构、原理、工作方式及使用方法。7.7.单片机的串行通信单片机的串行通信（共（共6 6学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，2 2学时实验）学时实验）q主要内容：单片机串行通信I/O接口的结构及工作方式；
6、串行通信控制寄存器的使用方法；MCS-51单片机串行通信波特率的设置方法；MCS-51单片机的双机通信和多机通信的基本原理。8.8.单片机单片机C51C51程序设计程序设计（共（共1414学时，学时，6 6学时讲授，学时讲授，8 8学时实验）学时实验）q主要内容：C51的结构及特点；C51的的数据类型；C51的常量与变量、C51的运算符及程序的格式；C51的基本语句及C51的程序设计方法。q9.9.并行并行I/OI/O口的应用与扩展口的应用与扩展（共（共8 8学时，学时，2 2学时讲授，学时讲授，6 6学时实验）学时实验）qMCS-51单片机基本I/O口的应用与扩展；键盘与显示器的扩展原理及方
7、法；常用外围电路接口芯片8255、8155、8279的性能特点及使用方法；存储器的扩展原理与方法。10.A/D10.A/D、D/AD/A转换器的应用转换器的应用（共（共6 6学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，2 2学时实验）学时实验）q主要内容：MCS-51单片机与8位A/D和D/A转换的原理；MCS-51单片机与12位A/D转换器的串、并行接口技术；MCS-51单片机与具有总线接口芯片PCF8591的使用方法。11.11.单片机的应用实例单片机的应用实例 （共（共6 6学时，学时，4 4学时讲授，学时讲授，2 2学时实验）学时实验）q主要内容：MCS-51单片机在步进电机控制系统中的应用
8、；数据采集系统的设计；单片机在温度控制系统中的应用；IC卡读写器的设计。单片机原理及应用单片机原理及应用q课程特点课程特点知识点既分散又连贯，结构和指令系统是基础；与电子线路尤其是数字电子线路关系密切；学习方法学习方法预习、复习；多动手（硬件、软件实验）；多看参考书(包括利用网上资料)；其它（上课、作业、答疑）。第第1 1章章 单片机系统基础知识单片机系统基础知识 q1.1 1.1 概述概述 q1.1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念q1.微处理器的概念微处理器的概念qMPUMPU是微处理器的缩写（是微处理器的缩写（MicroprocessorMicroprocessor），简称），简称为
9、为MPMP。MPUMPU是集成在同一块芯片上的具有运算和控制是集成在同一块芯片上的具有运算和控制功能逻辑的中央处理器。微处理器不仅是构成微型计功能逻辑的中央处理器。微处理器不仅是构成微型计算机、单片微型计算机系统、嵌入式系统的核心部件，算机、单片微型计算机系统、嵌入式系统的核心部件，而且也是构成多微处理器系统和现代并行结构计算机而且也是构成多微处理器系统和现代并行结构计算机的基础。的基础。q1.1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念q2微型计算机的概念微型计算机的概念q微型计算机（microcomputer）是指由微处理器加上采用大规模集成电路制成的程序存储器和数据存储器，以及与输入/输出设
10、备相连接的I/O接口电路，微型计算机简称MC。q1.1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念q3单片机的基本概念单片机的基本概念单片机SCMC(Single Chip MicroComputer)属于微型机的一种 具有一般微机的基本组成和功能其它名称：微控制器MCU（MicroController Unit）嵌入式微控制器（embedded microcontroller）单片机是单片微型计算机的简称，也就是把微处理器（CPU）、一定容量的程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）、输入/输出接口（I/O）、时钟及其它一些计算机外围电路，通过总线连接在一起并集成在一个芯片上，构成的微型计算机系
11、统。q1.1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念4嵌入式系统的基本概念嵌入式系统的基本概念 嵌入式系统泛指嵌入于宿主设备的系统中，嵌入的目的主要是用智能化提升宿主设备的功能。嵌入式系统是以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器加入，进入Internet网络技术的连接，而适应应用环境的产品。特点：（1）嵌入式微处理器对实时多任务有很强的支持能力；（2）嵌入式微处理器具有功能很强的存储区保护功能。（3）嵌入式微处理器功耗很低，q1.1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念q5SOC的基本概念的基本概念qSOCSOC是片上系统的简称。所谓是片上
12、系统的简称。所谓SOCSOCq是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用SOC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用子系统全部集成在一个芯片中。在使用SOC技术设计技术设计应用系统时，除了那些无法集成的外部电路或机械部应用系统时，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。1.1.2 单片机的发展概况单片机的发展概况q1单片机的发展阶段单片机的发展阶段q（1）单片机的初级阶段q（2）单片机的中级（
13、成熟）阶段q（3）单片机的高级（发展）阶段1.1.2 单片机的发展概况单片机的发展概况q2单片机技术的发展方向单片机技术的发展方向q（1）内部结构q（2）功耗和电源电压方面q（3）工艺的进步及抗干扰能力的提高q（4）存储能力和Internet连接1.1.3 单片机的特点和应用 q1.单片机的特点单片机的特点q（1）体积小、使用灵活、成本低、易于产业化。q（2）可靠性好，适应温度范围宽。q（3）易扩展，很容易构成各种规模的应用系统、控制功能强。q（4）系统内无监控或系统管理程序。2单片机的应用单片机的应用 q（1）测控系统q（2）智能仪器仪表q（3）通讯产品q（4）民用产品q（5）军用产品q（6
14、）计算机外部设备1.1.4 单片机的系列产品介绍 q18051类单片机类单片机 q2Motorola单片机单片机 q3Microchip单片机单片机 q4华邦单片机华邦单片机 q5Epson单片机单片机 q6Epson单片机单片机 q7NS单片机单片机 q8其它单片机其它单片机q9.AT89系列系列1.2 单片机的数制表示法 q1.2.1二进制、十进制与十六进制q1二进制二进制 q以2为基数的数制叫二进制，它只包括“0”和“1”两个符号q二进制数以B作为标识符。q一个含有n位整数，m位小数的二进制数可表示为：qN=Xn12n-1Xn22n2qX020X12-1X22-2qXm2-mq或：i1n
15、mii2XN举例举例q例如：二进制数101.101B等于十进制的5.625q其各位数码代表的数值为：q122021120121022123q=5.6252十进制十进制 q以10为基数的数制叫十进制，十进制用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9等10个符号来表示。进位规则是“逢十进一”。十进制数以D作为标识符。q一个含有n位整数，m位小数的十进制数可表示为：qN=Xn110n-1Xn210n2q X0100X110-1X210-2q Xm10-mq或：i1nmii01XN3十六进制十六进制 q 以16为基数的数制叫十六进制，进位规则是“逢十六进一”。十六进制数以H作为标识符。q一个含有n位整数
16、，m位小数的十六进制数可表示为：qN=Xn116n-1Xn216n2q X0160X116-1X216-2q Xm16-mq或：i1nmii61XN1.2.2 数制的转换 q1二进制二进制十进制的转换十进制的转换q例如：q1101.11B=123122021120121122=13.75q2十六进制十六进制十进制的转换十进制的转换q例如：q3BH=316111160=59q1A6CH=116310162616112160=67643十进制十进制二进制的转换二进制的转换 q把一个十进制整数依次除以把一个十进制整数依次除以2，并记下每次所得的，并记下每次所得的余数（余数（1或或0），最后所得的余数
17、的组合即为转换的十），最后所得的余数的组合即为转换的十进制数。第一位余数为最低位（进制数。第一位余数为最低位（LSB），最后一个余），最后一个余数为最高位（数为最高位（MSB）。）。q例如：例如：126=1111110B126=1111110B1 2 66 33 11 5 7 31111110q例如：例如：213=11010101B 213=11010101B q 2 1 31 0 65 32 61 36301001111十进制数转换成二进制例如：0.318=010100010B溢出整数 小数部分2剩余小数部分 0 0.3182=0.636 0.636 1 0.6362=1.272 0.272
18、 0 0.2722=0.544 0.544 1 0.5442=1.088 0.088 0 0.0882=0.1760.176 0 0.1762=0.3520.352 0 0.3522=0.650.65 1 0.652=1.30.3 4十六进制十六进制二进制的转换二进制的转换 q将每位十六进制数转换成相应的四位二进制数即可。q5二进制二进制十六进制的转换十六进制的转换q只需从二进制数的最低位算起，每四位一个数，到最高位不够四位填0，即可按位转换成十六进制数。6十进制十进制十六进制的转换十六进制的转换 q十进制转换成十六进制与十进制转换成二进制方法一样，只是除数为16而不是2。而余数是0F中的任一
19、个数。q例如：9168=23D0H9 1 6 85 7 303 51 3231.2.3 原码、反码与补码 q在计算机中，为了运算的方便，数的最高位用来表示正、负数。最高位为“0”表示正数，最高位为“1”表示负数。q为了区别原来的数与它在计算机中的表示形式，我们将已经数码化了的带符号数称为机器数。而把原来的数称为机器数的真值。D7D6D5D4D3D2D1D0符号数值q机器数有三种表示方法：原码、反码、补码。机器数有三种表示方法：原码、反码、补码。q1原码原码q在符号位用在符号位用0表示正数，在符号位用表示正数，在符号位用l表示负数，而表示负数，而数值位保持原样的数，这样的机器数称为原码。数值位保
20、持原样的数，这样的机器数称为原码。q8位二进制原码表示的数的范围为：位二进制原码表示的数的范围为：127127。q（1）正数）正数 正数的原码与原来的数相同。正数的原码与原来的数相同。q（2）负数）负数 负数的原码为符号位置负数的原码为符号位置1，而数值位不变。，而数值位不变。q（3）0的原码表示的原码表示 0的原码表示法有两种，即正的原码表示法有两种，即正0和和负负0。q +0原原00000000 q -0原原10000000 q2反码反码q8 8位二进制反码表示的数的范围为：位二进制反码表示的数的范围为：127127127127q（1 1）正数）正数 正数的反码与正数的原码相同。正数的反码
21、与正数的原码相同。q（2 2）负数）负数 负数的反码为数值位的值按位求反后，负数的反码为数值位的值按位求反后，符号位取符号位取“1 1”。q(3(3）0 0的反码表示的反码表示 0 0在反码中也有两种表示法，正在反码中也有两种表示法，正0 0和负和负0 0。+0+0反反00000000 00000000-0-0反反1111111111111111 q3补码补码q8位二进制补码表示的数的范围为：128127。q补码概念举例：q（1）正数正数的补码与正数的原码相同。q（2）负数 负数的补码由它的绝对值求反加1后得到。q（3）0的补码表示 0的补码表示只有一种，其表达式为：+0补=-0补000000
22、00B q补码的加法规则是：qXY补=X补Y补q补码的减法规则是：qXY补=X补-Y补补码运算举例1：q求十进制数7628的运算q76的2进制是01001100q28的2进制是00011100q-28的补码是000111007 62 84 8-0100110011100100+00110000q补码运算举例2：q求十进制数3652的运算q-16补=11110000 3 65 21 6-0010010011001100+11110000-q总结：总结：q对于正数：x原x反x补 q对于负数：x反x原数值位取反，符号位不变。qx补=x反1 q采取求补运算，可以将计算机中的减法运算转换成加法运算，从而
23、节约了计算机的硬件成本。1.2.4 计算机中常用的编码q1BCD（8421）码）码 q采用二进制数对每一位十进制数字编码，这种编码方式称为BCD码（Binary coded Decimal Code）。q表1-2十进制与二进制的对照 十进制 BCD码 十进制 BCD码 0 0000 5 0101 1 0001 6 0110 2 0010 7 0111 3 0011 8 1000 4 0100 9 1001 q（2）BCD码的换算 q（3）BCD码加法：“逢十进一”，若各位的和均在09之间，则其加法运算规则完全同二进制数加法的规则一样；若相加后的低4位（或高4位）二进制数大于9，或大于15（即低
24、4位或高4位的最高位有进位），则应对低4位（或高4位）加6修正。q例如：BCD码X=59，Y=78，求X+YqX=0101 1001，Y=0111 10000101 10010111 1000+1101 0001高4位9 低4位有进位0110 0110+1 0011 0111q（4）BCD码减法BCD码进行减法时，也会出现需要修正的现象，BCD码减法修正的条件和方法是：低4位向高4位借位，或低4位出现非法码，低4位减6修正；高4位出现非法码，或高4位向更高的借位，高4位减6修正。q例如：BCD码X=55，Y=38，求X-Y q X=0101 0101，Y=0011 1000 0101 0101
25、0011 1000-0001 1101低4位有借位 0110-0001 0111低4位减6修正q2ASC码码qASC编码表（编码表（American standard Code for information interchange美国信息交换标准代码）美国信息交换标准代码）qASC码用码用7位二进制数表示，可表达位二进制数表示，可表达128个字符，个字符，其中包括数码其中包括数码09，英文大小写字母，标点符号和控，英文大小写字母，标点符号和控制字符。制字符。7位位ASC码分成二组：高码分成二组：高3位一组，低位一组，低4位位一组，分别表示这些符号的列序和行序，一组，分别表示这些符号的列序和行
26、序，ASC码的码的分组如图分组如图1-3所示。所示。常用的与门电路有2输入与门、3输入与门、4输入与门。常用的TTL电路的与门芯片有74LS08（四2输入正与门）、74LS09（四2输入正与门）、74LS11（三3输入正与门）、74LS21（二4输入正与门）等。1.3 单片机常用逻辑电路简介 q1.3.1基本门电路q1与门电路与门电路 q 电路符号：YAB 或门电路的形式也有许多种，常用的或门电路有2输入或门。TTL电路的或门芯片有74LS32（四2输入正或门）。1.3 单片机常用逻辑电路简介 q1.3.1基本门电路q2或门电路或门电路 q 电路符号：YAB+TTL电路的非门芯片有74LS04
27、（六反相器）、74LS05（集电极开路型六反相器）。1.3 单片机常用逻辑电路简介 q1.3.1基本门电路q3非门电路非门电路 q 电路符号：常用的TTL电路的与非门芯片有74LS00（四2输入正与非门）、74LS10（三3输入正与非门）、74LS20（二4输入正与非门）、74LS30（8输入正与非门）、74LS01/03（集电极开路型四2输入正与非门）。或非门芯片有74LS02（四2输入正或非门）、74LS27（三3输入正或非门）、74LS25（带选通端二4输入正或非门）。q4与非门和或非门电路与非门和或非门电路q电路符号：YAB+YABqRS触发器的工作状态 q1.3.2 触发器触发器q1
28、基本RS触发器&SRQQq电路图R S Q Q 0 0 Qn-1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 不定 不定 D触发器真值表 q2D触发器q内部结构&DQQ&CPCP D Q Q X?Qn-1 0 上升沿 0 0 1 上升沿 1 1 0 JK触发器真值表 q3JK触发器触发器q内部结构&JKQQ&CPCP J K Q 0 Qn-1 1 0 0 Qn-1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 常用的TTL电路JK触发器有74LS70（带预置和清除端的正边沿触发器）、74LS72（带预置和清除端的JK主从触发器）、74LS73（带清除端的双JK触发器）、74LS76（带预置和清除
29、端的双JK触发器）q2移位寄存器 q1.3.3寄存器q1简单的寄存器q常用的这类寄存器有74LS75、74LS175、CC4076等。1DC1D1CPQ0Q1D01DC1Q0Q11DC1Q0D0K01DC1K11DC1Q3K21DC1K3Q2Q1CPD1q常用的这类移位寄存器有74LS194、74LS195、74LS164、74LS165、74LS166等。q1.3.4 计数器计数器q1同步计数器 q4位同步二进制计数器有74161，用T触发器构成的同步十六进制加法计数器有CC4520，单时钟同步十六进制加/减计数器有74LS191和74LS193。1J1KC1Q0T0=1FF01J1KC1Q
30、1T1FF1CP1J1KC1Q2T2FF21J1KC1Q3T3FF3&G12G2&C计计数数脉脉冲冲 q同步十进制加法计数器q2异步计数器q异步十进制计数器有7 4 L S 2 9 0、74LS90、异步二进制计数器有74LS293、74LS197与 11JFF0C11JFF1C11JFF2C1CP0Q0Q1Q21K1K1K 1JFF0C11JFF1C1CP0Q0Q1Q21K1JFF2C11K1K1JFF3C11K&Q3二进制计数器十进制计数器q1.3.5三态门与缓冲器q三态输出门电路可以加到寄存器的输出端上，这样的寄存器就称为三态（缓冲）寄存器。使用三态输出门电路，计算机就可以通过数据总线与
31、一组寄存器接通，而断开另外一组寄存器，从而与任意多个寄存器交换信息。q1.3.6译码器q3 8译码器 输入输出S1S2+S3A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y701111111111111111110000011111111000110111111100101101111110011111011111010011110111101011111101110110111111011011111111110q3补码q8q3补码q8本章学习目标本章学习目标 vMCS-51MCS-51单片机的内部结构、引脚功能、单片机的内部结构、引脚功能、工作方式和时序。工作方式和时序。v掌握掌握MCS-51M
32、CS-51单片机的内部结构特点单片机的内部结构特点v了解单片机并行了解单片机并行I/OI/O口的结构特点口的结构特点v掌握掌握MCS-51MCS-51单片机的基本工作原理单片机的基本工作原理v掌握单片机最小系统的设计方法掌握单片机最小系统的设计方法v掌握单片机存储器的扩展方法掌握单片机存储器的扩展方法 主要特点：主要特点：（1 1）扩大了内部程序存储器（）扩大了内部程序存储器（ROMROM）和内部数据存储器（）和内部数据存储器（RAMRAM）的容量。）的容量。（2 2）具有布尔代数运算能力。）具有布尔代数运算能力。（3 3）具有）具有3232条双向可被独立寻址的条双向可被独立寻址的I/OI/O
33、口。口。（4 4）具有）具有5 56 6个中断源，可分为个中断源，可分为2 2个中断优先级。个中断优先级。（5）具有丰富的指令系统。）具有丰富的指令系统。（6）具有全双工传输信号）具有全双工传输信号UART。（7）片内具有时钟振荡电路。）片内具有时钟振荡电路。（8）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含）烧写工艺上采用可一次性烧写的内含ROM或可重复烧写的或可重复烧写的EPROM。2.1.1 2.1.1 内部结构内部结构微计算机组成微计算机组成微处理器CPUROMRAMI/O接口外设地址总线AB数据总线DB控制总线CB微型机组成框图单片机的内部结构单片机的内部结构1CPUCPU也叫中央处理器，是单片
34、机的核心部件，主要完成单片机的运算和控制功能。（1）运算器：包括算术逻辑单元ALU、布尔处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态字PSW寄存器及十进制调整电路等。（2）控制器：包括定时控制逻辑、指令寄存器、译码器以及信息传送控制部件等，以实现控制功能。2内部存储器内部存储器 q单片机内的存储器包括程序存储器和数据存储器，它们是相互独立。q（1）程序存储器（ROM）：为只读存储器，用于存放程序指令，常数及数据表格。q（2）数据存储器（RAM）：为随机存储器，用于存放数据。数据存储器又可分为内部数据存储器和外部数据存储器。q在单片机内部有256个RAM单元来存放可读写的数
35、据，其中，后128单元被专用寄存器占用，作为寄存器供用户使用的只是前128单元。3定时定时/计数器计数器 qMCS-51单片机内部有2个16位的定时器/计数器，用于实现内部定时或外部计数的功能；并以其定时或计数的结果（查询或中断方式）来实现控制功能。4 4中断系统控制器中断系统控制器qMCS-51单片机具有中断功能，以满足控制应用的需要。MCS-51共有5个中断源（52系列有6个中断源），即外部中断2个，定时/计数器中断2个，串行口中断1个。全部中断可分为高级和低级两个优先级别。q5 5并行并行I/OI/O口口qMCS-51单片机内部共有四个8位的并行I/O口（P0、P1、P2、P3），以实现
36、数据的并行输入和输出。6 6全双工串行口全双工串行口qMCS-51单片机还有一个全双工的串行口，以实现单片机与外部之间的串行数据传送。q7 7OSCOSCqOSC是单片机的时钟电路。时钟电路用于单片机产生时钟脉冲序列，协调和控制单片机的工作。MCS-51系列单片机分类系列单片机分类q 资源资源 配置配置子子 系列系列 片内片内ROMROM形式形式 片片 内内 ROM ROM 容容 量量 片片 内内 RAM RAM 容容 量量定时定时/计数器计数器中中断断源源 无无ROMROMEPREPROMOME E2 2PRPROMOM5151子系列子系列80318031 80518051 87518751
37、 89518951 4KB 128B128B 2 216165 55252子系列子系列80328032 80528052 87528752 89528952 8KB 256B256B 3 316166 62.1.2 引脚引脚定义及功能定义及功能 805112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPDRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3 T0/P3.4 T1/P3.5 WR/
38、P3.6 RD/P3.7 XTAL2 XTAL1 VssVccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.02单片机引脚说明单片机引脚说明 q（1）P0口（32脚39脚）有三种使用方法：q作为与外部传送数据的8位数据总线（D0D7）。q作为扩展外部存储器时的低8位地址总线（A0A7）。q（2）P1口（1脚8脚）：作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻（80C52的P1.0和P1.1还具有特殊功能见表2-1）。q（3）P2口（21脚28脚）有两种使用方法：q作为普通I/O口使用，
39、无须外接上拉电阻。q作为扩展外部存储器时的高8位地址总线（A8A15）。q（4）P3口（10脚17脚）有两种使用方法。作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻；P3口的特殊功能口的特殊功能 引脚特殊功能符号功能说明1（80C52）P1.0/T2定时/计数器 T2计数输入端2（80C52）P1.1/T2T2的捕捉/重新加载的触发输入10P3.0/RXD串行数据输入端11P3.1/TXD串行数据输出端12P3.2/INT0外部中断 0申请信号13P3.3/INT1外部中断 1申请信号14P3.4/T0定时/计数器 T0计数输入端15P3.5/T1定时/计数器 T1计数输入端16P3.6/WR外部数据
40、 RAM 写控制信号17P3.7/RD外部数据 RAM 读控制信号单片机引脚单片机引脚q（5）VDD（40脚）：+5V电源。q（6）VSS（20脚）：GNDq（7）XTAL1（19脚）XTAL2（18脚）：接外部石英晶振的引脚，也可引入外部时钟。q（8）RESET（9脚）：复位信号引脚。必须在此引脚上出现两个机器周期的高电平，才能保证单片机可靠的复位。复位后，单片机内部各寄存器的状态见表2-2所示。q复位后单片机寄存器的内容复位后单片机寄存器的内容 寄存器寄存器内容ACC00000000B00000000SP（堆栈指针）00000111PSW（程序状态字）00000000IP（中断优先级控制）
41、XXX00000IE（中断使能）0XX00000TMOD（计数器模式控制）00000000TCON（定时/计数控制）00000000P0/P1/P2/P311111111单片机引脚单片机引脚q（9）ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号。有以下三个作用：q当外接存储器（RAM/ROM）时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低8位。一般ALE接锁存器的EN端。q当没有外部存储器时，ALE端可输出脉冲信号，此频率为石英振荡频率的1/6。因此，它可用作对外部芯片提供输出的时钟，或用于定时的目的。q（10）（29脚）：外部程序存储器的读选通信号 单片机引脚单片机引脚（1111）/VPP/
42、VPP（脚（脚3131）：访问程序存储器控制信号。）：访问程序存储器控制信号。当信号接低电平时，对当信号接低电平时，对ROM的读操作（执行程序）限定在外部程序储器。的读操作（执行程序）限定在外部程序储器。当接高电平时，对当接高电平时，对ROM的读操作（执行程序）从内部开始。在使用内部带程序存储器的读操作（执行程序）从内部开始。在使用内部带程序存储器的单片机时，应接高电平。的单片机时，应接高电平。EA2.2 2.2 单片机的存储器结构单片机的存储器结构 q（1）内部程序存储器（ROM）：用来存放程序和表格常数。8051为4KB、8052为8KB。q（2）内部数据存储器（RAM）：用来存放运算过程
43、中的数据。包括寄存器在内，8051/31为128字节、8052/32为256字节。q（3）外部程序存储器（ROM）：用来存放程序。最大可扩展64KB空间（包括内部ROM）。q（4）外部数据存储器（RAM）：在数据采集系统中可存放大量的数据。最大可扩展64KB空间（不包括内部RAM）。1内部数据存储器 2.2.1 2.2.1 内部数据存储器及专用寄存器内部数据存储器及专用寄存器 q内部数据存储器在结构上可分为两个不同的存储空间,即低128单元的数据存储器空间（00H7FH）和高128单元的具有特殊功能的专用寄存器存贮器空间（80H0FFH）。只能间接寻址(8051无)(8052有)可直接(间接)
44、寻址可直接寻址(SFR)FFH80H7FH00H80HFFH用户RAM区位寻址区第3寄存器组(RB3)第2寄存器组(RB2)第1寄存器组(RB1)第0寄存器组(RB0)00H1FH20H2FH30H7FHRS1=1 RS0=1RS1=1 RS0=0RS1=0 RS0=1RS1=0 RS0=02 2专用寄存器专用寄存器SFR SFR q专用寄存器（SpecialFunctionRegisters）也叫特殊功能寄存器，就是将内部RAM的高128单元作为特殊功能寄存器使用。其单元地址为80HFFH。寄存器 0 1 2 3 4 5 6 7 F8H FFH F0H B F7H E8H EFH E0H A
45、CC E7H D8H DFH D0H PSW D7H C8H T2CON T2MOD RCAP2L RCAP2H TL2 TH2 CFH C0H C7H B8H IP SADEN BFH B0H P3 B7H A8H IE SADDR AFH A0H P2 A7H 98H SCON SBUF 9FH 90H P1 97H 88HTCONTM ODTL0TL1TH0TH18FH80HP0SPDPLDPHPCON87Hq（1）B寄存器qB寄存器是一个8位寄存器，即可作为一般寄存器使用，也可用于乘除运算。做乘法运算时，B是乘数。乘法操作后，乘积的高8位存于B中。做除法运算时，B存放除数。除法操作后，
46、余数存放在B中。q（2）累加器ACC（Accumulator）q累加器A是在编程操作中最常用的专用寄存器，功能较多，可按位寻址。（3）程序状态字PSW（ProgramStatusWord）位 7 6 5 4 3 2 1 0 P S W C Y A C F 0 R S 1 R S 0 O V -P 位 标志 名 称 功 能 7 CY 进位标志位 1是存放算术运算的进位标志 2是在布尔运算中作累加位使用 6 AC 辅助进位标志位 作 BCD 运算时，低 4 位向高 4 位进位或借位时，置“1”5 F0 用户标志位 用户可用软件自定义的一个状态标记 4 RS1 当前寄存器区选择位 见表 2-3 所示
47、 3 RS0 当前寄存器区选择位 见表 2-3 所示 2 OV 溢出标志位 作算术运算时 OV=0，未溢出 作算术运算时 OV=1，溢出 1-保留位 0 P 奇偶标志位 P=1，则累加器中 1 的个数为奇数 P=0，则累加器中 1 的个数为偶数 CYCY：进位标志。加减运算时，保存最高位进位、借位状态。AC：半进位标志。例：78H+97H 0111 1000 +1001 0111 1 0000 1111有进位CY=1没有半进位AY=0q（4）定时器2寄存器（52系列单片机独有）qT2CON：定时器2控制寄存器。qT2MOD：定时器2方式寄存器。qRCAP2L、RCAP2H：捕获寄存器，一旦80
48、52单片机的T2EX脚出现负跳变，则TL2、TH2的内容立即被捕获到RCAP2L、RCAP2H中。qTL2、TH2：定时器2寄存器。q（5）IP寄存器q（6）IE寄存器q（7）SCON寄存器q（8）SBUF寄存器q（9）定时器0和定时器1寄存器qTCON：定时器控制寄存器。qTMOD：定时器方式寄存器。qTL0、TH0：定时器0寄存器。qTL1、TH1：定时器1寄存器。q（10）P0P3端口寄存器 q（11）栈指针SP寄存器q栈指针SP寄存器指示出堆栈顶部在内部数据存储器中的位置。系统复位后，SP初始化为07H，如果不重新设置，就使得堆栈由08H单元开始。但08H1FH单元属于工作寄存器区，所
49、以在程序设计中，最好把SP的值设置的大一些，一般将堆栈开辟在30H7FH区域中。SP的值越小，堆栈容量就越大，但最大为128字节。q（12）数据指针DPTR寄存器q数据指针DPTR由两个8位寄存器DPH和DPL组合而成一个16位专用寄存器，其中DPH为DPTR的高8位，DPL为DPTR的低8位。3.3.程序计数器程序计数器PC PC 程序计数器PC中存储的是将要执行的指令地址，是一个16位的计数器。寻址范围达64KB。2.2.2 2.2.2 外部数据存储器外部数据存储器 q程序计数器PC中存储的是将要执行的指令地址，是一个16位的计数器。寻址范围达64KB。P0.0P0.1P0.2P0.3P0
50、.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7ALE/PRDWREA/VPX1X2RESETINT0INT1T0T1D0D1D2D3D4D5D6D7OCGQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q73938373635343332A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10CEOEWED0D1D2D3D4D5D6D7P00P01P02P03P04P05P06P07X112MHz181931111212223242526272830171680C51910UC120PC220PVCC18202174LS37361168765432123221925691215
