第10章 MCS51系列单片机硬件结构及功能部件.ppt

§10.1.1 基本概念 一、单片机定义： 单片机是英文Computer on a single chip一词的翻译，常称为微控制器（MCU）。 单片机是一种在单个芯片内包含处理器（CPU）、存储器和输入/输出功能的特殊计算机。 二、与通用计算机的不同： 强调高度集成； 时钟频率和处理器运行速度一般不高； 功耗很低，大都有节能模式； 应用针对性和功能特殊性。 §10.1.2 嵌入式特征 1、实时中断 单片机需要对被控系统中的事件做出实时响应。 2、程序及存储器 ROM、Flash、OTP、EPROM ，“背插式”单片机和现场可编程单片机等 §10.1.3 单片机发展与分类 1971年Intel公司生产出第一枚4004处理器（4位）芯片是微处理器诞生的标志 ； Intel在1976年发布的8048（8位）芯片可看作最早的单片机。 全球处理器市场按百分比划分，55％由以8051和6805系列为主导的8位单片机占领，以平均每年30亿枚的速率递增。 1.四位单片机 商用芯片价格通常由封装大小和引脚数量来决定。4位单片机价格便宜，适用于大批量简单应用场所。 2.八位单片机 8位是最适合小型计算任务的字长，是数据通信最自然的选择； 8位单片机是微控制器领域主导机型。 3.十六位单片机 16位单片机是从专用、大批量8位单片机向高性能32/64位微控制器过渡的阶段；更加强调实时性，与低位机型相比失去了一定的通用性。 4. 三十二位单片机 不仅仅是计算机字长的加倍，分离的专用软件和管理软件间的边界也被打破； 设计的重点已经从在片特征（如：RAM、ROM、定时器和串口等）转换到高速计算特征。 代表类型：ARM、Xscale、MIPS、OMAP、PowerPC 等。 §10.1.4 开发系统 1.单片机开发人员必须具备数字电路和计算机软件的基本知识； 2.一套合适的EPROM编程设备来调试产品原型； 3.需要配套调试软件（IDE）和一台PC机。 二、引脚功能 MCS-51单片机主要有40引脚的双列直插DIP封装和44引脚的PLCC封装两种。 CHMOS工艺制造的，则在型号中增加字母“C”以示区别。 部分引脚采用分时复用技术。 　　　/Vpp: 1) 当引脚接高电平时，访问内部程序存储器，但在PC值超过片内程序存储器范围时，将自动转向执行外部程序存储器的程序；当接低电平时，则只访问外部程序存储器，不管有没有片内程序存储器。 2）对EPROM版本的8051，此引脚还可接+21V电压，用于内部EPROM编程（Vpp）。 　RST : 　　当振荡器运行时，如果在此引脚上维持2个机器周期时长的高电平将使单片机复位。 1、P0、P2端口的输出驱动器和P0端口的输入缓冲器常用于访问外部存储器： P0端口输出外部存储器地址的低字节，且通过分时复用实现对外部存储器中数据的读写。 如果外部存储器地址是16位，P2端口将输出高字节地址，否则，P2端口将发送P2寄存器中的内容。 2、P3端口的所有引脚都是多功能复用引脚，它们既可以作为I/O口使用，又可充当各种特殊功能。 3、除8052中P1口两个引脚具有多功能外，P1口是8051中唯一完全意义上的通用I/O口。 2、运行中访问定时/计数器 一些特殊应用需要在定时/计数器运行过程中读取其当前的计数值 ， 要将THL1的当前计数值读入到R7，R6中，可以采用如下解决办法： AGAIN：MOV A，TH1 ；TH1→A MOV R6，TL1 ；TL1→R6 CJNE A，TH1，AGAIN ；若A≠TH1，转移 MOV R7，A ；A→R7 3、定时/计数器初值计算公式 定时器/计数器的4种工作模式中，模式0与模式1基本相同，只是计数位数不同。 模式1为16位计数器。 而模式0是为兼容MCS-48单片机而保留的13位计数器， 在定时器/计数器应用中，为使初值计算工作简单明了，应尽量避免使用模式0 (1) 计数应用中的计算公式： 2Nb-X=M 其中，M为计数个数、Nb为定时/计数器位数。即： X=2Nb-M (2) 定时应用中的计算公式： (2Nb-X）*Tcy=TM 其中，Tcy为系统的机器周期，TM为定时长度。即： X=2Nb-TM /Tcy 显然，在上面的两个计算公式中，与定时/计