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电子系统设计与专题实践2——单片机 2011-2012-1 CH1 单片机基础知识及结构 1.1 单片机概述 1.2 51单片机的体系机构 1.3 51单片机的内核结构 1.4 51单片机的存储结构 1.5 51单片机的时序 1.6 51单片机的IO端口 程序（指令）控制 举例：将通用寄存器R0中的数据与累加器A中数据进行相加，相加结果放到40H地址单元。 汇编语言 MOV R0, #03H; 将3放入R0 MOV A, #05H; 将5放入A ADD A, R0; 将A中数据与R0中数据进行相加 MOV 40H, A; 将A中数据传送到40H地址单元 仿真器+编程器 监控程序+编程器 JTAG在系统调试 基本原则：满足应用要求，兼顾系统升级。 技术指标： （1）数据处理能力 （2）处理速度（实时性） （3）存储容量 （4）片内集成外设资源 （5）I/O数据及驱动能力 （6）供电及功耗 （7）调试工具 （8）稳定性及成本 常见单片机 （1）51单片机 STC89C5x，AT89S5x （2）Siliconlab的C8051Fxxx单片机 （8位） （3）PIC单片机 （4）AVR单片机 （5）Freescale单片机（8位，16位） （6）TI的MSP430单片机（16位） （7）瑞萨单片机 （8）盛群单片机 时序的概念 指单片机指令执行时，各种微操作在时间上的顺序关系，其作用是保证CPU中各种微操作有序运行。 51单片机基本时序单位 时钟周期（外部输入时钟）?节拍P 状态周期?状态S 机器周期 指令周期（单周期指令、双周期指令、四周期指令） 时序单位之间的关系 1节拍周期=1时钟周期 1状态周期=2时钟周期 1机器周期=12时钟周期 举例：一输入时钟为12MHz的51单片机系统，单周期指令的执行时间是多少？ P1为双向IO口，没有第二功能。 可按位控制也可8位并行输出。 若负载较重，可选用低电平控制或外接缓冲区提高驱动能力。 做输入时，直接读寄存器P1； 做输出时，向P1赋值即可。 I/O口 做输出时，为漏极开路，需外接上拉电阻（4.7～10KΩ），较其它端口作IO口时，驱动能力增强。 外扩总线 作8位数据线和16位地址线的低8位。通常要外接数据锁存器实现数据线与地址线的复用。 I/O口 与P1、P3相同。 外扩总线 作16位地址线的高8位。直接与外扩芯片地址线相连。 思考题 设计一基于STC89C52单片机的最小系统，包括晶振电路、复位电路、RS232电平转换电路、ISP接口电路，1路LED指示和1路开关输入（连入外部中断1引脚），并引出所有IO端口。 要求：用Protel99SE画出原理图。 (1) 低128字节的区域 ①工作寄存器区（00H-1FH） ②可位寻址区（20H-2FH） ③用户RAM区（30H-7FH） ① ② ③ 30H ①区（工作寄存器区）共有32个字节单元（00H～1FH），分为4组，每组8个单元，命名为工作寄存器R0～R7)。 任一时刻CPU只能选用一组工作寄存器为当前工作寄存器组。 当前工作寄存器组通过PSW中的RS1和RS0标志位（工作寄存器组指针）进行设置。 ① 30H 注意：CPU复位后RS1和 RS0默认值为0，即默认第0组为当前工作寄存器组。 ②区（位寻址区）共有16个字节单元（20H～2FH），又可划分为128个位地址单元（ 00H～ 7FH），可按两种方式存取数据。 ② 30H ③区（用户RAM区）共有80个字节单元（ 30H～7FH），是用户RAM区，但只能按字节进行数据存取操作。 ③ 30H 在此区内用户可以作为为堆栈区和中间数据存储区。 （2）高128字节RAM区 在80H～FFH的高128字节RAM区中，离散地分布有21个特殊功能寄存器（Spetial Function Register)，又称为特殊功能寄存器区。 前述的Acc、PSW、DPL、DPH等几个寄存器都属于SFR。 字节地址末位是0或8的SFR，都具有位地址。 SFR之外的其它存储单元用户均不可用（系统留用）。 1.5 51单片机的时序 MCS-51单片机有32只IO引脚，分别组成P0、P1、P2、P3四个端口。 P0～P3口是单片机与外部联系的重要通道 ，下图为几种典型的应用电路。 P0～P3都可作为并行输入或输出I/O口，其中： P0和P2还可作为外部总线端口（地址/数据分时复用） P3还有第二输入或输出功能 1.6 51单片机的I/O端口（并口） 1.概述 2.P1口 P3口第二功能定义 引脚 名称 第二功能定义 P3.0 RXD 串行通信数据接收端 输入 P3.1 TX