单片机讲义2012单片机讲义2012.doc

单片机应用 实 训 讲 义 广东顺德梁銶琚职业技术学校 梁军勇 编 2013.7 第一部分 单片机基础知识 第一节 单片机概述 单片机——单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer，简写SCM)，另一种说法是微控制器件（Micro Control Unit，简写MCU）。 一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。MCS-51单片机 1、MCS-51单片机组成 MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O口等一台计算机所需要的基本功能部件。其基本结构框图如图1-1所示。 （1）中央处理单元CPU（8位）：用于数据处理、位操作（位测试、置位、复位） （2）只读存储器ROM（4KB或8KB）：用于永久性存储应用程序，掩膜ROM、EPROM、EEPROM （3）随机存取存取器RAM（128B 或256B）：用于程序运行中存储工作变量和数据 （4）并行输入/输出口I / O（32线）：4个8位并行I/O口P0、P1、P2、P3口，用作系统总线、扩展外存、I/O接口芯片 （5）串行输入/输出口：1个全双工的异步串行口；用于串行通信 （6）定时/计数器T：2 个或三个16位定时器/计数器；它与CPU之间各自独立工作，当它计数满时向CPU中断 （7）时钟电路：振荡频率fOSC在1.2~12Mhz； 分为内部振荡器、外接振荡电路 （8）中断系统：5源中断、2个中断优先级；可编程进行控制。 2、MCS-51系列单片机的引脚及其功能 MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚排列请参见图1-2。 P0.0 ～ P0.7： P0口8位双向口线。 P1.0 ～ P1.7 ：P1口8位双向口线。 P2.0 ～ P2.7 ：P2口8位双向口线。 P3.0 ～ P3.7 ：P3口8位双向口线。 ALE：地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外，由于ALE是以晶振1/6的固定频率输出的正脉冲，因此,可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。 ：外部程序存储器读选通信号。在读外部ROM时，有效（低电平），以实现外部ROM单元的读操作。 ：访问程序存储控制信号。当信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；当信号为高电平时，对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。 RST：复位信号。当输入的复位信号延续两个机器周期以上的高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。 XTAL1和XTAL2：外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此两引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 VSS：地线。 VCC：+5 V电源。 P3口线的第二功能。P3的8条口线都定义有第二功能 第三节 单片机最简系统 除了给电源引脚VCC和VSS接入直流电源外，单片机必须具备以下条件才能正常工作。 1、复位电路 通过某种方式，使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。复位电路如图1-3所示，在时钟电路工作后，在RESET（图中为RST）端持续给出2个机器周期（24个振荡周期）的高电平就可完成复位操作。复位方式有两种：上电复位和开关复位。 图a是上电复位电路。在通电瞬间，在RC电路充电过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。C和R的值随时钟频率变化而变化，可由实验调整，当采用6MHz时钟时，C=22μF，R=1KΩ。图b为开关复位电路。当采用6MHz