[信息与通信]2单片机技术基础第二章.ppt

2003-8-30 电信学院 第2章 单片机硬件结构 将电子产品抽象成一个硬件的模型，大约有以下组成： 1) 输入 2) 处理核心 3) 输出 输入基本上有以下的可能： 1) 键盘 2) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB） 3) 开关量（TTL，电流环路，干接点） 4) 模拟量（4~20ma、 0~10ma、0~5V（平衡和非平衡信号）） 输出基本上有以下组成： 1) 串行接口（RS232/485/can bus/以太网/USB） 2) 开关量（TTL、电流环路、干接点、功率驱动） 3) 模拟量（4~20ma， 0~10ma，0~5V（平衡和非平衡信号）） 4) LED显示：发光管、八字 5) 液晶显示器 6) 蜂鸣器 处理核心主要有： 1) 8位单片机，主要就是51系列 2) 32位arm单片机，主要有atmel和三星系列 51单片机最小系统 实际上，51单片机核心外围电路是很简单的，一个单片机＋一个看门狗＋一个晶振＋2个磁片电容； 1. 单片机：atmel的89C51系列、winbond的78E52系列，还有philips的系列，都差不多；现在有一些有ISP（在线下载的），就更好用了； 2. 看门狗：很早以前的电路设计中，现在可能还有人使用，使用一个电阻和一个电容达成的上电复位电路；但是，这样的复位电路一个是不可靠，为什么不可靠，网络上能找得到专门论述复位电路的文章；更重要的是，51系列的单片机比较容易受到干扰；没有看门狗电路是不行的，当程序跑飞时，回不来了，死在那里。 3. 晶振：一般选用11.0592M，因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率； 4. 磁片电容：22pf～30pf，可以在有些书上找到什么晶振频率对应什么容量的磁片电容,如果你用到了更高的频率，找找资料看看。 2.1.1 89C51单片机的基本组成 如表2－1所示MCS-51系列单片机的性能表表中型号带“C”表示所用的是CMOS工艺，具有功耗低的优点。 2.1.2 89C51单片机内部结构 由 中央处理单元（CPU）、存储器（ROM及RAM）和I/O接口组成。 MCS-51单片机内部结构如图2－1所示。 （一）、中央处理单元（CPU） 运算器 （2）8位累加器ACC（A）： （5）布尔处理器： （1）程序计数器PC（16位） 由两个8位计数器PCH、PCL组成。 PC是程序的字节地址计数器，PC内容为将要执行的指令地址。 改变PC内容，改变执行的流向。 PC可对64KB的ROM直接寻址，也可对89C51片内RAM寻址。 （3）振荡器和定时电路 89C51单片机片内有振荡电路，只需外接石英晶体和2个频率微调电容（30pF左右），产生频率范围为1.2MHz~12MHz。该信号就作为89C51工作的基本节拍（时间的最小单位）。 （二）存储器 程序存储器（ROM） （三）、I/O接口 89C51有四个8位并行I/O接口P0～P3。 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。 一.电源引脚：Vcc和Vss 1．Vcc(40脚)：电源端，为+5V。 2．Vss(20脚)：接地端。 XTAL1（19脚）：接外部晶体和微调电容的另一端；在片内它是振荡电路反向放大器的输入端，在采用外部时钟时，该引脚输入外部时钟脉冲。 PSEN（29脚）： 程序存储器允许信号输出端。 在访问片外ROM时，定时输出负脉冲作为读片外ROM的选通信号，接片外ROM 的OE端。 它的负载能力为8个LS型TTL负载。 单片机上电后不运转的原因 首先应该确认电源电压是否正常。用电压表测量接地引脚跟电源引脚之间的电压，看是否是电源电压，例如常用的5V。 接下来就是检查复位引脚电压是否正常。分别测量按下复位按钮和放开复位按钮的电压值，看是否正确。 然后再检查晶振是否起振了，一般用示波器来看晶振引脚的波形，注意应该使用示波器探头的“X10”档。另一个办法是测量复位状态下的IO口电平，按住复位键不放，然后测量IO口（没接外部上拉的P0口除外）的电压，看是否是高电平，如果不是高电平，则多半是因为晶振没有起振。 另外还要注意的地方是，如果使用片内ROM的话,一定要将EA引脚拉高，否则会出现程序乱跑的情况。经过上面几点的检查，一般即可排除故障了。如果系统不稳定的话，有时是因为电源滤波不好导致的。在单片机的电源引脚跟地引脚之间接上一个0.1uF的电容会有所改善。如果电源没有滤波电容的话，则需要再接一个更大滤波电容，例如220u