[信息与通信]第1部分单片机原理与应用2003.ppt

1 课程内容 ?单片机原理与应用 ?单片机应用系统(仪表)硬件电路原理及编程 ?单片机应用系统示例 ?任务书及要求 单片机历史和发展 单片机应用情况 单片机开发 1-1 单片机的发展概况 ★ 单片机的发展历史和发展趋势 4位单片机 （1971-1974） 低档8位单片机 （1974-1978） 高档8位单片机 （1978-1982） 16位单片机 （1982-1990） 新一代单片机 （90年代以来） 1-2 单片机的应用 应用特点 体积小：基本功能部件满足要求 可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽 功能强：实时响应速度；I/O直接操作 使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料 性能价格比高：电路板小；接插件少 易产品化：研制周期短 1-3 单片机的开发和开发工具 二、单片机应用系统的开发过程 系统需求调查； 可行性分析； 系统方案设计； 系统建造； 系统调试； 系统方案局部修改、再调试； 生成正式产品。 三、单片机应用系统设计的基本原则与方法 第二章 MCS－51单片机的结构 基本组成（内部资源） 存储器的配置 I/O口的应用功能 时序及电路 2-1 MCS - 51单片机的内部结构(8051) 说明: 中央处理机CPU (8位) 存储器: 片内数据存储器RAM (128个字节) 片内程序存储器EPROM（4 KB） I/O接口: 4个8位并行口(P0、P1、P2、P3口） 1个串行I/O接口。 2个16位定时器/计数器。 5个中断源二级优先权的中断系统 MCS—51系列部分单片机配置一览表 2-2 中央处理器 CPU 中央处理器是单片机内部的核心部件, 它决定了单片机的主要功能特性。 它由运算部件和控制部件两大部分组成。 一、运算器 运算部件是以算术逻辑单元ALU为核心, 加上累加器A、 寄存器B、 暂存器TMP1和TMP2、 程序状态寄存器PSW及专门用于位操作的布尔处理机组成的, 它能实现数据的算术逻辑运算, 位变量处理和数据传送操作。 用户关心 算术逻辑单元ALU 2. 累加器ACC（Accumulator） 3. 寄存器B 4. 程序状态字PSW（Programe State Word） 二、控制器 控制部件是单片机的神经中枢, 它包括定时和控制电路、 指令寄存器、 译码器以及信息传送控制等部件。 CPU执行指令时, 由程序存储器中读取的指令代码送入指令存储器, 经译码器译码后由定时与控制电路发出相应的控制信号, 完成指令所指定的操作。 MCS-51单片机的存储器结构为哈佛结构，既：程序存储器和数据存储器分开寻址。 从物理结构上可分为: 片内、 片外程序存储器 片内、 片外数据存储器 4个部分 仪表中的存储器资源：片内程序存储器和片内数据存储器。 二、程序存储器 计算机的工作是按照事先编制好的程序命令一条条循序执行的, 程序存储器就是用来存放这些已编好的程序和表格常数, 它由只读存储器ROM或EPROM组成。 程序运行的入口地址 MCS—51单片机程序存储器中有复位和中断源共6个固定的入口地址, 用户不能更改。 MCS—51单片机复位、 中断入口地址 三、内部数据存储器? 1、工作寄存器和RAM地址对照表 2、位寻址区 3、数据缓冲区 ● 30H-7FH是数据缓冲区, 也即用户RAM区, 共80个单元。 ● 用户RAM区又可分为数据区和堆栈区 MCS—51单片机堆栈区不是固定的,且堆栈属向上生长型， 为了避开工作寄存器区和位寻址区, 一般设在30H以后的范围内。 四、特殊功能寄存器SFR 说明： PC： 程序地址寄存器（16位），始终指向下一条指令的内存地址。 访问范围：0000?0FFFFH ACC： 累加器（8位），专门存放操作数或运算结果。 B ： 8位，专门为乘除法而设置的寄存器。 SP： 堆栈指针（8位），始终指向堆栈的栈顶位置。 遵循“先进后出”的原则。 DPTR： 数据地址指针（16位），存放程序存储器或外部数据存储器的 地址。可分DPH和DPL两个独立8位寄存器。 程序状态字PSW 思考: 访问内部数据存储器与外部数据存储器的区别? 1、地址不同。 思考： 什么叫哈佛结构？ 程序存储器用来存放什么？