《单片机原理及应用》课件1第1章.ppt

图1-16编译结果1.3.2配套硬件环境FT_0718开发板简介为满足不同层次和对象的需求，特提供两款产品：开发板和实验箱。开发板是针对入门后的用户使用的；实验箱是针对学生使用的。本书介绍的所有程序都已在该板上运行通过，提供的大部分电路也是该开发板的实际电路，只是有些电路用CPLD代替了部分电路的接口切换。这不影响对电路的学习和理解，反而有利于在入门后进一步学习利用CPLD进行开发。本书介绍的程序和电路都是通用的，并不局限于本开发板。如有需要交流的朋友，请联系gj_john_dx@。1.3.3常用学习模式及开发流程本书为初学者提供了非常好的学习模式。不在局部拘泥于细节，而在全书非常系统地把8051的各个部分作了详细介绍。读者只要按照本书的编排顺序，认真学习每一章的知识，最后，你就会在不知不觉中成为单片机的使用者了。对于开发设计而言，设计人员面对的不是一个或者一些单一的“I/O”，而是一个系统，其中包含了软件、硬件以及整体的系统设计工作。因此，一个单片机应用系统的设计开发过程，必须先思考并分析系统的需求，规划出哪些部分由硬件来做，哪些部分由软件来处理。先把硬件结构确定下来，然后把软件程序烧录到单片机中，最后把该芯片插入线路板，进行实际操作的检测。若有问题，则需再从头进行设计。程序完成后，单片机系统设计者需认真检查硬件线路，进行成本费用与线路优化的修改，同时考虑产品的商品化，其间还要配合软件的修改。最后是系统维护和升级工作。单片机系统开发流程如图1-17所示。这样也就告诉了初学者，学习单片机是一个概念，而应用单片机还需要努力，并且要有系统的目光。这点对于初学者非常重要。图1-17单片机系统开发流程1.4基本硬件连接框架本节简要介绍单片机的系统组成和运行方式。1.4.1一个完整而简单的电路——框架结构图1-18所示是一个最简单的单片机系统。这个电路做不了什么实际工作，和外界没有信息的交流，但却是一个基本的框架结构，其他的单片机系统都可以在这个基础上进行修改、扩充。如果采用仿真机或监控测量设备，则可以看到它的运行状态。图1-18最简单的单片机系统1.4.2电源、时钟、复位和功能设定现就上面最基本配置的框架结构进行说明。1.电源51、52系列的单片机在电源布局上都是统一的，如图1-18所示，20脚是电源地，40脚是电源正。DIP封装的电源都是5V±5%。具体的电源需要根据使用的单片机的型号通过查看DataSheet使用手册来确定。书中使用的AT89C5X系列的VCC都是指+5V。2.时钟8051内部已经具备振荡电路，只要按照图1-18所示的连接方法连接晶振(Crystal)即可。晶振频率目前最高可以达到40MHz，具体的需要根据型号改变。不过，一般都支持12MHz的频率(可以降频使用，但不能超频)。电容C2、C3必须提供，一般为30pF(如果使用其他振荡器，则需要改变电容值)。如果电路设计需要外接时钟源，则可以按照图1-19所示的方法进行连接，XTAL2悬空，把XTAL1作为外部时钟的输入端。这种方法对于目前的大部分CMOS型的单片机是适用的。单片机内部的所有操作都是在时钟脉冲的统一步调下，严格按照先后次序进行的。这个次序就是单片机中所说的时序。时序是个非常重要的概念，它指明单片机内部以及内、外部相互联系所遵守的规律。因此，这里同时提出其他几个重要的概念。?振荡周期(P)：就是晶体的振荡周期，或外部时钟脉冲的周期，称为拍，用P表示。拍是51系列单片机中的最小时序单元。图1-19使用外部时钟源?时钟周期(S)：又称状态周期，是由振荡周期分频而得到的，所以一个时钟周期有两个拍，称为P1节拍和P2节拍。在每个时钟的前半周期，即P1节拍，通常完成算术逻辑操作；在每个时钟的后半周期，即P2节拍，通常完成内部寄存器及寄存器之间的传输。?机器周期：一个机器周期由6个时钟周期组成，即12个振荡周期，可以依次表示为S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P1、S6P2，共12个拍。当晶振频率为12MHz时，一个机器周期就是1μs。?指令周期：指执行一条指令所需的时间。8051指令系统的指令存储长度一般为1～3字节，执行指令所需的机器周期一般为1～4个机器周期。除MUL(乘法)和DIV(除法)指令外，单字节和双字节指令可能是单周期或者双周期的，3字节指令都是双周期的，乘、除法指令是4周期的。具体的指令、字节、机器周期的对应关系查阅本书附录中的指令一览表。?指令执行时序：指令执行过程包括取指令和执行指令两个部分。指令长度和指令周期可以分为单字