單片機(jī)項(xiàng)目一單片機(jī)最小工作系統(tǒng)構(gòu)建

1、單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用項(xiàng)目導(dǎo)讀項(xiàng)目導(dǎo)讀任務(wù)任務(wù)2、 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目小結(jié)任務(wù)任務(wù)1、 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī) 項(xiàng)目一 單片機(jī)最小工作系統(tǒng)構(gòu)建 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用彩燈彩燈任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)知識分布網(wǎng)絡(luò) 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)鐘信號產(chǎn)生時(shí)鐘電路復(fù)位電路時(shí)序節(jié)拍與狀態(tài)機(jī)器周期指令周期復(fù)位條件上電復(fù)位按鍵復(fù)位單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用知識分布網(wǎng)絡(luò)知識分布網(wǎng)絡(luò) 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)存儲器結(jié)構(gòu)低128單元(DATA)片內(nèi)RAM（IDATA）寄存器位尋址區(qū)(BD

2、ATA)用戶RAM區(qū)ROM結(jié)構(gòu)程序計(jì)數(shù)器PC中斷地址區(qū)片外RAM（XDATA）ROM（CODE）高128單元(SFR)SFR分布特點(diǎn)SFR定義常用SFR簡介單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)導(dǎo)入 在日常生活中，像手機(jī)、電話機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、玩具、電子表、電子秤、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)、錄音筆、汽車防盜器等常用設(shè)備，給我們帶來了許多方便和生活情趣，可你了解在這些設(shè)備中發(fā)揮主要作用的單片機(jī)嗎？單片機(jī)因?qū)⒂?jì)算機(jī)的主要組成部分集成在一塊芯片上而得名，如圖1-1所示為單片機(jī)芯片的外型結(jié)構(gòu)，別看它體積很小，有了它，可以使我們的生活更加豐富多彩。 圖1-1 單片機(jī)芯片外型圖 任務(wù)任務(wù)1

3、1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用1 1、什什么么是是單單片片機(jī)機(jī)CPU輸輸入入設(shè)設(shè)備備輸輸出出設(shè)設(shè)備備軟軟件件系系統(tǒng)統(tǒng)+硬件系統(tǒng)輸輸入入接接口口設(shè)設(shè)備備輸輸出出接接口口設(shè)設(shè)備備運(yùn) 算 器控 制 器存 儲 器相關(guān)知識：單片機(jī)基本知識相關(guān)知識：單片機(jī)基本知識任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單單片片機(jī)機(jī)核核心心接口接口電路電路及外及外設(shè)等設(shè)等單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng): :由由硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)和和軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)組成組成硬件是硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件是在硬件的基礎(chǔ)上軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其資源對其資源進(jìn)行合理調(diào)配

4、和使用進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可互依賴，缺一不可任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用2 2、MCS-51MCS-51系列單片機(jī)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)系列單片機(jī)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)串行通信接口全雙工 1個(gè)ROMTXD RXD中斷系統(tǒng)并行通信接口48bit定時(shí)/計(jì)數(shù)器RAM時(shí) 鐘電 路CPU總線控制0INT1INT圖1-2 MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0 T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0 P1 P2 P3TX

5、D RXDINT0 INT1定時(shí)計(jì)數(shù)器中央處理器中央處理器CPU：8位，位，運(yùn)算和控制運(yùn)算和控制功能功能內(nèi)部內(nèi)部RAM：共共256個(gè)個(gè)RAM單單元，用戶使用元，用戶使用前前128個(gè)單元，個(gè)單元，用于存放可讀用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被個(gè)單元被專用寄存器占專用寄存器占用。用。內(nèi)部內(nèi)部ROM：4KB掩膜掩膜ROM，用于存放程序、用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表原始數(shù)據(jù)和表格。格。定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器：兩個(gè)兩個(gè)16位的定位的定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。功能。并行并行I/O口：口：4個(gè)個(gè)8位的位的I/O口口P0、P1、P2、P3。串行口：串行口：一個(gè)全一個(gè)

6、全雙工串行口。雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外個(gè)中斷源（外中斷中斷2個(gè)，定時(shí)個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷計(jì)數(shù)中斷2 個(gè)，串行中斷個(gè)，串行中斷1個(gè)）個(gè)）時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路：可可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶序列，允許晶振頻率振頻率6MHZ和和12MHZ復(fù)位電路圖1-3 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用(1) 中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能(2) 內(nèi)部RAM：共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被專用寄存器占用。(3) 內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。(

7、4) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。(5) 并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。(6) 串行口：一個(gè)全雙工串行口。(7) 中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2 個(gè)，串行中斷1個(gè)）(8) 時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 近幾年在我國非常流行的單片機(jī)AT89C51，是在8051基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如由Flash（程序存儲器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲器取帶了原來的一次性寫入的ROM，其性能相對于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越了，但在市場化

8、方面，AT89C51單片機(jī)受到了PIC單片機(jī)陣營的挑戰(zhàn)，AT89C51最致命的缺陷在于不支持ISP功能。AT89S51就是在這樣的背景下取代89C51單片機(jī)的。Atmel公司目前已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51單片機(jī)，將用AT89S51單片機(jī)代替。AT89S51單片機(jī)在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，采用0.35新工藝，成本降低，而且將功能提升，增強(qiáng)了競爭力。AT89SXX可以向下兼容AT89CXX等51系列芯片。表1-1是AT89系列單片機(jī)的主要分類及功能特性。本教材主要采用AT89S51/52芯片（由于Proteus軟件中不包含AT89S51/52芯片，因此仿真時(shí)仍采用AT89C51/52芯片）。 任務(wù)任務(wù)1 1

9、 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用系系列列典型芯片典型芯片I/O口口定時(shí)定時(shí)/計(jì)計(jì)數(shù)器數(shù)器中斷中斷源源串行串行通信口通信口片內(nèi)片內(nèi)RAM片內(nèi)片內(nèi)ROM新功能新功能標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)型型AT89C5132個(gè)個(gè)2x16位位61128字節(jié)字節(jié)4K Flash MemoryAT89C523x16位位8256字節(jié)字節(jié)8K Flash MemoryAT89C5532個(gè)個(gè)3x16位位81256字節(jié)字節(jié)20K Flash MemoryAT89S5132個(gè)個(gè)2x16位位61128字節(jié)字節(jié)4K Flash MemoryWatchdog TimerAT89S523x16位位8256字節(jié)字節(jié)8K Flash Mem

10、ory低低檔檔型型AT89C105115個(gè)個(gè)2x16位位6無無64字節(jié)字節(jié)1K Flash MemoryAT89C205115個(gè)個(gè)2x16位位61128字節(jié)字節(jié)2K Flash MemoryAT89C405115個(gè)個(gè)2x16位位61128字節(jié)字節(jié)4K Flash Memory高高檔檔型型AT89C51RC32個(gè)個(gè)3x16位位81512字節(jié)字節(jié)32K Flash MemoryWatchdog TimerAT89C55WD32個(gè)個(gè)3x16位位81256字節(jié)字節(jié)20K Flash MemoryWatchdog TimerAT89S825232個(gè)個(gè)3x16位位91256字節(jié)字節(jié)8K Flash Mem

11、ory2K EEPROMSPI、Watchdog TimerAT89S5332個(gè)個(gè)3x16位位91256字節(jié)字節(jié)12K Flash MemorySPI、Watchdog Timer表1-1 AT89系列單片機(jī)的主要分類及功能特性任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用3 3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)圖1-4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所需軟硬件設(shè)備及連接形式 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)制作過程設(shè)計(jì)電設(shè)計(jì)電路圖路圖制作電制作電路板路板程序程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)硬件軟硬件軟件聯(lián)調(diào)件聯(lián)調(diào)程序程序燒錄燒錄產(chǎn)品產(chǎn)品測試測試單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)開發(fā)系

12、統(tǒng)（單片機(jī)仿真器）（單片機(jī)仿真器）編程器編程器任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用（1 1）匯編語言）匯編語言 匯編語言是最早應(yīng)用于單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的程序語言，是一種面向機(jī)器的低級語言。它以助記符形式表示每一條指令。 51單片機(jī)的匯編指令系統(tǒng)包含111條指令，7種尋址方式；按照其功能可分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運(yùn)算類、邏輯運(yùn)算類、控制轉(zhuǎn)移類和布爾運(yùn)算類五大類。 匯編語言的優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行速度快、代碼短小精悍、且指令的執(zhí)行周期確定。（2 2）高級語言）高級語言 由于匯編語言其缺乏通用性和可讀性，并且可移植性差，因此在單片機(jī)開發(fā)過程中出現(xiàn)了高級語言，如C語言。單片機(jī)C語言既有匯編語言操

13、作底層硬件的能力，又具有高級語言的許多優(yōu)點(diǎn)，其中以Keil公司推出的C51最為流行。 本書涉及到的項(xiàng)目案例程序采用單片機(jī)C語言設(shè)計(jì)。 4 4、單片機(jī)編程語言、單片機(jī)編程語言任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用5 5、單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境、單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境 （1）Keil uVision2軟件軟件 Keil uVision2系列軟件是德國Keil Software公司推出的51系列兼容單片機(jī)開發(fā)軟件系統(tǒng)。軟件支持單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì)語言，也可以直接進(jìn)行匯編語言的設(shè)計(jì)與編譯。Keil uVision2包含一個(gè)高級的編譯器、一個(gè)項(xiàng)目管理器和一個(gè)MAKE工具。（2）嵌入式系統(tǒng)仿

14、真與開發(fā)平臺）嵌入式系統(tǒng)仿真與開發(fā)平臺Proteus軟件軟件 Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的EDA工具軟件，它集合了原理圖設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼級調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗(yàn)證以及PCB設(shè)計(jì)完整的電子設(shè)計(jì)過程。 任務(wù)任務(wù)1 1 認(rèn)識單片機(jī)認(rèn)識單片機(jī)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 在Proteus軟件中用AT89S51單片機(jī)來組成一個(gè)簡單的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，以單片機(jī)的I/O端口控制一個(gè)發(fā)光二極管（LED），通過在集成開發(fā)環(huán)境下編程和調(diào)試程序，實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的亮/滅以及閃爍的控制效果。 圖1-5 單片機(jī)控制LED燈電路 相關(guān)知識：單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)相關(guān)知識：單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)任務(wù)任務(wù)2

15、 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用任務(wù)任務(wù)2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 1 1、單片機(jī)外部引腳及功能、單片機(jī)外部引腳及功能 (1) AT89S51單單片機(jī)的外部引腳片機(jī)的外部引腳 AT89S51是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，片內(nèi)含4kB ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用Ateml公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，它集既可在線編程(ISP)也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程的Flash程序存儲器及通用8位微處理器于單片芯片中，Ateml公司生產(chǎn)的AT89S51單片機(jī)功能強(qiáng)大、價(jià)位低，可以應(yīng)用于

16、許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用圖1-6 AT89S51單片機(jī)的外部引腳圖 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 (2) AT89S51單單片機(jī)的片機(jī)的主要性能主要性能 表1-3 AT89S51單片機(jī)主要特性參數(shù) 兼容MCS-51指令系統(tǒng) 4kB可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口工作電壓：4.0-5.5V 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率：0-33MHz 全雙工UART串行中斷口線 128x8bit內(nèi)部RAM 6個(gè)外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看

17、門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 (3) AT89S51單單片機(jī)的片機(jī)的管腳功能說明管腳功能說明 P0口： P0口是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。能驅(qū)動8個(gè)TTL邏輯門電路。在訪問外部存儲器時(shí)，P0口可用于分時(shí)傳送低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)總線。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)；而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 P1口： P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，可驅(qū)動4個(gè)TTL邏輯門電路。Flash編程和程序校驗(yàn)期

18、間，P1接收低8位地址。表1-4為P1端口引腳的第二功能說明。 端口引腳第二功能P1.5MOSI(用于ISP編程)P1.6MISO(用于ISP編程)P1.7SCK(用于ISP編程)表1-4 P1端口引腳的第二功能表 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 P2口： P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，在訪問外部存儲器時(shí)，P2口可用于高8位地址總線。能驅(qū)動4個(gè)LSTTL門。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號。 P3口： P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/0口，能驅(qū)動4個(gè)LSTTL門。P3口除了作為一般的I/O端口外，更重要的用途

19、是它的第二功能，表1-5 P3端口各引腳與第二功能表 0INT1INTWRRD第一功能第二功能第二功能信號名稱P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送P3.2外部中斷0申請P3.3外部中斷1申請P3.4T0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的外部輸入P3.5T1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的外部輸入P3.6外部RAM寫選通P3.7外部RAM讀選通任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 (4) AT89S52單單片機(jī)的片機(jī)的主要性能主要性能 圖1-7 AT89S52單片機(jī)的外部引腳圖 AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)。它具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳（見圖1-7），8k

20、 B Flash片內(nèi)程序存儲器，256 B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(2層中斷嵌套中斷)，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用表1-6 AT89S52單片機(jī)主要特性參數(shù) 兼容MCS-51指令系統(tǒng) 8kB可反復(fù)擦寫(1000次）ISP Flash ROM 32個(gè)雙向I/O口工作電壓： 4.5-5.5V 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 時(shí)鐘頻率：0-33MHz 全雙工UART串行中斷口線 256x8bit內(nèi)部RAM 2個(gè)外部中

21、斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3級加密位 看門狗（WDT）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用2 2、單片機(jī)最小工作系統(tǒng)、單片機(jī)最小工作系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、引腳這幾部分。其中時(shí)鐘電路為單片機(jī)工作提供基本時(shí)鐘，復(fù)位電路用于將單片機(jī)內(nèi)部各電路的狀態(tài)恢復(fù)到初始值。 圖1-8 AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng) 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 (1) 時(shí)鐘電時(shí)鐘電路路 表1-3 AT89S51單片機(jī)主要特性參數(shù) 單片機(jī)的連接

22、引腳XTAL1、XTAL2 ；連接方法內(nèi)部時(shí)鐘方式內(nèi)部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式外部時(shí)鐘方式 v內(nèi)部機(jī)器頻率內(nèi)部機(jī)器頻率F=fosc/12F=fosc/12vC1C1和和C2C2的一般取值的一般取值 20 2030pF30pF陶瓷電容陶瓷電容任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 (2) 復(fù)復(fù)位位電電路路 單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST引腳（第9引腳）加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）的高電平。若時(shí)鐘頻率為12MHz，每機(jī)器周期為1us，則只需2us以上時(shí)間的高電平。 MCS-51VCCVCCRESETVSS22uF1KMCS-51VCCVCCRESETVSS2

23、2uF1KRESETR1R2200（a） 上電復(fù)位電路 （b） 按鍵復(fù)位電路 圖1-9 單片機(jī)常見的復(fù)位電路任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用復(fù)位后，內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)如表1-7，其中*表示無關(guān)位。 表1-7 單片機(jī)復(fù)位狀態(tài) 專用寄存器復(fù)位狀態(tài)專用寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIP*00000BSBUF不定IE 0*00000BPCON0*0000B任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)

24、用單片機(jī)與應(yīng)用3 3、單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)、單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的存儲器包括兩大類：程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。這里以8051單片機(jī)為代表來說明MCS-51系列單片機(jī)存儲器的結(jié)構(gòu)。8051單片機(jī)的存儲器主要有4個(gè)物理存儲空間，即內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM（IDATA區(qū)）、外部數(shù)據(jù)存儲器RAM （XDATA區(qū)）、內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器ROM（程序存儲器合稱為CODE區(qū)）。 圖1-10 單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)圖 IDATAXDATACODE任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 12345678910111213

25、142827262524232221 201918171615EPROM276412345678910111213142827262524232221 201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 12345678910111213142827262524232221 201918171615RAM6264 80318751805189C51256

26、B（字節(jié)）4K單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用內(nèi)部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序執(zhí)行的起始單元,在這三個(gè)單元存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令中斷5中斷4中斷3中斷2中斷10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中斷0定時(shí)器0中斷外部中斷1定時(shí)器1中斷串行口中斷8位位0FFFH0FFEHEA=1 EA=0EA=1 EA=0中斷入口地址（a）ROM與 關(guān)系 （b）ROM中的特殊單元 圖1-11 程序存儲器結(jié)構(gòu)圖EA任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用

27、0000HFFFFH(64K)內(nèi)部外部RAMRAM存儲器存儲器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM專用寄存器0000H H07H07H0808H H0FH0FH1010H H17H17H1818H H1FH1FH0區(qū)區(qū)R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R71區(qū)區(qū)2區(qū)區(qū)3區(qū)區(qū)工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)可位尋址區(qū)可位尋址區(qū)20H2FH7F 7807 0030H7FH數(shù)據(jù)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)/堆棧區(qū)堆棧區(qū)內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM存儲器存儲器 工作寄存器區(qū)工作寄存器區(qū)選擇位選擇位RS0RS0、RS1RS1PSW位地址 CY ACF0RS1RS0OVF1P內(nèi)部RAM

28、低128單元單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用單元地址2FH2FH2EH2EH2DH2DH2CH2CH2BH2BH2AH2AH29H29H28H28H27H27H26H26H25H25H24H24H23H23H22H22H21H21H20H20H7F7F77776F6F67675F5F57574F4F47473F3F37372F2F27271F1F17170F0F0707 MSB 位地址 LSB7E7E76766E6E66665E5E56564E4E46463E3E36362E2E26261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D5D55554D4D45453D3D35352D

29、2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C44443C3C34342C2C24241C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B43433B3B33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A42423A3A32322A2A22221A1A12120A0A020279797171696961615959515149494141393931312929212119191111090901017878707068686060585850

30、504848404038383030282820201818101008080000表1-9 片內(nèi)RAM位尋址區(qū)的位地址 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用離散分布有離散分布有2121個(gè)個(gè)特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFRSFR。 1111個(gè)可以進(jìn)行個(gè)可以進(jìn)行位尋址。位尋址。特別提示：對特別提示：對SFRSFR只能使用直接只能使用直接尋址方式，書寫時(shí)尋址方式，書寫時(shí)可使用寄存器符號，可使用寄存器符號，也可用寄存器單元也可用寄存器單元地址。地址。表1-10 MCS-51單片機(jī)專用寄存器地址表 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用在單片機(jī)的C語言程序設(shè)計(jì)中，可以通過關(guān)鍵字sfr

31、來定義所有特殊功能寄存器，從而在程序中直接訪問它們，例如：sfr P1=0 x90; /特殊功能寄存器P1的地址是90H， 下面語句是合法的： P1=0 x00; /將對應(yīng)P1口的8位I/O口全部清0 C語言中，還可以通過關(guān)鍵字sbit來定義特殊功能寄存器中的可尋址位，例如： sbit P1_0=P10; 通常情況下，這些SFR已經(jīng)在頭文件reg51.h中定義了，只要在程序中包含了該頭文件(#include )，就可以直接使用。 如果沒有頭文件reg51.h，或者該文件中只定義了部分特殊功能寄存器和位，用戶也可以在程序中自行定義。C語言程序要求語言程序要求單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用幾種常用的特殊

32、功能寄存器（SFR）q程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器PC PC是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，它的作用是控制程序的執(zhí)行順序。其內(nèi)容指明即將執(zhí)行的下一條指令的地址(程序存儲器地址)，在物理上獨(dú)立，復(fù)位時(shí)PC = 0000H。q累加器累加器ACC（Accumulator） 累加器A為8位寄存器，在編程操作中是最常用的專用寄存器，功能較多，可按位尋址。任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用q程序狀態(tài)字程序狀態(tài)字PSW（Program Status Word） P RS0RS1OV F0 AC CY CY 進(jìn)位/借位標(biāo)志；位累加器。AC 輔助進(jìn)/借位標(biāo)志；用于十進(jìn)制調(diào)整。F0 用戶定義標(biāo)志位；

33、軟件置位/清零。OV 溢出標(biāo)志； 硬件置位/清零。P 奇偶標(biāo)志；A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù) P = 1；否則 P = 0。RS1、RS0 寄存器區(qū)選擇控制位。 0 0 ： 0區(qū)區(qū) R0 R7 0 1 ： 1區(qū)區(qū) R0 R7 1 0 ： 2區(qū)區(qū) R0 R7 1 1 ： 3區(qū)區(qū) R0 R7 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用C51C51編譯器支持的存儲類型編譯器支持的存儲類型 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 存儲器類型描 述data直接訪問內(nèi)部RAM，允許最快訪問(128B)bdata可位尋址內(nèi)部RAM，允許位與字節(jié)混合訪問(16B)idata間接訪問內(nèi)部RAM，

34、允許訪問整個(gè)地址空間(256B)pdata“分頁”外部RAM (256B)xdata外部RAM (64KB)codeROM (64KB)單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用 程序由函數(shù)組成（一個(gè)主函數(shù)，或一個(gè)主函數(shù)和若干自定義函數(shù)）； 利用預(yù)處理命令對變量或函數(shù)進(jìn)行集中定義或說明； 函數(shù)和變量都需遵循先定義后使用的基本原則； 主函數(shù)中的所有語句執(zhí)行完畢,則程序結(jié)束。 C51與標(biāo)準(zhǔn)C程序結(jié)構(gòu)完全相同結(jié)構(gòu)完全相同任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用建立C51存儲類型存儲類型與存儲空間存儲空間的對應(yīng)關(guān)系data區(qū)code區(qū)xdata區(qū)bdata區(qū)pdata區(qū)idata區(qū)任務(wù)任務(wù)2

35、2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用1 1、設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)方案 選用AT89C51單片機(jī)芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源和8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成最小系統(tǒng)，完成對1個(gè)LED信號燈的控制。并并行行接接口口AT89C51單片機(jī)單片機(jī)電源電源時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路復(fù)位電路單個(gè)發(fā)光二極管單個(gè)發(fā)光二極管亮滅顯示亮滅顯示圖1-12 最小工作系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖 任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用2 2、硬件電路設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì) 圖1-13 彩燈控制原理圖 電路所用仿真元器件：AT89C51 ：單片機(jī)RES ：電阻 CRYSTAL ：晶振LED-RED ：發(fā)光二極管CAP ：電容CAP-ELEC ：電解電容任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用3 3、程序設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)圖1-14 彩燈控制流程圖 開始結(jié)束P1.0輸出“0”,LED點(diǎn)亮延時(shí)P1.1輸出”1”，LED熄滅延時(shí)步驟步驟1 1：流程圖設(shè)計(jì)：流程圖設(shè)計(jì)任務(wù)任務(wù)2 2 彩燈閃爍控制彩燈閃爍控制 單片機(jī)與應(yīng)用單片機(jī)與應(yīng)用例例1 1：單個(gè)