單片機(jī)最小系統(tǒng)簡介PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1單片機(jī)最小系統(tǒng)簡介單片機(jī)最小系統(tǒng)簡介 l 中央處理器中央處理器包括運(yùn)算器、控制器和寄存器，是單片機(jī)的核心。l 存儲器是用來存放數(shù)據(jù)和程序的，在單片機(jī)芯片中包含兩類存儲器：隨機(jī)存儲器隨機(jī)存儲器（RAM）和只讀存儲器只讀存儲器（ROM）。RAM可以被CPU隨機(jī)讀寫，但單片機(jī)斷電后，所保存的信息就會消失，一般用來存放臨時數(shù)據(jù)；ROM中的信息只能被CPU讀取，CPU不能對它進(jìn)行寫操作，通常用于存放系統(tǒng)程序和固定的表格數(shù)據(jù)。ROM中的內(nèi)容只能通過專用的編程器事先對它寫入。l 輸入/輸出接口是單片機(jī)與外部設(shè)備連接的橋梁，單片機(jī)和外部設(shè)備（如鍵盤、顯示器等）之間信息的傳送全部都通過輸入/輸出（I/O

2、）接口來實(shí)現(xiàn)。l 總線就是連接各部件信號線的總稱，主要是用來傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息。第1頁/共30頁 8051系列單片機(jī)是在Intel公司于上世紀(jì)80年代推出的MCS-51系列單片機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展的高性能8位單片機(jī)，它在一個芯片內(nèi)集成了RAM、ROM、16位定時器/計數(shù)器、并行I/O口、異步串行口以及其它一些功能部件。 第2頁/共30頁 8051單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，一個單片機(jī)芯片內(nèi)包括： 中央處理器CPU； 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM； 內(nèi)部程序存儲器ROM（有的型號沒有）； 4個8位并行I/O接口（P0、P1、P2、P3）； 23個可編程定時器/計數(shù)器； 一個可編程串行接口； 內(nèi)部中斷具

3、有5個中斷源，2個優(yōu)先級的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)二級中斷嵌套； 一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路，振蕩時鐘頻率可以高達(dá)40MHz。 第3頁/共30頁 圖1-3第4頁/共30頁 MCS-51單片機(jī)的引腳定義及功能：電源電源VCCVCC（引腳號40）：芯片電源，接+5V。VSSVSS（引腳號20）：接地端。時鐘時鐘XTAL1XTAL1（引腳號19）：內(nèi)部震蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶振的一個輸入引腳。XTAL2XTAL2（引腳號18）：內(nèi)部震蕩電路反相放大器的輸出端，是外接晶振的另一個輸入引腳。第5頁/共30頁 控制總線控制總線ALE/PROGALE/PROG（引腳號30）：地址鎖存允許，主要功能是提

4、供一個定時的時鐘。EA/VPPEA/VPP（引腳號31）：訪問外部存儲器控制信號。如果使用內(nèi)部ROM作為程序存儲器，此引腳需接高電平（VCC）；如果使用外部ROM作為程序存儲器，則要將此引腳接地。RST/VPDRST/VPD（引腳號9）：復(fù)位信號輸入端。當(dāng)系統(tǒng)主電源發(fā)生故障，降低到規(guī)定的電壓以下時，可以通過VPD端為單片機(jī)提供備用電源，以保證存儲在單片機(jī)中的RAM中的信息不會丟失。PSENPSEN(引腳號29)：外部程序存儲器ROM讀選通信號。當(dāng)單片機(jī)需要從外部ROM讀取指令或數(shù)據(jù)時，此引腳輸出低電平信號。 第6頁/共30頁 輸入輸入/ /輸出輸出（引腳號3239）：雙向輸入/輸出端口。（引腳

5、號18）：雙向輸入/輸出端口。（引腳號2128）：雙向輸入/輸出端口。（引腳號1017）：雙向輸入/輸出端口，當(dāng)該端口不作為輸入/輸出端口使用時，每一個引腳也可以有第二功能，如：串行輸入口；：串行輸出口；：外部中斷0輸入口；：外部中斷1輸入口；：定時器/計數(shù)器0外部事件脈沖輸入口；：定時器/計數(shù)器1外部事件脈沖輸入口；：寫信號；： 讀信號；第7頁/共30頁 特別提醒：特別提醒：當(dāng)選用片內(nèi)ROM作為程序存儲器時，一定要將EA接高電平（+5V）。對于無片內(nèi)ROM需要使用片外程序存儲器的單片機(jī)，EA必須接地 第8頁/共30頁 單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)建單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)建單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工

6、作所必須的基本電路，主要由單片機(jī)、復(fù)位電路、晶振電路構(gòu)成，如果采用的是不帶內(nèi)部ROM的單片機(jī)，還需要有外部ROM擴(kuò)展電路。第9頁/共30頁 n 單片機(jī)的選擇單片機(jī)的選擇 由于單片機(jī)的種類很多，在選擇單片機(jī)時要根據(jù)實(shí)際設(shè)計和單片機(jī)的價格來選擇合適的單片機(jī)。 n 晶振電路的設(shè)計晶振電路的設(shè)計 在設(shè)計單片機(jī)系統(tǒng)電路時，晶振電路是不可缺少的。在計算機(jī)系統(tǒng)中，所有的工作都是在一個節(jié)拍（時鐘）下同步工作，這樣才不會出現(xiàn)沖突。時鐘的快慢決定了系統(tǒng)的工作效率，我們通常所說的計算機(jī)的主頻就是指系統(tǒng)時鐘的頻率。而在計算機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)時鐘是由晶振電路來提供的，可以說晶振電路是計算機(jī)系統(tǒng)的心臟。 第10頁/共30頁

7、晶振一般分為晶體振蕩器和晶體諧振器兩種 單片機(jī)系統(tǒng)中晶振的使用有兩種方式，內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 第11頁/共30頁 第12頁/共30頁 特別提醒特別提醒在單片機(jī)中，晶振電路的設(shè)計一定要和單片機(jī)靠近，路線盡量短。晶振電路的地一定要和同一時鐘的芯片的地共地。在晶振頻率的選擇上，在滿足系統(tǒng)需要的前提下盡可能地選用低頻率的晶振，這樣可以降低系統(tǒng)功耗，不是選用的頻率越高越好。 第13頁/共30頁 單片機(jī)以晶振的振蕩周期為最小的時序單位，單片機(jī)內(nèi)部的所有操作都以此周期為時序基準(zhǔn)。單片機(jī)指令的基本執(zhí)行時間為一個機(jī)器周期，一個機(jī)器周期由6個狀態(tài)周期組成，每個狀態(tài)周期又分成2個振蕩周期。 第14頁/共3

8、0頁 n 復(fù)位及復(fù)位電路的設(shè)計復(fù)位及復(fù)位電路的設(shè)計 在單片機(jī)系統(tǒng)中，復(fù)位電路是不可缺少的。單片機(jī)在正常工作（即執(zhí)行指令）前，必須要進(jìn)行復(fù)位操作，這樣做的目的是將CPU以及系統(tǒng)中其它部件都處于一個明確的初始狀態(tài)，便于系統(tǒng)啟動。 要實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，必須使單片機(jī)RESET管腳至少保持2個機(jī)器周期以上的高電平即可。在實(shí)際系統(tǒng)中，考慮到系統(tǒng)電源電壓的上升時間和晶體振蕩器的起振時間，為了保證系統(tǒng)能可靠復(fù)位，復(fù)位信號應(yīng)該至少維持20ms以上高電平。 第15頁/共30頁 單片機(jī)的復(fù)位電路有很多種，主要分為上電復(fù)位和外部復(fù)位兩種 上電復(fù)位電路 第16頁/共30頁 外部復(fù)位電路 第17頁/共30頁 1.3 1.3

9、基于最小系統(tǒng)的功能測試基于最小系統(tǒng)的功能測試 n 一個簡單的發(fā)光二極管控制電路的設(shè)計一個簡單的發(fā)光二極管控制電路的設(shè)計 第18頁/共30頁 n 測試程序的編寫測試程序的編寫 # include sbit P0_0 = 0 x80; void Delay(int Time_ms); / 延時子程序 void main(void) P0 = 0； / P0端口輸出低電平 while(1) P0_0 = 0 ; / LED燈滅2秒鐘 Delay (2000); P0_0 = 1; / LED燈亮2秒鐘 Delay (2000); return; 第19頁/共30頁 /* 延時程序，輸入的參數(shù)為毫秒數(shù) */void Delay(int Time_ms) int i; unsigned char j; for(i=0;iTime_ms;i+) for(j=0;jComponentFrom Libraries 選項(xiàng)中，根據(jù)電路設(shè)計分別調(diào)出單片機(jī)AT89C51、晶振、電阻、電容和發(fā)光二極管LED等，并按照所設(shè)計的電路圖將這些元件連接起來。第26頁/共30頁 雙擊單片機(jī)，則會出現(xiàn)一個元件編輯對話框 在Progra