單片機開發(fā)板學(xué)習(xí)課件

一、單片機概論單片微型計算機簡稱單片機,它是把組成微型計算機的各個部件:中央處理器，儲存器,輸入輸出接口電路,定時器/計算器等,制作在一塊集成電路中,構(gòu)成一個完整的微型計算機.8位單片機占整個單片機市場的60%以上,8位單片機的舊的機種正在被淘汰,新的機型不斷涌現(xiàn).8位單片機以其功能強,品種多,正廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,是單片機的主流機種.隨著集成電路工藝的不斷改進,8位單片機的價格也在不斷降低.單片機的發(fā)展趨勢是:增加存儲器容量,片內(nèi)EPROM轉(zhuǎn)變?yōu)镕LASH,存儲器編程可不同級別加密,片內(nèi)I/O管腳多功能化.一、單片機概論單片微型計算機簡稱單片機,它是把組成微型計算機1單片機的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)方面:電機控制,工業(yè)機器人,過程控制,數(shù) 字控制儀器儀表方面:智能儀器,醫(yī)療器械,色譜儀,示 波器民用方面:電子玩具,高級電視游戲機,錄像機, 激光盤驅(qū)動電訊方面:調(diào)制解調(diào)器,智能線路運行控制.導(dǎo)航與控制:導(dǎo)彈控制,智能武器裝置數(shù)據(jù)處理:圖形終端,磁帶機,打印機汽車方面:點火控制,變速器控制,排氣控制單片機的應(yīng)用領(lǐng)域2第一章89S52單片機的結(jié)構(gòu)一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要功能二、引腳功能說明三、時鐘、復(fù)位電路四、I/O端口五、存儲器配置六、最小系統(tǒng)七、CPU時序第一章89S52單片機的結(jié)構(gòu)一、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要功能389S52結(jié)構(gòu)示意圖89S52結(jié)構(gòu)示意圖4主要性能：片內(nèi)存儲器包含8KB的FLASH，可在線編程，檫寫次數(shù)不少于1000次256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM32根可編程I/0口線8個中斷源、6個中斷矢量、兩個優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)1個可編程全雙工串行接口3個可編程定時/計數(shù)器兩種低功耗模式分別是空閑模式和掉電模式具有3級程序鎖定位含有一個看門狗定時器具有斷電標志POF全靜態(tài)工作頻率0～33MHz完全兼容MCS－51產(chǎn)品主要性能：片內(nèi)存儲器包含8KB的FLASH，可在線編程，檫寫589S52引腳功能介紹VCC +5VGND 地ALE 地址鎖存允許/PSEN 程序存儲器允許EA/VPP 為0－訪問外部程序存儲器 為1－訪問內(nèi)部程序存儲器RST 復(fù)位信號輸入XTAL1、XTAL2 外部晶振P0.0~P0.7 I/O端口（P0口）P1.0~P1.7 I/O端口（P1口）P2.0~P2.7 I/O端口（P2口）P3.0~P3.7 I/O端口（P3口）

89S52引腳功能介紹VCC +5V689S52引腳圖89S52引腳圖7時鐘、復(fù)位電路時鐘電路：復(fù)位電路：時鐘、復(fù)位電路時鐘電路：8I/O端口－P0口1．P0端口

總線I／O端口，雙向，開漏，數(shù)據(jù)地址分時復(fù)用，該端口除用于數(shù)據(jù)的輸入／輸出外，在89S52單片機外接程序存儲器時，還分時地輸出／輸入地址／指令。由P0端口輸出的信號無鎖存，輸入的信息有讀端口引腳和讀端口鎖存器之分I/O端口－P0口1．P0端口

總線I／O端口，雙向，開漏，9P0端口結(jié)構(gòu)P0端口結(jié)構(gòu)10P1端口結(jié)構(gòu)P1端口結(jié)構(gòu)11P2端口結(jié)構(gòu)P2端口結(jié)構(gòu)12I/O端口－P3口（雙功能口）P3.0－RXD 串行接口P3.1－TXDP3.2－/INT0 外部中斷輸入P3.3－/INT1P3.4－T0 定時/計數(shù)器輸入P3.5－T1P3.6－/WR 外部數(shù)據(jù)讀、寫P3.7－/RDI/O端口－P3口（雙功能口）P3.0－RXD 13I/O端口－P3口（雙功能口）I/O端口－P3口（雙功能口）14P3端口結(jié)構(gòu)P3端口結(jié)構(gòu)15SFR寄存器（1）特殊功能 功能名稱 地址 復(fù)位后寄存器 的狀態(tài)B *通用寄存器 F0H 00HA *累加器 E0H 00HPSW *程序狀態(tài)寄存器 D0H 00HIP *中斷優(yōu)先寄存器 B8H 00HP3 *P3口數(shù)據(jù)寄存器 B0H FFHIE *中斷允許寄存器 A8H 00HP2 *P2口數(shù)據(jù)寄存器 A0H FFHSBUF 串行口發(fā)送/接收緩沖器99H 不定SCON *串行口控制寄存器 98H 00HP1 *P1口數(shù)據(jù)寄存器 90H FFHSFR寄存器（1）特殊功能 功能名稱 地址 復(fù)位后16SFR寄存器（2）特殊功能 功能名稱 地址復(fù)位后寄存器 的狀態(tài)

TH1 T1計數(shù)器高8位 8DH 00HTH0 T0計數(shù)器高8位 8CH 00HTL1 T1計數(shù)器低8位 8BH 00HTL0T0計數(shù)器低8位 8AH 00HTMOD定時/計數(shù)器方式字寄存器89H00HTCON *定時控制寄存器88H 00HPCON波特率選擇寄存器87H00HDPH 地址寄存器高8位83H00HDPL 地址寄存器低8位82H00HSP 堆棧指示器 81H 07HP0 *P0口數(shù)據(jù)寄存器 80H FFHSFR寄存器（2）特殊功能 功能名稱 17CPU時序－外部程序存儲器讀CPU時序－外部程序存儲器讀18CPU時序－外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫CPU時序－外部數(shù)據(jù)存儲器讀寫19第二章89S52單片機開發(fā)入門一、開發(fā)流程二、開發(fā)工具三、集成開發(fā)環(huán)境四、舉例第二章89S52單片機開發(fā)入門一、開發(fā)流程20KeilC51開發(fā)流程根據(jù)任務(wù)選擇MC型號設(shè)置工程參數(shù)，如頻率，優(yōu)化級別等加入適當(dāng)?shù)陌募?include“reg51.h”編寫源代碼調(diào)試與仿真生成HEX文件燒寫KeilC51開發(fā)流程根據(jù)任務(wù)選擇MC型號21二、開發(fā)工具89S52開發(fā)板集成開發(fā)環(huán)境下載線軟件常用儀器（萬用表,示波器等）二、開發(fā)工具89S52開發(fā)板22下載線軟件下載線軟件23編程軟件編程軟件24三、集成開發(fā)環(huán)境KeilSoftwareInc.的uVision2,集成開發(fā)環(huán)境或者WAVE編譯環(huán)境集成C和匯編語言源代碼編寫.編譯連接,模擬仿真,輸出hex文件.支持連接仿真器進行在線仿真.標準C語言支持.支持多級優(yōu)化支持數(shù)百種器件.三、集成開發(fā)環(huán)境KeilSoftwareInc.的uVi25KeilC51

uVision2KeilC51uVision226第三章指令系統(tǒng)及匯編語言一、指令系統(tǒng)概述二、51單片機指令系統(tǒng)三、匯編語言程序設(shè)計舉例四、C51程序設(shè)計舉例第三章指令系統(tǒng)及匯編語言一、指令系統(tǒng)概述27一、指令系統(tǒng)概述

MCS-51系列單片機共有111條指令 按功能可分成5類指令: 數(shù)據(jù)傳送指令（29條） 算術(shù)運算指令（24條） 邏輯運算指令（24條） 控制轉(zhuǎn)移指令（17條） 位操作類指令（17條）

一、指令系統(tǒng)概述 MCS-51系列單片機共有111條指令28

1.指令執(zhí)行時間快 單周期指令 65條(1us,12MHz晶振) 雙周期指令 44條(2us,12MHz晶振) 四周期指令 2條(4us,12MHz晶振)

2.指令短 單字節(jié)指令 49條 雙字節(jié)指令 46條 三字節(jié)指令 16條

3.單指令實現(xiàn)字節(jié)相乘或相除運算

4.具有豐富的位操作類指令

1、AT89系列指令系統(tǒng)特點

1.指令執(zhí)行時間快1、AT89系列指令系統(tǒng)特點292、尋址方式7種尋址方式： 立即尋址 直接尋址 寄存器尋址 寄存器間接尋址 相對尋址 變址尋址 位尋址

2、尋址方式7種尋址方式：30二、51單片機指令系統(tǒng)1、指令中常用符號說明2、數(shù)據(jù)傳送指令3、算術(shù)運算指令4、邏輯運算指令5、控制轉(zhuǎn)移指令6、位操作類指令二、51單片機指令系統(tǒng)1、指令中常用符號說明311、指令中常用符號說明

Rn 當(dāng)前寄存器區(qū)的Ro～R7(其中n＝0～7）

Ri 當(dāng)前寄存器區(qū)中的R0和R1(其中i＝0，1)

direct 8位直接字節(jié)地址(片內(nèi)RAM和SFR空間)

#data 8位立即數(shù)。

#data16 16位立即數(shù)。

addr16 16位地址值。

Addr11 11位地址值。

rel 8位帶符號地址偏移量(－128～＋127)bit 片內(nèi)RAM和SFR中的可直接尋址位@ 間接尋址寄存器或基址寄存器的前綴() 表示括號中的內(nèi)容

(())表示間址尋址的內(nèi)容1、指令中常用符號說明 Rn 當(dāng)前寄存器區(qū)的Ro322、數(shù)據(jù)傳送指令(1)MOV A,RnMOV A,directMOV A,@RiMOV A,#dataMOV Rn,AMOV Rn,directMOV Rn,#dataMOV direct,AMOV direct,RnMOV direct,directMOV direct,@RiMOV direct,#dataMOV @Ri,AMOV @Ri,direct2、數(shù)據(jù)傳送指令(1)MOV A,Rn33數(shù)據(jù)傳送指令(2)MOV DPTR,#data16MOVC A,@A+DPTRMOVC A,@A+PCMOVX A,@RiMOVX A,@DPTRMOVX @Ri,AMOVX @DPTR,APUSH directPOP directXCH A,RnXCH A,directXCH A,@RiXCHD A,@RiSWAP A數(shù)據(jù)傳送指令(2)MOV DPTR,#data343、算術(shù)運算指令(1)ADD A,RnADD A,directADD A,@RiADD A,#dataADDC A,RnADDC A,directADDC A,@RiADDC A,#dataSUBB A,RnSUBB A,directSUBB A,@RiSUBB A,#data3、算術(shù)運算指令(1)ADD A,Rn35算術(shù)運算指令(2)INC AINC RnINC @RiDEC ADEC RnDEC directDEC @RiINC DPTRMUL ABDIV ABDA A算術(shù)運算指令(2)INC A364、邏輯運算指令(1)ANL A,RnANL A,directANL A,@RiANL A,#dataANL direct,AANL direct,#dataORL A,RnORL A,directORL A,@RiORL A,#dataORL direct,AORL direct,#data4、邏輯運算指令(1)ANL A,Rn37邏輯運算指令(2)XRL A,RnXRL A,@RiXRL A,#dataXRL direct,AXRL direct,#dataCLR ACPL ARL ARLC ARR ARRC A邏輯運算指令(2)XRL A,Rn385、控制轉(zhuǎn)移指令A(yù)CALL addr11LCALL addr16RETRETIAJMP addr11LJMP addr16SJMP relJMP @A+DPTRJZ relJNZ relCJNE A,direct,relCJNE A,#data,relCJNE @Ri,#data,relDJNZ Rn,relDJNZ direct,relNOP5、控制轉(zhuǎn)移指令A(yù)CALL addr11396、位操作類指令CLR CCLR bitSETB CSETB bitCPL CCPL bitANL C,bitANL C,/bitORL C,bitORL C,/bitMOV C,bitMOV bit,CJC relJNC relJB bit,relJNB bit,relJBC bit,rel6、位操作類指令CLR C40三、匯編語言程序設(shè)計應(yīng)用舉例舉例： 設(shè)計一個指示器，要求當(dāng)指示按鍵按下后，指示燈發(fā)光。 設(shè)P1.0口驅(qū)動指示燈，P1.1口作為指示按鍵輸入。 電路設(shè)計見圖三、匯編語言程序設(shè)計應(yīng)用舉例舉例：41 ORG 00 LJMP START ORG 0100HSTART: JB P1.1,$ JNB P1.1,$ SETBP1.0 SJMP LOOP1SOUND:MOV R7,#5 SETB P1.0 MOV R0,#10 LCALL DELAY CLR P1.0 MOV R0,#20 LCALL DELAY DJNZ R7,SOUND1 RET ORG 0042DELAY: MOV R1,#100 ;100msDELAY1: MOV R2,#200 ;1msDELAY2: NOP NOP NOP DJNZ R2,DELAY2 DJNZ R1,DELAY1 DJNZ R0,DELAY RETDELAY: MOV R1,#100 ;100m43#include“reg51.h”#defineucharunsignedcharsbitpinSW=P1^2;sbitpinBell=P1^0;sbitpinLed=P1^1;voidDelay_1ms(uintS_DelayTime){ ucharS_j; while(S_DelayTime!=0) { S_DelayTime--; for(S_j=0;S_j<115;S_j++){} }}voidmain(void){ intDelay=0; pinLed=1; pinBell=1; while(1) { if(!pinSW) { Delay_1ms(2);

#include“reg51.h”44

45第四章51單片機的功能單元介紹一、定時/計數(shù)器二、串行接口三、中斷系統(tǒng)第四章51單片機的功能單元介紹一、定時/計數(shù)器46一、定時/計數(shù)器

定時器／計數(shù)器簡稱定時器，其作用主要包括產(chǎn)生各種時標間隔、記錄外部事件的數(shù)量等，是微機中最常用、最基本的部件之一。 803l單片機有2個16位的定時器／計數(shù)器：定時器0(T0)和定時器1(T1)。T0由2個定時寄存器TH0和TL0構(gòu)成，T1則由TH1和TL1構(gòu)成，它們都分別映射在特殊功能寄存器中，從而可以通過對特殊功能寄存器中這些寄存器的讀寫來實現(xiàn)對這兩個定時器的操作。 用于定時器工作時，每一個機器周期定時寄存器自動加l，所以定時器也可看作是計量機器周期的計數(shù)器。由于每個機器周期為12個時鐘振蕩周期，所以定時的分辨率是時鐘振蕩頻率的1／12。 用于計數(shù)器工作時，只要在單片機外部引腳T0(或T1)有從1到0電平的負跳變，計數(shù)器就自動加1。計數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的l／24

一、定時/計數(shù)器 定時器／計數(shù)器簡稱定時器，其作用主要包括471、控制字TF中斷請求標志(T0、T1)，高電平有效M0M1C/TGATEM0M1C/TGATET1T0GATE1－打開0－關(guān)閉C/T1－計數(shù)狀態(tài)0－定時狀態(tài)M1、M0工作方式設(shè)置00－方式001－方式110－方式211－方式3IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1TCON控制字TR定時/計數(shù)器(T0、T1)運行控制位，高電平有效IT外部中斷（INT0、INT1)觸發(fā)方式1－下降沿引起0－低電平引起IE外部中斷請求標志（INT0、INT1)，高電平有效TMOD控制字1、控制字TF中斷請求標志(T0、T1)，高電平有效482、方式0 13位方式，由TL1的低5位和TH1的8位構(gòu)成13位計數(shù)器（TL1的高3位無效）2、方式0 13位方式，由TL1的低5位和TH1的8位構(gòu)成1493、方式1 16位方式，由TL1的8位和TH1的8位構(gòu)成16位計數(shù)器3、方式1 16位方式，由TL1的8位和TH1的8位構(gòu)成16504、方式2

8位自動裝入時間常數(shù)方式。由TL1構(gòu)成8位計數(shù)器，THl僅用來存放時間常數(shù)。啟動T1前，TL1和TH1裝入相同的時間常數(shù)，當(dāng)TL1計滿后，除定時器回零標志TF1置位，具有向CPU請求中斷的條件外，TH1中的時間常數(shù)還會自動地裝入TL1，并重新開始定時或計數(shù)

4、方式28位自動裝入時間常數(shù)方式。由TL1構(gòu)成515、方式3

2個8位方式。工作方式3只適用于定時器0。如果使定時器1為工作方式3，則定時器1將處于關(guān)閉狀態(tài)。5、方式3 2個8位方式。工作方式3只適用于定時器0。如果使526、匯編編程舉例利用定時器/計數(shù)器每隔1ms控制產(chǎn)生寬度為2個機器周期的負脈沖,由P1.0送出,設(shè)時鐘頻率為12MHz ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP T0INT ORG 100HMAIN: MOVTH0,#0DDH MOVTL0,#18H SETB TROLOOP: SJMP LOOP ORG 200HT0INT: CLR P1.0 SETB P1.0 MOV TH0,#0DDH MOV TL0,#18H RETI6、匯編編程舉例利用定時器/計數(shù)器每隔1ms控制產(chǎn)生寬度為2537、C51編程舉例#include<reg52.h>sbitpinPulse=P1^0;voidT0Int(void);voidT0Int(void)interrupt1{ pinPulse=0; pinPulse=1; TH0=0xdd; TL0=0x18;}voidmain(void){ TH0=0xdd; TL0=0x18; ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1);}7、C51編程舉例#include<reg52.h>54二、串行接口

MCS—51單片機具有一個采用通用異步接收器／發(fā)送器(UART)工作方式的全雙工串行通信接口，可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。它具有兩個相互獨立的接收、發(fā)送緩沖器，兩個緩沖器共用一個地址(99H)，發(fā)送緩沖器只能寫入，不能讀出，接收緩沖器只能讀出，不能寫入。同時，該串行接口也可作為同步移位寄存器使用，其中幀格式可有8位、10位和11位，并能置成多種波特率。二、串行接口MCS—51單片機具有一個551、異步通信格式波特率(BaudRate)

波特率，即數(shù)據(jù)傳送速率，表示每秒鐘傳送二進制代碼的位數(shù)，它的單位是位／秒。舉例：數(shù)據(jù)傳送的速率每秒為120個字符，每個字符包含10個代碼位(一個起始位、一個停止位、8個數(shù)據(jù)位)，這時，傳送的波特率為：

10×120位／秒＝1200波特(bps)1、異步通信格式波特率(BaudRate)

波特率，即數(shù)56RITIRB8TB8RENSM2SM1SM0D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1工作方式說明波特率000同步移位寄存器fosc/1201110位異步收發(fā)可變10211位異步收發(fā)fosc/32或fosc/6411310位異步收發(fā)可變.REN： 允許接收控制位，用軟件置1或清0TI：發(fā)送中斷標志位，軟件清0

RI：接收中斷標志位，軟件清0TB8：準備發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)位，軟件置1或0

RB8：接收到的第9位數(shù)據(jù)

SM2：用于主—從式多機通信的控制位。若SM2＝1，則允許多機通信

2、串行口控制寄存器SCON（98H)RITIRB8TB8RENSM2SM1574、關(guān)于多機通信

SM2：在工作方式2和工作方式3中，用于主—從式多機通信的控制位。若SM2＝1，則允許多機通信。多機通信規(guī)定，第9位數(shù)據(jù)(D8)為l，說明本幀為地址；若第9位數(shù)據(jù)為0，則本幀為數(shù)據(jù)，當(dāng)一個MCS—51(主機)與多個MCS—51(從機)通信時，所有從機的SM2都置為1。主機首先發(fā)送一幀地址，即某從機地址編號，其中第9位為1，被尋址的某個從機收到地址信息后，將其中的第9位裝入RB8。從機依據(jù)RB8的值來決定從機是否再接收主機的信息。若RB8＝0，說明是數(shù)據(jù)幀，則使接收中斷標志位RI＝0，信息丟失；若RB8＝1，說明是地址幀，數(shù)據(jù)裝入接收／發(fā)送緩沖器，并置中斷標志RI＝1，中斷所有從機，被尋址的目標從機使SM2＝0，以接收主機發(fā)來的一幀數(shù)據(jù)，其它從機仍然保持SM2＝1。若SM2＝0，則不屬于多機通信情況，接收到一幀數(shù)據(jù)后，無論第9位是0還是1，都置中斷標志RI＝1，接收到的數(shù)據(jù)裝入接收／發(fā)送緩沖器中。工作方式1時，若SM2＝1，則只有接收到有效停止位時，中斷標志RI才置1，以便接收下一幀數(shù)據(jù)。在工作方式0時，SM2應(yīng)為0。4、關(guān)于多機通信SM2：在工作方式2和工58三、中斷系統(tǒng)1、中斷結(jié)構(gòu)圖2、中斷控制寄存器3、中斷響應(yīng)條件4、中斷響應(yīng)過程5、中斷響應(yīng)示意圖6、匯編編程舉例7、C51編程舉例三、中斷系統(tǒng)1、中斷結(jié)構(gòu)圖591、中斷結(jié)構(gòu)圖1、中斷結(jié)構(gòu)圖602、中斷控制寄存器

同級內(nèi)部優(yōu)先級外部中斷0最高定時器0外部中斷1定時器1串行口 最低2、中斷控制寄存器 同級內(nèi)部優(yōu)先級61單片機開發(fā)板學(xué)習(xí)ppt課件623、中斷的響應(yīng)條件中斷源有請求，CPU允許所有中斷源請求(EA＝1)，中斷允許寄存器IE相應(yīng)位置1。這樣，在每個機器周期內(nèi)，單片機對所有中斷源都進行順序檢測，并可在任一個周期的S6期間，找到所有有效的中斷請求，并對其優(yōu)先級排隊，只要滿足下列條件：

1. 無同級或高級中斷正在服務(wù)；

2. 現(xiàn)行指令執(zhí)行到最后一個機器周期且已結(jié)束；

3. 若現(xiàn)行指令為RETI或需訪問特殊功能寄存器IE或 IP的指令時，執(zhí)行完該指令且緊隨其后的另一條 指令也已執(zhí)行完。

單片機便在緊接著的下一個機器周期S1期間響應(yīng)中斷，否則將丟棄中斷查詢的結(jié)果。3、中斷的響應(yīng)條件中斷源有請求，CPU允634、中斷響應(yīng)過程 單片機一旦響應(yīng)中斷，首先置位響應(yīng)的優(yōu)先級有效觸發(fā)器，然后執(zhí)行一個硬件子程序調(diào)用，把斷點地址壓入堆棧保護，然后將對應(yīng)的中斷入口地址值裝入程序計數(shù)器PC，使程序轉(zhuǎn)向該中斷人口地址，以執(zhí)行中斷服務(wù)程序。

單片機響應(yīng)中斷后，只保護斷點而不保護現(xiàn)場(如累加器A、程序狀態(tài)字寄存器PSW的內(nèi)容)，且不能清除串行口中斷標志TI和RI，也無法清除外部中斷請求信號INT0和INT1。故用戶在編