接口技術(shù)概述

單片機(jī)原理

單

機(jī)_____

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)

單片機(jī)原理

nn

ss匯

單

—

—

編

片

51語

系51

單

機(jī)

言

列

片

基

程

單

機(jī)

礎(chǔ)

序

片

指

知

設(shè)

機(jī)

令

識

計

結(jié)

系

構(gòu)

統(tǒng)

官I

傳感器

A/D轉(zhuǎn)換信號放大

驅(qū)動電路

單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

單片機(jī)內(nèi)部并行口

單

片顯示器接口

機(jī)

接鍵盤接口

口

技中斷系統(tǒng)

術(shù)

定時計數(shù)器

單片機(jī)擴(kuò)展技術(shù)

A/D和D/A轉(zhuǎn)換接口

學(xué)習(xí)接口技術(shù)的幾點要求:

?記筆記

?重視實驗

?利用網(wǎng)上資源

www.51c51.com

www.51dz.com

www.8888c.com

?認(rèn)真完成作業(yè)

PI

第/章接。技術(shù)然述

第一章接口技術(shù)概述

1.1微機(jī)系統(tǒng)的組成

1.2MCS-51系列單片機(jī)

第/章接。技術(shù)然述

1.1微機(jī)系統(tǒng)的組成

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

LL2單片機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

LL3微機(jī)系統(tǒng)的軟件組成

第章接。技術(shù)然述

??7■■■?■■■■一■■■o■?■■o?■o

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

DB

AB

CB

微機(jī)的工作過程

.第?7■章■■接.?！黾肌觥鲂g(shù).然■述■■o?■■■?■.

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

4DB

AAB

LnCB

數(shù)據(jù)處理和發(fā)

送控制信號,指

揮CPU內(nèi)、外各部

件協(xié)調(diào)工作。

第/章接。技術(shù)然述

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

DB

AB

CB

第/章接。技術(shù)然述

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

DB

AB

CB

.第?7■章■■接.?！黾肌觥鲂g(shù).然■述■■o?■■■?■.

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

DB

AB

CB

界，共人們識別和存儲。

第/章接。技術(shù)然述

1.1.1微機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

任何一個完整的微機(jī)系統(tǒng)都由硬件和軟件組成。

其基本結(jié)構(gòu)框圖如下：

第/章接。技術(shù)然述

筱菽祈涵寢?‘

微機(jī)的工作過程就是CPU不斷執(zhí)行指令的過程，CPU在執(zhí)行指令

的過程中要與存儲器和外設(shè)交換信息。

1.CPU與存儲器的信息交換過程包括：CPU向存儲器寫入信息，稱

之為寫操作;CPU從存儲器讀取信息，稱之為讀操作。

2.CPU與外設(shè)的信息交換過程包括：CPU向外設(shè)輸出信息，稱之為

輸出;CPU從外設(shè)輸入信息，稱之為輸入。

外設(shè)

第/章接。技術(shù)然述

???■■?■■■。?■■■?一?■■■??

CPU從存儲器讀取信息的過程

1CPU發(fā)送存儲單元的地址碼--AB--存儲器

2CPU發(fā)送RD控制信號-------CB——存儲器

3存儲器送出選中單元的內(nèi)容--DB--CPU

DB

0000H

CPU

CB

RD

輸

地

021入n

I/O口

址on

輸

譯50H

出

碼*?

電

器*

路外設(shè)

FFH

第7章接。技術(shù)然述

CPU向存儲器寫入信息的過程

1CPU發(fā)送存儲單元的地址碼--AB--存儲器

2CPU發(fā)送WR控制信號-------CB--存儲器

3CPU送出欲寫入的內(nèi)容-----DB--進(jìn)入存儲器的選中單元

65HDB丁

0000HAR、

CPU

CB

WR

輸

地

入I/O口

址

輸

譯

出

碼

電

器

路外設(shè)

第/章接。技術(shù)然述

??■■?■■■■■,■.■■■o，

CPU從輸入外設(shè)輸入信息的過程

1CPU發(fā)送端口的地址碼----AB-一端口

2CPU發(fā)送RD控制信號-----CB-一端口

3端口送出選中外設(shè)的內(nèi)容——DB——CPU

DB

201OH

CPU

RD

地址譯碼器數(shù)據(jù)緩沖器1T

存儲器

輸K輸出

外設(shè)外設(shè)

第/章接。技術(shù)然述

??■■?■■■■■,■.■■■o，

CPU向輸出外設(shè)輸出信息的過程

1CPU發(fā)送端口的地址碼一-AB----端口

2CPU發(fā)送WR控制信號--一CB一一端口

3CPU送出欲寫入的內(nèi)容--DB—進(jìn)入選中端口

DB

43H<

2011H

CPU"

WR

地址譯碼器數(shù)據(jù)緩沖器1T

存儲器

輸入輸出

外設(shè)外設(shè)

第/章接。技術(shù)然述

■■?■■■.■■■■■■■o■■■G?■.

1.1.2單片機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

單片機(jī)是指集成了CPU、存儲器、I/O口以及其他輔助電路大規(guī)模

集成電路芯片。

1單片機(jī)內(nèi)部資源夠用時，不需要外擴(kuò)芯片，通過I/O口直接與外設(shè)

連接。單片機(jī)最小控制系統(tǒng)

2單片機(jī)內(nèi)部資源不夠用時，需要外擴(kuò)芯片，外擴(kuò)芯片通過三總線與

CPU交換信息。單片機(jī)擴(kuò)展控制系統(tǒng)

■

第/章接。技術(shù)然述

單片機(jī)最小控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

TOT1

+5V

返回

第/章接。技術(shù)然述

?■■?■■■O■■■■?■■■O??■■

單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

DB,

返回

第7章接。技術(shù)然述

m丁燕沆素流前囊（商莪

微機(jī)系統(tǒng)的軟件分成2類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

（1）.系統(tǒng)軟件

一般由專門的計算機(jī)軟件技術(shù)人員設(shè)計和編制，如

操作系統(tǒng)，各種語言的編譯程序，監(jiān)控程序。

（2）.應(yīng)用軟件

用戶為解決自己的問題而編制的程序。

在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，為實現(xiàn)某一功能而編制的驅(qū)動

程序?qū)儆趹?yīng)用軟件的范疇。

’在接口技術(shù)中我們常常編制外設(shè)的驅(qū)動程序。，

第7章接。技術(shù)然述

??■■■?■■■■一■■■o■?■■o?■o

1.2MCS-51系列單片機(jī)

L2.lMCS-51系列單片機(jī)的分類

122MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

123MCS-51系列單片機(jī)的引腳

<

習(xí)題

第7章接。技術(shù)然述

1.2.1MCS-51系列單片機(jī)的分類

常用的MCS51系列單片機(jī)有2種類型的產(chǎn)品：

8051/8751/89C51和8031。它們的結(jié)構(gòu)基本相同，其主要差別反

映在存儲器的配置上的不同：

①8051內(nèi)設(shè)有4KB的掩膜ROM。

②8751內(nèi)設(shè)有4KB的EPROM。

③89c51內(nèi)設(shè)有4KB的E2PROM。

④8031內(nèi)沒有ROM。

第/章接。技術(shù)然述

1.2.2MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)

TOT1

第/章接。技術(shù)然述

L^Pok—?

作用：PC存放CPU將要執(zhí)行的指令所在的ROM單元的地址。

特點：①具有自動加1功能。

②CPU復(fù)位時PC=0000H,當(dāng)8051脫離復(fù)位狀態(tài)時，開始從0000H

處執(zhí)行程序，因此，用戶程序應(yīng)該從0000HROM單元存放。

③PC的值可以用轉(zhuǎn)移和調(diào)用/返回指令修改。

無條件轉(zhuǎn)移指令/LJMP/SJMP標(biāo)

JMP@A+DPTR

條件轉(zhuǎn)移指令：JZ/JNZ標(biāo)號

JC/JNC標(biāo)號

JB/JNBBIT,標(biāo)號

DJNZRn/direct/A/@Ri,標(biāo)號

CJNEA/Rn/@Ri,#DATA8,標(biāo)號

CJNEA,direct,標(biāo)號

調(diào)用指令:LCALL/ACALL標(biāo)號

返回指令:RET

第/章接。技術(shù)然述

DPTRRAMPC-RO

89c51內(nèi)有256B的RAM單元，其地址范圍為OOH—FFH,分為兩大部

分:低128字節(jié)(00H?7FH)為真正的RAM區(qū)；

高128字節(jié)(80H?FFH)為華寺殊功能寄存器區(qū)SFR。

21個SFG分散在高128B的地址空間內(nèi)，分別

是：A,B,PSW,SP,DPH,DPL,

PO,Pl,P2,P3,IP,IE,TCON,

TMOD,THO,TLO,TH1,TL1,

SCON,SBUF,PCONo

低128B的RAM應(yīng)用最為靈活，可用于暫存

用戶的數(shù)據(jù)，它分為獨立的且性質(zhì)不同的3

部分：①工作寄存器區(qū)(OOH—1FH)

②位尋址區(qū)(20H—2FH)

③普通RAM區(qū)(30H—7FH)

第/章接。技術(shù)然述

1、工作寄存器區(qū)是指00H?

1FH區(qū),共分4個組,每組有8個單7FH

元,共32個內(nèi)部RAM單元。普通RAM區(qū)

2、每次只能有1組作為工作寄30H

存器使用,其它各組可以作為一2FH

般的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)使用。

位尋址區(qū)

3、作為工作寄存器使用的8個

單元，又稱為R0—R720H

4、程序狀態(tài)字PSW中的PSW.31FH

(RS0)和PSW.4(RS1)兩位

來選擇哪一組作為工作寄存器

使用。CPU通過軟件修改PSW

中RS0和RS1兩位的狀態(tài),就可

任選一個工作寄存器工作。00H

返回

第/章接。技術(shù)然述

■■oo<

RSI、RS0與片內(nèi)工作寄存器組的對應(yīng)關(guān)系

RS1RS0寄存器組片內(nèi)PAM地址通用寄存器名稱

000組00H-07HR0?R7

011組08H?0FHR0?R7

102組10H?17HR0?R7

013組18H-1FHR0?R7

■

返回

第/章接。技術(shù)然述

.〉■■■■O■■■■.■■■.

工作寄存器和RAM地址對照表

工作寄存器。組工作寄存器1組工作寄存器2組工作寄存器3組

地址寄存器地址寄存器地址寄存器地址寄存器

00HR008HR010HR018HR0

01HR109HR111HR119HR1

02HR2OAHR212HR21AHR2

03HR3OBHR313HR31BHR3

04HR4OCHR414HR41CHR4

05HR5ODHR515HR51DHR5

06HR6OEHR616HR61EHR6

07HR7OFHR717HR71FHR7

、a

返回

第/章接。技術(shù)然述

1、位尋址區(qū)是指20H?2FH

單元，共16個單元。7FH

2、位尋址區(qū)的16個單元（共

計128位）的每1位都有一個8普通RAM區(qū)

30H

位表示的位地址,位地址范圍

為00H?1FH。

如表所示。涓位尋址區(qū)

3、其位地址的表示方法有2種:

①直接位地址（用8位二進(jìn)制20H

數(shù)表示）和②單元地址.位號。

1FH

對于這些位有專門的位操

作指令，如SETB,CLR,

CPL,JB,JNB等。工作寄存器區(qū)

4、同樣，位尋址的RAM單元

也可以按字節(jié)操作作為一般的

數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

00H

返叵

…第，章接…口整本搬?述.再_前___能___漸蒞地址表

RAM地址D7D6D5D4D3D2DIDO

20H0706050403020100

21HOF0E0DOCOBOA0908

22H1716151413121110

23HIFIEIDICIB1A1918

24H2726252423222120

25H2F2E2D2C2B2A2928

26H37363534333231.30

27H3F3E3D3C3B3A3938

28H4746454443424140

29H4F4E4D4C4B4A.49,48

2AH5756555453525150

2BH5F5E5D5C5B5A5958

2CH6766656463626160：

2DH6F6E6D6C6B6A6968

2EH7776757473727170

q2FH7F7E7D7C7B7A7978

返回

第/章接。技術(shù)然述

.〉■■■■O■■■■.■■■.

用于存儲一般

的8位數(shù)

據(jù)，這部

分單元只

能按字節(jié)

操

作。通常，堆

棧都置于

這部分空

間。

返回

第/章接。技術(shù)然述

累加器在微處理器中占有很

重要的位置。很多指令都是

對.A操作的。

ADDA,Rn/direct/@Ri/#DATAPO

TMP

ADDCA,Rn/direct/@Ri/#DATAPl

SUBBA,Rn/direct/@Ri/#DATAP2

MULABP3

DIVAB

RL/RLC/RR/RLCA

ANLA,Rn/direct/@Ri/#DATA

口定時

ORLA,Rn/direct/@Ri/#DATA

XRLA,Rn/direct/@Ri/#DATA

CPL/CLRA

MOVXA,@DPTR/@Ri

MOVX@DPTR/@Ri,A

MOVCA,@A+DPTR/@A+PC

返回

第/章接。技術(shù)然述

DPTRRAMPC—ROM

P0PO

ATMPB

P1

P2＜一"?P2

1、在進(jìn)行乘除法運(yùn)算時，存放參與運(yùn)算的一個操作數(shù)。P3

MULAB；將累加器A的內(nèi)容與寄存器B的內(nèi)容相乘，乘積

的低8位存放在累加器A中，高8位存放于寄存

器B中。

DIVAB；將累加器A中的內(nèi)容除以寄存器B中的8位無

符號整數(shù),所得商的整數(shù)部分存放在累加器A中,

余數(shù)部分存放在寄存器B中。

2、除此之外，作為一般REG使用。

返回

第/章接。技術(shù)然述

DPTRPC—ROM

P0-P°

TMPB

Pl

P2?-?P2

ALU一P3

P3

1、PSW稱為程序狀態(tài)字寄存器，是一個8位寄存器。存放運(yùn)

算結(jié)果的一些特征，也用于指定工作寄存器組。

2、DJ-D6-D5JD4-X>3-DIDO

&AcFlRS1RSOOvP

返回

第/章接。技術(shù)然述

DPTRRAMPC—ROM

PO0P°

ATMPB

Pl

P2

P3

1、SP稱為堆棧指針，SP用來存放堆

棧棧頂?shù)牡刂贰?/p>

定時

2、CPU復(fù)位時SP=08H,可以用

MOVSP,#DATA8修改SP的值。

返回

第1章接。技術(shù)然述

DPTRRAMPC-ROM

U-PO^-P。

AiTIVfPlR1—.PI

「1、數(shù)據(jù)指針DPTR是一個16位的專用寄存器,主要用來存放16位

―P2

地址，其高位字節(jié)寄存器用DPH表示，低位字節(jié)寄存器用DPL表示?！?

P3

2、既可作為一個16位寄存器DPTR來處理,也可作為兩個獨立的

8位寄存器DPH和DPL來處理。

3、CPU復(fù)位時DPTR=0000H,可以用MOVDPTR,

#DATA16或MOVDPH,#DATA8,MOVDPL,#DATA8修改

DPTR的值。當(dāng)CPU與外RAM或外設(shè)交換信息時，外RAM單元

的地址或外設(shè)的地址由DPTR給出。

返回

第7章接。技術(shù)然述

??■■■?■■■■一■■■o■?■■o?■o習(xí)題

1.3.3MCS-51單片機(jī)的引腳

用戶I/O

P1.0—140——Vvcc

<=

P1.1—239—P0.0PlP2地址線

P1.2—338——P0.1

P1.3——437—P0.2

P1.4——536—P0.3

P1.5——635—P0.4P0

數(shù)據(jù)線

P1.6——734一P0.5P3

P1.7——833—P0.6

RST/VPD——932—P0.7ALE

P3.0/RXD——10器；31—EA/V

ppPSEN

P3.1/TXD——11803130—ALE/PROG—控制線

P3.2INT0——1229—PSENEA

P33/INT1——1328—P2.7

P3.4/T0——1427—P2.6RST

P3.5/T1——1526一P2.5

P3.6/WR——1625——P2.4

P3.7/RD—1724—P2.3XIVCC

XTAL2——1823—P2.2

XTAL1—1922—P2.1X2GND

V一

▼SS2021——P2.01

(a)管腳圖;(b)引腳功能分類

MCS51單片機(jī)形成三總線的電路圖

第/章接。技術(shù)然述

DPTRRAM

pok^0°

B

P0.0--P0.7

P2

1、沒有外擴(kuò)芯片時，作為一般＜一"?P2

P3

的IN\OUT線，直接與外設(shè)通信。P3

2、有外擴(kuò)Mem時，先送出外

Mem的地址碼的低八位,然后傳

定時

送數(shù)據(jù)信息。

X2

外ROM:PC的低8位由P0.0—-

P0.7送出。

外RAM:皿由P0.0--P0.7

返口

第/章接。技術(shù)然述

DPTRRAMROM

P0-P°

SPATMPBPl

-匕

P2.0—P2.7P22

1、沒有外擴(kuò)芯片時，作為一般的P3

IN\OUT線，直接與外設(shè)通信

2、有外擴(kuò)Mem時,送出外Mem的

地址碼的高八位

外ROM:西由P2?0???

PSENP2.7送出

外RAM:由P2.0—P2.7送出

第/章接。技術(shù)然述

XI

X2

PSENRSTALEEA

AT

返回

第/章接。技術(shù)然述

第/章接。技術(shù)然述

ALE地址鎖存允許

1、當(dāng)8051由P0口送出低8位地址碼

時,8051由ALE送出一高電平信號，作

為外部鎖存器的觸發(fā)信號。

在單片機(jī)(CPU)與外界交換信息的

過程中，地址信息必須維持不變，而

P0口不能維持低8位地址的不變，所

以應(yīng)該外接鎖