模块1 数据与存储器的操作训练

模块1数据与存储器的操作训练课题1认识单片机任务1单片机的应用实例与MSC-51单片机引脚功能任务2MSC-51单片机最小应用系统任务1程序存储器（ROM）空间分配法任务2数据存储器（RAM）操作训练课题2存储器简介及操作训练一、认识单片机1、单片机是一种集成电路芯片。2、芯片中的主要部件有：运算器、控制器、存储器、各种输入/输出接口3、其组成和功能上已经具有了计算机系统的特点，因此称之为单片微型计算机，简称单片机。二、单片机产品近况（1）51系列单片机其产品有：AT89C51/52AT89S51/52等51系列单片机是最容易解密的单片机系列之一。迄今为止，最有效的加密方法就是烧断51单片机的数据总线（例如烧断AT89C51的32、33、34脚等等），其解密价格通常是普通价格的十几倍以上，随着烧断总线数量的增加，有些甚至根本无法解密。（2）ATMEL公司的AVR单片机AVR早期的单片机：ATTINY12/13/15、AT90S2313、ATMEGA8/16/64等，教容易解密。最新的几款AVR单片机：ATTINY2313、ATMEGA168/169及最新推出的ATMEGA1280/2560等，是目前最难解密的单片机之一。二、单片机产品近况（3）MicroChip单片机二、单片机产品近况（4）Motorola公司的68系列二、单片机产品近况三、单片机的应用实例1、智能控制2、消费类数码产品三、单片机的应用实例3、军事技术应用三、单片机的应用实例4、工业控制三、单片机的应用实例5、宣传指示应用三、单片机的应用实例相关知识一、进制数十进制数是人们习惯使用的进制计算机只能“二进制数”为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制表示。二、常用数制1、十进制数（后缀为D，如10D，一般省略后缀）2、二进制数（后缀为B，如10010101B）只有0和1两个数码基数为2，采用“逢二进一”的原则各位上的权均是2的某次幂。3、十六进制数（后缀为H，如1AH）十六进制数中出现的数码为0、1、……、9、A、B、C、D、E、F共16个基数为16，采用“逢十六进一”相关知识1、十进制数转换为二进制数除以2取余数，倒计2、二进制数转换为十进制数按权展开，权为“2”例1：将十进制数73转换为二进制数73=01001001B例2：将二进制数101101B转换为十进制数452120212120212020)(00101101B01234567相关知识三、进制间的转换相关知识三、进制间的转换3、十进制数转换为十六进制数除以16取余数，倒计例3：将十进制数86转换为十六进制数86=56H4、十六进制数转换为十进制数按权展开，权为“16”例4：将十六进制数9AH转换为十进制数1541601619(9AH)015、二进制数转换为十六进制数8421码例5：将二进制数11001010转换为十六进制数8421842111001010BC12010214184位高A10011204184位低11001010B=0CAH相关知识三、进制间的转换例5：将十六进制数0D9H转换为二进制数D=13=8×1+4×1+2×0+1×1=1101B9=8×1+4×0+2×0+1×1=1001B0D9H=11011001B解：6、十六进制数转换为二进制数相关知识三、进制间的转换相关知识四、位与字节例如：01101001B表示一个字节，1AH表示一个字节，0B2C5H表示两个字节，即一个字。⊙位：指二进制数的位，位是数的最小单位。1或0表示一个位⊙字节：8位二进制数成为一个字节。字节是最基本的数据单位。⊙字：两个字节为一个字，即16个位时钟电路CPUROMRAMT0T1中断系统串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定时计数器结构框图•中央处理器CPU：8位，运算和控制功能•内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。•内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。•定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。•并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。•串行口：一个全双工串行口。•中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）•时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ一、51单片机的基本结构1.中央处理器CPU：8位，运算和控制功能2.内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。3.内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。4.定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。5.并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。6.串行口：一个全双工串行口。7.中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）8.时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZP3口线的第二功能VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.72、振荡电路：XTAL1、XTAL23、复位引脚：RST4、并行口：P0、P1、P2、P37、ALE：地址锁存控制信号1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地)EAPSEN5、EA：访问程序存储控制信号6、PSEN：外部ROM读选通信号RXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD/1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051875189C51二、MCS-51单片机信号引脚简介并行输入/输出电路结构P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.74个8位并行I/O口：P0，P1，P2，P3；均可作为双向I/O端口使用。(1)特点：P0：访问片外扩展存储器时，复用为低8位地址线和数据线P2：高8位地址线。P1：双向I/O端口P3：第二功能1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051875189C51ALEWRRDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7指令1：MOVP1,#00H指令2：MOVP1,#0FFH指令3：MOVP1,#0AAH000000001111111101010101(2)输出举例指令4：CLRP1.0指令5：SETBP1.0111111110+5V1111111111111111(3)输入举例S0+5V4.7kWALEWRRDP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7读端口：MOVP3,#11111111BMOVA,P389C51××××××××寄存器A注：当I/O端口作为输入使用时，需先向端口写入“1”，使内部的FET截止，再读入引脚的状态。你知道P3.4对应寄存器A哪一位吗？P3.4你知道这是为什么吗？1111111101任务2三、单片机的最小应用系统任务2三、单片机的最小应用系统1、电源电路Vcc（40脚）：接电源+5VVss（20脚）：接地2、程序存储器选择电路当=1（即接高电平）时，内部地址为0000H~0FFFH，外部地址为1000H~0FFFFH。EA当=0（即接低电平）时，内部ROM就不起作用了，此时，外部ROM的地址变成0000H~0FFFFH。EA任务2三、单片机的最小应用系统3、时钟电路时钟引脚(18、19脚)外接晶体时与片内的反相器构成一个振荡器，它提供单片机的时钟控制信号。CPU时序任务2三、单片机的最小应用系统4、复位电路通常为了保证应用系统可靠地复位，复位电路应使引脚RST保持10ms以上的高电平。只要引脚RST保持高电平，单片机就复位。复位电路可分为上电自动复位和手动复位两种。☆复位原理☆复位方法复位状态谁知道复位电路怎么起到复位的作用?CPU时序任务2☆振荡周期Tosc外部晶体振荡电路经XTAL1脚输入的脉冲周期定义为振荡周期。Tosc=，为晶体振荡器的频率oscf1oscf☆机器周期Tcy一个机器周期总共有12个振荡周期。即Tcy=12ToscCPU时序任务2☆指令周期Torder指令周期是最大的时序定时单位，执行一条指令所需要的时间称为指令周期。单周期指令双周期指令四周期指令Torder=TcyTorder=2TcyTorder=4TcyCPU时序任务2例如：如果晶体振荡器的频率为12MHz，那么其振荡周期、机器周期为多少？执行一条双周期指令需要多少时间？oscf因为=12MHZ解：所以振荡周期Tosc==1/12usoscf1机器周期Tcy=12Tosc=1us一条双周期指令所需时间Torder=2Tcy=2us复位状态任务2特殊功能寄存器初始状态特殊功能寄存器初始状态ACC00HTMOD00HB00HTCON00HPC0000HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P30FFHSBUF不定IPXX000000BSCON00HIE0X000000BPCON0XXX0000B◇复位后，单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。◇单片机复位后堆栈寄存器SP=07H，P0-P3输出高电平，其他寄存器全部清零，不影响RAM中的内容。12345678910111213142827262524232221201918171615EPROM276412345678910111213142827262524232221201918171615EPROM27641234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222112345678910111213142827262524232221201918171615RAM626412345678910111213142827262524232221201918171615RAM626480318751805189C51片内RAM片内ROM256B（字节）4K64K64K四、存储器1、程序存储器（ROM）程序存储器内部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H(PC)0001H0002H0000H是程序执行的起始单元,在这三个单元存放一条无条件转移指令中断5中断4中断3中断2中断10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中断0定时器0中断外部中断1定时器1中断串行口中断8位．．．0FFFH0FFEHEA=1EA=0程序存储器资源分布中断入口地址0000HFFFFH(64K)内部外部数据存储器00H0FFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM专用寄存器11第3区18H~1FH01第1区08H~0FHRS1RS0寄存器区片内RAM地址00第0区00H~07H10第2区10H~17H工作寄存器区选择位RS0、RS12、数据存储器（RAM）0区1区2区3区R7R0R7R0R7R0R7R018H1FH10H17H08H0FH00H07H工作寄存器区20H2FH7F780700可位寻址区30H7FH