单片机SCM→微控制器

常用网站、论坛周立功单片机（）中源单片机（）嵌入开发网（）51单片机（）单片机学习网（）单片机爱好者（）此外还有老古开发网、单片机培训网、51单片机世界、致远电子、南京爱思、FPGA论坛、北京单片机开发网、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机、21IC中国电子网、电子技术特攻队、MAXIM中文网址、TI中文网址、Philips公司、Intel公司、Lattice公司、中国电器论坛等。主要内容第1章51单片机基础知识第2章KeilC51软件入门与调试第3章Protues仿真软件与Keil联合调试第4章并行I/O端口第5章51单片机的中断系统第6章51单片机的定时/计数器第7章51单片机的串行通信接口第8章键盘输入第9章输出设备第10章单片机系统扩展第11章常用外围接口芯片第12章常用数据传输接口第一章51单片机基础知识了解单片机的概念、发展历史、发展趋势、应用领域、外部引脚和内部结构。学习目的及要求：微机、微处理器和单片机的概念冯·诺依曼计算机体系结构要点：输入设备运算器输出设备存储器控制器微机、微处理器和单片机的概念微型计算机微处理器CPU微型计算机系统运算器控制器寄存器RAMROMI/O端口I/O端口电源系统软件系统I/O设备I/O设备总线微机、微处理器和单片机的概念从使用的角度来说，计算机应用可分为两类：一类是应用广泛的通用计算机系统，用于海量数据处理、分析和存储。一类是嵌入式计算机系统，是以计算机技术为基础、软硬件可裁减、可靠性高、实时性强、体积、功耗严格要求、没有独立计算机形式的专用计算机系统。单片计算机（SingleChipMicrocomputer）SCM——将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片上构成的一种专用微计算机系统应用：SCM硬件+SCM软件+少量外围电路→嵌入式微机系统+被控对象→微电脑控制产品单片机的英文简称：MCU或EMCUMCU:MicrocontrollerUnit(微控制器)EMCU:EmbeddedMicrocontrollerUnit(嵌入式微控制器)单片机的发展从1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、MCS-51（8位）和MCS-96（16位）三大系列单片机。迄今为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品。单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗单片机（SCM）→微控制器（MicroControllerUnit）MicroControllerUnit（SingleChipMicrocomputer）8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。MCS-51系列单片机MCS是Intel公司单片机的系列符号，如MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。MCS-51系列是是最早进入我国，并在我国得到广泛应用的单片机主流品种。MCS-51系列单片机主要包括：基本型：8031/8051/8751（80C31/80C51/87C51）增强型：8032/8052/8752。51系列单片机Intel公司以专利形式把8051内核技术转让给ATMEL、Philips、Cygnal、ANALOG、LG、ADI、Maxim、DALLAS等公司。生产的兼容机与8051兼容，采用CMOS工艺，因而常用80C51系列单片机来称呼所有这些具有8051指令系统的单片机，这些兼容机的各种衍生品种统称为51系列单片机或简称为51单片机。其它51单片机怎样学习单片机各组成部分既相对独立，又相互交叉教学目标——掌握单片机原理与应用系统设计技能教学内容——单片机硬件、软件、接口、开发工具四方面知识硬件系统软件系统接口系统开发工具硬件系统（RAM，IO，T/C，INT，UART）存储器输入/输出单元定时/计数器中断系统串行通信软件系统汇编语言程序C51语言程序接口系统（LED，KEY，AD，DA，IO扩展）键盘电路数码管键盘模数转换数模转换可编程接口开发工具——PROTEUS单片机仿真软件KeilC51简介KeilC51是51单片机软件开发的C语言和汇编语言环境，可以进行纯软件仿真；也可以与Proteus软件联合进行仿真。开发工具——KeilC集成开发环境软件1.2.1MCS-51单片机的内部结构1.251单片机功能及引脚程序存储器：4KFlashROM，用于存放程序、原始数据和表格。数据存储器：共256个RAM单元，前128个单元用于存放可读写数据，后128个单元为专用寄存器。定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。中断控制系统：5个中断源（外部中断2个，定时/计数中断2个，串行中断1个）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。51单片机的封装PlasticDualInlinePackagePlasticJ-LeadChipCarrier1.2.351单片机外部引脚VCCVSSXTAL2XTAL1RSTP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4MOSI/P1.5MISO/P1.6SCK/P1.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0ALEP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.72、时钟引脚：XTAL1、XTAL23、复位引脚：RST4、并行口：P0、P1、P2、P31、电源引脚：VCC(+5V)、VSS(地)EA/VppPSEN7、EA：外部程序存储器控制信号6、PSEN：外部ROM读选通信号RXD/TXD/INT0/INT1/T0/T1/WR/RD/1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282726252424222180318051875189C5189S515、:地址锁存控制信号PROG/ALE1.2.351单片机外部引脚单片机访问外部存储器时，P0口可用作地址/数据复用口。P0口的信息是地址还是数据由ALE来定义。ALE高电平期间，P0口上一般出现地址信息，在ALE下降沿时，将P0口上地址信息锁存到片外地址锁存器，在ALE低电平期间P0口上一般出现指令和数据信息。在不访问片外存贮器时，该端也以六分之一的时钟频率固定输出正脉冲。可作系统中其它芯片的时钟源。对片内FlashROM编程时，此脚用于编程脉冲输入。ALE/PROG：地址锁存允许信号/编程脉冲输入端。1.2.351单片机外部引脚PSEN：片外程序存储器选通信号，低有效。在寻址外部程序存储器时选通外部ROM的读控制端(OE)。89C51P0.0-P0.7ALEPSENP2.0-P2.48D8QOEA8-A12A0-A7D0-D7GEAOECEEPROM3731.2.351单片机外部引脚当EA为高时CPU访问程序存贮器有两种情况：①地址小于4K时访问内部程序存贮器。②地址大于4K时访问外部程序存贮器。当EA接地，则不使用内部程序存贮器，不管地址大小，取指时总是访问外部程序存贮器。1.351单片机的内部结构51单片机的CPU是由运算器和控制器所构成的。2.3MCS-51单片机的CPU2.1.289C51单片机内部结构缓冲器B寄存器SPPSWOSCALEPCONSCONTMODTCONTH0TL0TH1TL1TXDSBUFRXDSBUFIEIP中断、串行口和定时器程序地址寄存器PC增1PCDPTRP1锁存器P1驱动器P3锁存器P3驱动器P0驱动器RAM地址寄存器128BRAM4kBROMP0锁存器P2驱动器P2锁存器定时控制指令译码器指令寄存器ACCPSENALEEARESETTMP1TMP2VCCVSSP0.0~P0.7P2.0~P2.7P1.0~P1.7P3.0~P3.7XTAL1XTAL2运算器：ALU、和专用寄存器由定时和控制部件构成的控制器，包括定时控制逻辑、指令寄存器、指令译码器、数据地址指针DPTR、程序计数器PC、堆栈指针SP、ROM地址寄存器以及16位地址缓冲器等。ALU3.专用寄存器组累加器A(Accumulator)程序中最常用的8位特殊功能寄存器。主要功能为存放操作数以及存放运算的中间结果。单片机中大部分单操作数指令的操作数取自累加器，多操作数指令中一个操作数也取自累加器。加、减、乘、除算术运算指令的运算结果都存放于累加器A或B寄存器中。指令系统中用A作为累加器的助记符。程序计数器PC(ProgramCounter)指向ROM存储单元的地址指针（引导程序运行）0000HPC指针……xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxROM0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH存放下一条指令的地址具有16位字长→可寻址范围216（=65536字节=64KB）具有自动加1功能→顺序运行程序功能不能被用户直接寻址，可被指令修改→控制转移指令复位时，PC值为0→复位后程序从0000H地址开始运行数据指针寄存器（DataPointer——DPTR）具有16位字长，可寻址范围216（64KB）具有可被指令修改功能→可变更数据地址可拆为2个8位的独立寄存器DPL和DPH……0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH35H77HF4H94H9EHDPTR指针……xxHxxHxxHxxHxxHROMRAMDPLDPH0000H0001H0002H0003H0004HFFFFH指向ROM或RAM存储单元的地址指针程序状态字PSW(ProgramStatusWord)存放指令执行时状态信息的8位寄存器。其中有些位的状态是根据指令执行结果，由硬件自动设置的。PSW的状态可用专门的指令进行测试，也可以用指令读出。一些条件转移指令将根据PSW中有关位的状态来进行条件转移，其各位定义如下：程序状态字PSW(ProgramStatusWord)P…OVRS0RS1F0ACCyD7D6D5D4D3D2D1D0进位标志、“位累加器”辅助进位标志用户通用状态标志溢出标志奇偶标志位保留位工作寄存器组选择控制位若A中有奇数个“1”，则P置1，否则清0堆栈指针SP堆栈的作用保护断点和保护现场。堆栈指示器操作：进栈和出栈；特点：向上增长型。进栈操作(PUSH)前SP自动加1，出栈操作(POP)后SP自动减1，因此SP内容始终为栈顶地址；原则：先进后出(后进先出)。堆栈的设置通常情况下将堆栈区设在30H～7FH范围内。复位后SP的初值为07H，可在初始化程序时设定SP来具体确定堆栈区的范围。寄存器B主要用于乘除法运算的8位寄存器。乘法运算时，B为乘数，乘积的高位存于B中。除法运算时，B为除数，并将余数存于B中。此外寄存器B也可以作为一般数据寄存器来使用。1.3.2存储器结构普林斯顿（Princeton）结构：将程序和数据合用一个存储器空间的结构。哈佛（Harvard）结构：为绝大多数单片机所采用。程序存储器和数据存储器截然分开，ROM和RAM独立编址并分别寻址的结构，相互间不会冲突。在8051系列单片机中，不仅在片内预留了一定容量的程序存储器、数据存储器以及众多的特殊功能寄存器（SFR），而且还具有很强的外部存储器扩展能力，程序存储器和数据存储器的寻址能力均可达64KB，寻址和操作简单方便。1.3.2存储器结构数据存储器RAM）（外部K64RAM0FFFFHH00000FFFHH0000程序存储器ROM1EA内部ROM=0FFFFH1000H外部ROM0FFFHH00000EA外部ROM=RAM内部0080H00FFH特殊功能寄存器007FH0000H程序存储器地址空间分配程序存储器0000H(PC)中断5中断4中断3中断2中断10003H000BH0013H001BH0023H002AH外部中断0定时器0中断外部