1、第一(dy)講學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)。學(xué)單片機(jī)需要的一些預(yù)備(ybi)知識(shí)C51基礎(chǔ)知識(shí)。了解TX-1C單片機(jī)學(xué)習(xí)板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何用TX-1C單片機(jī)學(xué)習(xí)板在短時(shí)間內(nèi)掌握51單片機(jī)和C語(yǔ)言編程。KEIL工程建立詳細(xì)介紹及KEIL軟件使用方法從點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)板上的一個(gè)發(fā)光二極管開(kāi)始共一百零四頁(yè)學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？與以前所學(xué)的知識(shí)關(guān)聯(lián)很少；只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識(shí)，如二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，與、或、非邏輯關(guān)系等；對(duì)各種器件的概念基本上是從0開(kāi)始(kish)；如果要用C語(yǔ)言編程，需具備簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言基礎(chǔ)；所有人都站在了同一起跑線上;共一百零四頁(yè)

2、 什么是單片機(jī)？單板機(jī) 將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備(shbi)（小鍵盤(pán)、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單板機(jī)）。單板機(jī)單板機(jī)的I/O設(shè)備(shbi)簡(jiǎn)單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計(jì)算機(jī)原理的教學(xué)及簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。共一百零四頁(yè) 單片機(jī) 在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)。 Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：集成 8位CPU、4K字節(jié)(z ji)ROM、128字節(jié)(z ji)RAM、4個(gè)8位

3、并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。單板機(jī)單片機(jī)共一百零四頁(yè)單片機(jī)能做什么(shn me)用到單片機(jī)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)介紹溫度尋檢設(shè)備車(chē)載天線控制器工務(wù)施工來(lái)車(chē)報(bào)警體育訓(xùn)練檢測(cè)儀器凡是與控制或簡(jiǎn)單計(jì)算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)(shxin)，再根據(jù)具體實(shí)際情況選擇不同性能的單片機(jī)，如：atmel(AT89C52),stc,pic,avr,凌陽(yáng)，C8051，arm等共一百零四頁(yè)工業(yè)自動(dòng)化：數(shù)據(jù)采集、測(cè)控技術(shù)。智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號(hào)源、數(shù)字萬(wàn)用表、感應(yīng)電流表等。消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品：洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、微波爐、手機(jī)、IC卡

4、、汽車(chē)電子設(shè)備等。通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通等。武器裝備：飛機(jī)(fij)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)(fij)、魚(yú)雷制導(dǎo)、智能武器等。等等.共一百零四頁(yè)怎么(zn me)開(kāi)始學(xué)習(xí)？實(shí)踐第一。補(bǔ)充必要的理論知識(shí)，即缺什么補(bǔ)什么。做工程項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。（可在網(wǎng)絡(luò)上搜集題目，也可自己(zj)有什么想法大膽去試驗(yàn)）共一百零四頁(yè)預(yù)備(ybi)知識(shí)電平特性(txng)2進(jìn)制與16進(jìn)制的表示及轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算8051單片機(jī)介紹C51基礎(chǔ)知識(shí)共一百零四頁(yè)關(guān)于電平(din pn)特性數(shù)字電路中只有兩種電平(din pn)狀態(tài)：高和低（本課程中）定義單片機(jī)為T(mén)TL電平： 高 +5V(2.

5、4V) 低 0V( 1 - 1H B表示為二進(jìn)制，H為十六進(jìn)制，D為十進(jìn)制（省略），Q為八進(jìn)制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH共一百零四頁(yè) 各種( zhn)進(jìn)位制的對(duì)應(yīng)關(guān)系 十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008共一百零四頁(yè) 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算 1. “與”運(yùn)算 “與”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“必須(bx)都有,否則就沒(méi)有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)

6、算。 運(yùn)算符為“ ”（單片機(jī)中用“&”）, 其運(yùn)算規(guī)則如下:00=0, 01=10=0, 11=1 共一百零四頁(yè) 2. “或”運(yùn)算 “或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“只要(zhyo)其中之一有,就有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)算, 其運(yùn)算符為“+”（單片機(jī)中用“|”）。 “或”運(yùn)算規(guī)則如下:0+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=1共一百零四頁(yè) 3. “非”運(yùn)算 “非”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)(shxin)“求反”這種邏輯的一種運(yùn)算，如變量A的“非”運(yùn)算記作 。 其運(yùn)算規(guī)則如下: A共一百零四頁(yè) 4. “異或”運(yùn)算 “異或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“必須不同, 否則就沒(méi)有”這種邏輯的一種(y zhn)運(yùn)算, 運(yùn)算符為“ ”。其運(yùn)算規(guī)則是:

7、 1 1=0 1 0=1 0 1=1 0 0 =0共一百零四頁(yè) 80C51系列(xli)介紹 Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等； ATMEL的：89C51、89C52、89C2051、89S51等； Philips、華邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的許多產(chǎn)品(chnpn) 。 8X51并不限于Intel公司的產(chǎn)品，反而以其他廠商開(kāi)發(fā)的兼容芯片為主。 80C51是MCS-51系列中的一個(gè)典型品種；其它廠商以8051為基核開(kāi)發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當(dāng)前常用的80C51系列單片機(jī)主要

8、產(chǎn)品有：共一百零四頁(yè)補(bǔ)充：關(guān)于型號(hào)的介紹，如STC89C52RC 40C-PDIP 0721CV4336STC: 公司 89：系列 C:CMOS E: LE: 51：1”代表內(nèi)部程序存儲(chǔ)器大小，1X4=4K，2X4=8k40：晶振的最高頻率C:商業(yè)級(jí) I：工業(yè)級(jí) PDIP：雙列直插式 TQFP，0721:07年第21周生產(chǎn) AT89C51 ：必須有編程器AT89S51：支持串行下載(xi zi)AT89LV52：低電壓（3V）問(wèn)題：芯片的工作溫度等級(jí)有哪幾種？它們各自的溫度范圍是多少？共一百零四頁(yè) 8X51雖然(surn)有許多不同的廠商開(kāi)發(fā)了各自不同的兼容芯片，但其基本結(jié)構(gòu)沒(méi)有多大的變動(dòng)，如

9、下圖為8X51的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。 程序(chngx)存儲(chǔ)器ROM：內(nèi)部4K（8K），外部最多可擴(kuò)展至64K。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM：內(nèi)部128B（256B），外部最多可擴(kuò)展至64K。 4組可位尋址的8位輸入/輸出端口，即P0，P1，P2和P3口。 8X51為8位微控制器，8位指微控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線或寄存器一次處理數(shù)據(jù)的寬度。 通常存儲(chǔ)器的操作以字節(jié)（B）為單位，“可位尋址”是存取存儲(chǔ)器（memory）、寄存器（register）或輸入/輸出端口（port）時(shí)，可指定其中的一位。共一百零四頁(yè) 總線（BUS）是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道(tngdo)。微機(jī)中有內(nèi)部總線和外部總線兩類(lèi)。內(nèi)部總線是CPU

10、內(nèi)部之間的連線。外部總線是指CPU與其它部件之間的連線。 外部總線有三種: 數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）, 地址總線 AB（Address Bus）和控制總線 CB（Control Bus）。CPU：由運(yùn)算和控制邏輯(lu j)組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在計(jì)數(shù)模式；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行

11、I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機(jī)型號(hào)及性能。共一百零四頁(yè)80C51的封裝與引腳 89C51的封裝方式有三種，除了這3種，89S51還有一種PDIP42的封裝。QFP封裝 89C51/89S51的PQFP或TQFP（Thin Plastic gull wing quad flat pack）封裝為44腳表貼式封裝。 PQFP(Plastic Quad Flat Package，塑料方塊平面封裝)一種芯片封裝形式。PQFP封裝的芯片的四周均有引腳，其引腳總數(shù)一般都在100以上，而且引腳之間距離很

12、小，管腳也很細(xì)，一般大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路采用這種封裝形式。用這種形式封裝的芯片必須采用SMT(Surface Mount Technology，表面組裝技術(shù))將芯片邊上的引腳與主板焊接起來(lái)。采用SMT安裝的芯片不必在主板上打孔，一般在主板表面上有設(shè)計(jì)好的相應(yīng)管腳 的焊點(diǎn)。將芯片各腳對(duì)準(zhǔn)(du zhn)相應(yīng)的焊點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)與主板的焊接。PQFP封裝適用于SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線，適合高頻使用，它具有操作方便、可靠性高、工藝成熟、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。 共一百零四頁(yè) 但是，PQFP封裝的缺點(diǎn)也很明顯，由于芯片邊長(zhǎng)有限，使得PQFP封裝方式的引腳數(shù)量無(wú)法增加，從而限制了圖形加速芯片的發(fā)展。

13、平行針腳也是阻礙PQFP封裝繼續(xù)發(fā)展的絆腳石，由于平行針腳在傳輸高頻信號(hào)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的電容，進(jìn)而產(chǎn)生高頻的噪聲信號(hào)，再加上長(zhǎng)長(zhǎng)的針腳很容易吸收這種干擾噪音，就如同收音機(jī)的天線一樣，幾百根“天線”之間互相干擾，使得PQFP封裝的芯片很難工作在較高頻率下。此 外，PQFP封裝的芯片面積/封裝面積比過(guò)小，也限制了PQFP封裝的發(fā)展。90年代后期，隨著B(niǎo)GA技術(shù)的不斷成熟，PQFP終于被市場(chǎng)淘汰。 TQFP(thin quad flat package,即薄塑封四角扁平封裝)薄四方扁平封裝低成本，低高度引線框封裝方案。薄四方扁平封裝對(duì)中等性能、低引線數(shù)量要求的應(yīng)用場(chǎng)合而言是最有效的封裝方案，且可以得到

14、一個(gè)(y )輕質(zhì)量的不引人注意的封裝,TQFP系列支持寬泛范圍的印模尺寸和引腳數(shù)量，尺寸范圍從7mm到28mm，引線數(shù)量從32到256。共一百零四頁(yè)P(yáng)LCC封裝 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier),帶引線的塑料芯片載體。表面貼裝型封裝之一,外形呈正方形,32腳封裝,引腳從封裝的四個(gè)側(cè)面引出,呈丁字形,是塑料制品,外形尺寸比DIP封裝小得多。PLCC封裝適合用SMT表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線,具有外形尺寸小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 LCC 封裝（見(jiàn)圖）的形式是為了針對(duì)(zhndu)無(wú)針腳芯片封裝設(shè)計(jì)的，這種封裝采用貼片式封裝，它的引腳在芯片邊緣向內(nèi)彎曲，緊貼芯片，減

15、小了安裝體積。但是這種芯片 的缺點(diǎn)是使用時(shí)調(diào)試和焊接都非常麻煩， 一般設(shè)計(jì)時(shí)都不直接焊接到印制線路板上，而是使用PGA封裝的結(jié)構(gòu)的引腳轉(zhuǎn)換座焊接到印制線路板上，再將LCC封裝的芯片安裝到引腳轉(zhuǎn)換座的LCC結(jié)構(gòu)形式的安裝槽中，這樣的芯片就可隨時(shí)拆卸，便于調(diào)試。 1、采用狹間距以實(shí)現(xiàn)小型化,以往的塑料或陶瓷封裝LCC的最小間距為1.27mm，當(dāng)引腳較多時(shí)，其外形非常大，因此實(shí)用價(jià)值較低。這次實(shí)現(xiàn)了0.8和0.65mm間距，所以其外形比通常QFP的減小約1/2，達(dá)到了小型化目標(biāo)。 2、能進(jìn)行紅外回流焊接。 采用紅外回流焊時(shí)，能匯總焊接，所以批量生產(chǎn)效率高。但是，若使用與其它薄型QFP相同的保管條件，

16、回流焊前則必須進(jìn)行烘焙處理。3、安裝容易 ,一般QFP和特狹間距QFP的引線容易變形，由于引線彎曲和浮動(dòng)等，容易發(fā)生焊接不良現(xiàn)象。另外，焊錫修正作業(yè)也不容易。LCC則與之相反，由于使用了無(wú)引線結(jié)構(gòu)，所以焊接不良現(xiàn)象很少發(fā)生，修正作業(yè)也較容易。共一百零四頁(yè)直插式封裝PDIP PDIP（Plastic Dual In-Line Package）譯為塑料雙列直插式封裝，芯片封裝的形式之一。 70年代流行的是雙列直插封裝，簡(jiǎn)稱DIP(Dual In-line Package)。DIP封裝結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn): 1. 適合PCB的穿孔安裝; 2. 比TO型封裝易于對(duì)PCB布線; 3. 操作方便。 DIP封裝

17、結(jié)構(gòu)形式有:多層陶瓷雙列直插式DIP，單層陶瓷雙列直插式DIP，引線框架式DIP(含玻璃陶瓷封接式，塑料包封結(jié)構(gòu)式，陶瓷低熔玻璃封裝式)。 衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1越好。以 采用(ciyng)40根I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝(PDIP)的 CPU為例，其芯片面積/封裝面積=33/15.2450=1：86,離1相差很遠(yuǎn)。不難看出，這種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大，說(shuō)明封裝效率很低，占去了很 多有效安裝面積。 Intel公司這期間的CPU如8086、80286都采用(ciyng)PDIP封裝。共一百零四頁(yè)共一百零四頁(yè)總線(zn xin)型非總線(

18、zn xin)型共一百零四頁(yè)電源引腳 Vcc（40腳）：典型值5V。 Vss（20腳）：接低電平。輸入/輸出端口 P0口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。 P1口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。 P2口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。P3口：I/O雙向口。作輸入口時(shí)，應(yīng)先軟件置“ 1”。時(shí)鐘信號(hào)引腳 XTAL1、XTAL2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，XTAL2接振蕩信號(hào)，XTAL1接地?？刂埔_ RST/Vpd、ALE/-PROG、/PSEN、/EA/Vpp組成了MSC-51的控制總線(zn xin)RST/Vpd（9腳）：復(fù)位信號(hào)

19、輸入端（高電平有效）。 第二功能：加+5V備用電源，可以實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)RAM信息不丟失。ALE/-PROG(30腳）：地址鎖存信號(hào)輸出端。 第二功能：編程脈沖輸入。/PSEN（29腳）：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。/EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲(chǔ)器使能端，接地選擇外部程序存儲(chǔ)器。 第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。共一百零四頁(yè)P(yáng)3第二功能各引腳功能定義：P3.0：RXD串行口輸入P3.1：TXD串行口輸出P3.2：INT0外部中斷0輸入P3.3：INT1外部中斷1輸入P3.4：T0定時(shí)器0外部輸入P3.5：T1定時(shí)器1外部輸入P3.6：WR外部寫(xiě)控制P3.7：RD外部讀控制共一百零四頁(yè)電

20、源電路(dinl)時(shí)鐘電路復(fù)位電路80C51的基本(jbn)電路共一百零四頁(yè)MCS-51（Micro Controller System）系列分為51和52兩個(gè)大系列。根據(jù)芯片內(nèi)ROM來(lái)區(qū)分，MCS-51可分為無(wú)ROM型（8031/8032）、Mask ROM型（8051/8052）、EPROM型（8751/8752）、及EEPROM型（89C51/89C52、89S51/89S52）。ATMEL的51系列 89C51 89S51位數(shù) 8 8工作頻率 0-24MHz 0-33MHzROM 4KB/8KB 4KB/8KBRAM 128B/256B 128B/256BI/O 4個(gè)8位 4個(gè)8位定時(shí)

21、/計(jì)數(shù)器 2/3個(gè)16位 2/3個(gè)16位Watchdog Timer 無(wú) 14位看門(mén)狗計(jì)數(shù)器中斷源 5/6個(gè) 6/8個(gè)串行口 一個(gè)全雙工UART 一個(gè)全雙工UART節(jié)電方式(fngsh) Idl方式(fngsh)及Power-down Idl方式(fngsh)及Power-down數(shù)據(jù)指針寄存器 一組16位數(shù)據(jù)指針寄存器 兩組16位數(shù)據(jù)指針寄存器MCS-51系列(xli)共一百零四頁(yè)89C51停產(chǎn)了，但其核心仍存在于89S51及許多89C51的增強(qiáng)版本中，如： AT89C51RC具有32KB程序存儲(chǔ)器、512B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、WDT等，除存儲(chǔ)器增加，其他與89S51相同。 AT89C51CC001

22、、AT89C51CC002、AT89C51CC003等以89C51為核心，并擴(kuò)展(kuzhn)外圍設(shè)備，除配置更多的存儲(chǔ)器，更增加了10的ADC、CAN控制器等，而其重復(fù)數(shù)據(jù)擦寫(xiě)更可達(dá)10萬(wàn)次。共一百零四頁(yè)很多初學(xué)51單片機(jī)的同學(xué)會(huì)有這樣的問(wèn)題： AT89S51是什么?書(shū)上和網(wǎng)絡(luò)教程上可都是8051，89C51等！沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)有89S51？ 這里，初學(xué)者要澄清單片機(jī)實(shí)際使用方面的一個(gè)產(chǎn)品概念，MCS-51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有8031（內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面

23、已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在，MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如(br)目前流行的89S51、89C51等），各高校及專(zhuān)業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍以MCS-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。 有些文獻(xiàn)甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機(jī)，8051是早期的最典型的代表，由于MCS-51單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說(shuō)MCS-51內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)8位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。其他的公司的51單片機(jī)產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89

24、S51，PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說(shuō)的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫(xiě)1000次）存儲(chǔ)器取代了原來(lái)的ROM（一次性寫(xiě)入），AT89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。共一百零四頁(yè) 不過(guò)在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為

25、了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的Atmel目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競(jìng)爭(zhēng)力。89SXX可以(ky)像下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場(chǎng)上見(jiàn)到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫(kù)存。如果市場(chǎng)需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：-新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比89C51更低！-ISP在線編程功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫(xiě)單片

26、機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。-最高工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率是24M，就是說(shuō)S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。-具有雙工UART串行通道。共一百零四頁(yè)-內(nèi)部集成看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，不再需要89C那樣外接看門(mén)狗計(jì)時(shí)器單元(dnyun)電路。-雙數(shù)據(jù)指示器。-電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。-全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的破解變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。-兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說(shuō)所有教科書(shū)、網(wǎng)絡(luò)教程上的程

27、序（不論教科書(shū)上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。比較結(jié)果：就如同INTEL的P3向P4升級(jí)一樣，雖然都可以跑Windows98，不過(guò)速度是不同的。從AT89C51升級(jí)到AT89S51,也是同理。和S51比起來(lái)，C51就要遜色一些，實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)方面技術(shù)的進(jìn)步是永遠(yuǎn)向前的。下面是初學(xué)同學(xué)對(duì)51系列的選型的常見(jiàn)問(wèn)題：共一百零四頁(yè)1問(wèn)：請(qǐng)問(wèn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)51系列單片機(jī)應(yīng)該選擇AT89C51還是89S51？答：89C51和89S51內(nèi)核相同，89S51針對(duì)89C51的明顯的幾個(gè)升級(jí)如下1.程序存儲(chǔ)器寫(xiě)入方式：二者的寫(xiě)入程序的方式

28、不同，89C51只支持并行寫(xiě)入，同時(shí)需要VPP燒寫(xiě)高壓。89S51則支持ISP在線可編程寫(xiě)入技術(shù)！串行寫(xiě)入、速度更快、穩(wěn)定性更好，燒寫(xiě)電壓也僅僅需要45V即可。2.電源范圍：89S5*電源范圍寬達(dá)45.5V，而89C5*系列在低于4.8V和高于5.3V的時(shí)候則無(wú)法正常(zhngchng)工作。3.工作頻率：目前89S1*的性能遠(yuǎn)高于89C5*,89S5*系列支持最高高33MHZ的工作頻率，而89C51工作頻率范圍最高只支持到24M。4.市場(chǎng)價(jià)格：由于89C51已經(jīng)全面停產(chǎn),所以在市場(chǎng)價(jià)格方面，庫(kù)存的89C5*的批發(fā)價(jià)格要比89S5*貴將近一倍！5.兼容型：89S5*向下兼容89C5*，就是說(shuō)用

29、89S5*可以替代89C5*使用，同樣的程序，運(yùn)行結(jié)果相同。就是說(shuō)89S5*也同樣兼容目前所有的教科書(shū)范例程序。6.加密功能：89S5*系列全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的破解變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。7.抗干擾性：內(nèi)部集成看門(mén)狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門(mén)狗計(jì)時(shí)器單元電路。8.燒寫(xiě)壽命更長(zhǎng)：89S5*標(biāo)稱的1000次，實(shí)際最少是1000次10000次，這樣更有利初學(xué)者反復(fù)燒寫(xiě)，減低學(xué)習(xí)成本。綜合上面的一些區(qū)別，個(gè)人認(rèn)為89C51的停止使用只是時(shí)間問(wèn)題而已，就象當(dāng)年的8031。共一百零四頁(yè)2問(wèn)：采用89C2051開(kāi)發(fā)制造產(chǎn)品是不是

30、要比用89S51更好？因?yàn)?051看起來(lái)體積比較小。答：這個(gè)問(wèn)題并不能一概而論(y gi r ln)，主要的區(qū)別如下：1.功能差別：因?yàn)?051不是標(biāo)準(zhǔn)的51內(nèi)核，所以205*的程序不能直接移植到51上。由于205*是精簡(jiǎn)型，所以P口變得很少，這樣一來(lái)就只能用來(lái)做一些小的簡(jiǎn)單產(chǎn)品，可利用資源比較緊張。實(shí)際上，做產(chǎn)品的話用205*是不一定(ydng)合算的，除非是非常簡(jiǎn)單的產(chǎn)品。2.市場(chǎng)價(jià)格：由于89C2051的產(chǎn)量不是非常大,所以市場(chǎng)價(jià)格方面89C2051的批發(fā)價(jià)格和89S51比較接近！相對(duì)性能價(jià)格比就比較低。3.產(chǎn)品體積：除非對(duì)產(chǎn)品的體積有苛刻的要求，否則二者的PCB面積相差不多，因?yàn)?0腳

31、的51芯片也有PLCC44小體積封裝。共一百零四頁(yè)MCS-51的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)(jigu)）（外部K64RAM 數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器 程序存儲(chǔ)器共一百零四頁(yè)除了無(wú)ROM型的8031及8032,MCS-51的存儲(chǔ)器包括(boku)程序存儲(chǔ)器(ROM)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)兩部分。物理上分為：4個(gè)空間，即片內(nèi)ROM、片外ROM 片內(nèi)RAM、片外RAM邏輯(lu j)上分為: 3個(gè)空間， 即程序內(nèi)存（片內(nèi)、外）統(tǒng)一編址 MOVC 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片內(nèi)） MOV 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（片外） MOVX共一百零四頁(yè)程序存儲(chǔ)器 是存放程序的位置，CPU自動(dòng)從其中讀取所要執(zhí)行的指令代碼。尋址范圍：0000H FFFFH 容量

32、(rngling)64KB，即地址長(zhǎng)度：16位 。51單片機(jī)可選擇使用內(nèi)部或外部程序存儲(chǔ)器。 ，尋址內(nèi)部ROM； ，尋址外部ROM。 當(dāng)PC值超過(guò)片內(nèi)ROM容量時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向(zhunxing)外部存儲(chǔ)器空間。8031單片機(jī)接低電平。作用： 存放程序及程序運(yùn)行時(shí)所需的常數(shù)。共一百零四頁(yè)七個(gè)具有特殊(tsh)含義的單元是： 0000H 系統(tǒng)復(fù)位，PC指向(zh xin)此處； 0003H 外部中斷0入口 000BH T0溢出中斷入口 0013H 外中斷1入口 001BH T1溢出中斷入口 0023H 串口中斷入口 002BH T2溢出中斷入口（52子系列） 共一百零四頁(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)(shj)存儲(chǔ)器物理

33、上分為兩大區(qū)域：00H 7FH即128B內(nèi)RAM區(qū) 80H FFH即SFR區(qū)。R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7即可位尋址，又可字節(jié)(z ji)尋址數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、堆棧區(qū)、工作單元共一百零四頁(yè)位尋址區(qū)（20H2FH）16個(gè)字節(jié)(z ji)。16*8=128位，每一位都有一個(gè)位地址，范圍為：00H7FH，位地址區(qū)也可作為一般RAM使用。位尋址區(qū)單元(dnyun)地址位地址2FH2EH21H20H7AH71H79H70H78H77H7FH74H7CH73H7BH72H75H7DH76H7EH0AH01H09H00H08H07H0FH04H0CH03H0BH02H05H0DH06H0EH共一

34、百零四頁(yè)MCS-51單片機(jī)內(nèi)共有22個(gè)特殊功能寄存器，包括PC及SFR。PC為程序計(jì)數(shù)器。它是一個(gè)雙字節(jié)寄存器,尋址范圍為: 0000H FFFFH，即0 64KB。SFR為特殊功能寄存器。其尋址空間：80H FFH 其中，51子系列有18個(gè)寄存器，占有21個(gè)字節(jié)； 52子系列有21個(gè)寄存器，占有26個(gè)字節(jié)。SFR寄存器就是8X51/52內(nèi)部結(jié)構(gòu)，若以匯編語(yǔ)言編程時(shí)，必須熟練掌握；若以C語(yǔ)言編程就不那么重要(zhngyo)，其位置的聲明放置在Keil C所提供的“reg51.h”頭文件里。 51子系列SFR的地址分配及位地址見(jiàn)下頁(yè)表：特殊(tsh)功能寄存器共一百零四頁(yè) 寄存器 位地址/位定義

35、 地址 F7 F6 F5 F4 F3 F2 F1 F0 B F0H E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 ACC E0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW CY AC F0 RS1 RS0 OV / P D0H BF BE BD BC BB BA B9 B8 IP B8H B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0 B0H IE A8H A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 P2 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A0H

36、 SBUF 99H 共一百零四頁(yè)共一百零四頁(yè) 注意：1、表中共有4個(gè)雙字節(jié)(z ji)寄存器(52子系列5個(gè)）。2、PC也為雙字節(jié)寄存器，但是不在80H FFH 范圍內(nèi)。 3、表中，凡地址能被8整除的寄存器都是可位尋址的寄存器。各寄存器的名稱：1、算術(shù)運(yùn)算寄存器（1）ACC累加器,又稱A寄存器，其地址0E0H，它提供CPU主要運(yùn)行的數(shù)據(jù)。（2）BB寄存器，主要配合A寄存器進(jìn)行乘、除法運(yùn)算用。乘法(chngf)時(shí)，乘數(shù)放在B寄存器，結(jié)果的高八位放在B寄存器；除法時(shí)，除數(shù)在B寄存器，結(jié)果的余數(shù)放在B寄存器。（3）PSW程序狀態(tài)字寄存器：包含程序運(yùn)行狀態(tài)、信息。 地址0D0H。 P RS0RS1OV

37、 F0 AC CY 共一百零四頁(yè)CY 進(jìn)位/借位標(biāo)志,進(jìn)行加法（減法）運(yùn)算時(shí)，若最左邊位(MSB，即BIT7）產(chǎn)生進(jìn)位（借位）時(shí)，CY=1；位累加器。AC 輔助進(jìn)/借位標(biāo)志，進(jìn)行加法（減法）運(yùn)算時(shí)，若BIT3產(chǎn)生進(jìn)位（借位）時(shí)，AC=1 ；用于十進(jìn)制調(diào)整(tiozhng)。F0 用戶定義標(biāo)志位；軟件置位/清零。OV 溢出標(biāo)志，進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算時(shí)，若發(fā)生溢出，則OV=1；硬件置位/清零。P 奇偶校驗(yàn)標(biāo)志；8051采用偶校驗(yàn)，ACC中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù) 則P = 1；否則 P = 0。RS1、RS0 寄存器區(qū)選擇控制位。 0 0 ： 0區(qū) R0 R7 0 1 ： 1區(qū) R0 R7 1 0 ： 2區(qū) R0

38、R7 1 1 ： 3區(qū) R0 R7 共一百零四頁(yè)2、指針寄存器（1）程序計(jì)數(shù)器PC 指明即將執(zhí)行的下一條指令的地址(程序存儲(chǔ)器地址)，在物理上獨(dú)立，復(fù)位時(shí)PC = 0000H。（2）堆棧指針SP 地址81H 指明棧頂元素的地址，8位，可軟件設(shè)置初值，復(fù)位時(shí)SP = 07H。（3）數(shù)據(jù)指針DPTR 89C51有一組16位的數(shù)據(jù)指針寄存器，這組數(shù)據(jù)指針寄存器由DPL、DPH兩個(gè)8位的數(shù)據(jù)指針寄存器組成。89S51有兩組16位數(shù)據(jù)指針寄存器，DP0L、DP0H，DP1L、DP1H，地址82H、83H、84H、85H。若以匯編編寫(xiě)程序，DPTR是查表法必備的寄存器。使用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序時(shí)，就不太需要直接

39、控制這個(gè)寄存器。 DPTR；指明訪問(wèn)(fngwn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單元地址，16位，尋址范圍64KB。 DPTR = DPH + DPL，也可單獨(dú)使用。 共一百零四頁(yè)3、并行輸入/輸出端口 寄存器P0、P1、P2、P3實(shí)為相應(yīng)端口鎖存器，地址(dzh)分別為80H、90H、0A0H及0B0H。4、串行輸入/輸出端口（1）串行數(shù)據(jù)緩沖器 SBUF 是物理上獨(dú)立的兩個(gè)寄存器，共同使用一個(gè)地址（99H）。（2）串行控制/狀態(tài)寄存器SCON 地址98H 控制監(jiān)視串行口的工作狀態(tài)（3）電源控制寄存器PCON 地址87H 控制單片機(jī)的低功耗工作方式及波特率選擇。 共一百零四頁(yè)5、中斷系統(tǒng)（1）中斷優(yōu)先級(jí)寄存

40、器IP（地址0B8H）：2級(jí)優(yōu)先，可軟件設(shè)定（2）中斷允許(ynx)寄存器IE（地址0A8H）6、定時(shí)/計(jì)數(shù)器（1）定時(shí)器方式寄存器：TMOD（地址89H）（2）定時(shí)器控制寄存器：TCON（地址88H）、T2CON（3）計(jì)數(shù)寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1；TL2、TH2。可用于設(shè)定計(jì)數(shù)初值。7、AUXR 為89S51新增的輔助寄存器，其地址為8EH，其內(nèi)容說(shuō)明如下：共一百零四頁(yè) 7 6 5 4 3 2 1 0 WDIDLE DISRTO DISALEWDIDLE: 該位設(shè)置在待機(jī)方式下，是否啟用看門(mén)狗。DISRTO: 該位設(shè)置是否輸出(shch)復(fù)位信號(hào)。DISALE: 該位設(shè)置是否啟

41、用ALE信號(hào)。8、AUXR1 為89S51新增的輔助寄存器，其地址為0A2H，其內(nèi)容說(shuō)明如下： DPS: 該位是選擇數(shù)據(jù)指針寄存器。9、WDTRST 為89S51新增的看門(mén)狗定時(shí)器復(fù)位寄存器，地址0A6H。共一百零四頁(yè)位尋址空間（1）內(nèi)部RAM 20H 2FH共16個(gè)單元可按位尋 址128位。（2）SFR 80H FFH 51子系列，有11個(gè)寄存 器，83位；52子系列，有12個(gè)寄存器，93位。外部(wib)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （1）容量最大擴(kuò)展到64KB （2）尋址范圍：0000H FFFFH （3）尋址方式：間接尋址可用R0，R1，DPTR 共一百零四頁(yè)存儲(chǔ)器小結(jié)(xioji)ROMEA=1EA=

42、01000H0FFFH片內(nèi)片外程序(chngx)存儲(chǔ)器片內(nèi)RAM片內(nèi)RAM(52子系列)SFRRAMI/O00H7FH80H0FFH80H0FFH0000H0FFFFH片內(nèi)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寄間或直接尋址寄間尋址直接尋址DPTR尋址DPTR或Ri尋址共一百零四頁(yè)關(guān)于(guny)堆棧堆棧是一種(y zhn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即一個(gè)線性表格，這一表格允許在一端進(jìn)行數(shù)據(jù)插入和數(shù)據(jù)刪除（讀出）。常常稱為入棧（PUSH）和出棧（POP）操作。堆棧的特點(diǎn)：LIFO（Last-In First-Out）1、堆棧的功能在程序調(diào)用和中斷操作時(shí)，保護(hù)斷點(diǎn)和保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)2、堆棧的開(kāi)辟開(kāi)辟在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，操作速度快，但容量有限共一

43、百零四頁(yè)3、堆棧(duzhn)指示器SP為堆棧指針(zhzhn)，8位二進(jìn)制數(shù)，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)為07H4、堆棧類(lèi)型向上生長(zhǎng)型進(jìn)棧：SP+1寫(xiě)入數(shù)據(jù)出棧：讀出數(shù)據(jù)SP-15、堆棧使用方式自動(dòng)方式：調(diào)子程序和中斷時(shí)斷點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)棧和出棧指令方式：PUSH和POP，現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)共一百零四頁(yè) 時(shí)鐘的基本概念 啟動(dòng)單片機(jī)后，指令執(zhí)行(zhxng)順序： 取指令 分析(fnx) 執(zhí)行 CPU時(shí)序共一百零四頁(yè)一個(gè)機(jī)器周期單字節(jié)單周期指令例：INC AALEP1P2P1P2共一百零四頁(yè) 以上是單周期(zhuq)單字節(jié)指令在執(zhí)行過(guò)程中ALE脈沖、取指操作、執(zhí)行操作等在時(shí)間上的先后關(guān)系。時(shí)序的定義： 單片機(jī)內(nèi)的各種

44、操作都是在一系列脈沖控制下進(jìn)行的，而各脈沖在時(shí)間上是有先后順序的，這種順序就稱為時(shí)序。 指令周期：即從取指到執(zhí)行完，所需時(shí)間。 不同機(jī)器指令周期不一樣；即使相同機(jī)器，不同的指令其指令 周期也不一樣。 機(jī)器周期：機(jī)器的基本操作周期。一個(gè)指令周期含若干機(jī)器周 期（單、雙、四周期）共一百零四頁(yè) 每個(gè)狀態(tài)周期含兩個(gè)振蕩周期，即相位P1、P2。 振蕩周期：由振蕩時(shí)鐘產(chǎn)生。 振蕩周期Tosc = 1/fosc 一個(gè)機(jī)器(j q)周期 = 12個(gè)振蕩周期 = 121/fosc 。 例如，若fosc = 12MHz，則一個(gè)機(jī)器周期 = 1s。狀態(tài)周期：一個(gè)(y )機(jī)器周期分6個(gè)狀態(tài)周期Si共一百零四頁(yè)單字節(jié)雙

45、周期(zhuq)指令例：INC DPTRALE單字節(jié)單周期(zhuq)指令例：INC A雙字節(jié)單周期指令例：ADD A,DATA共一百零四頁(yè) 當(dāng)ALE（ALE信號(hào)為振蕩頻率6分頻）正跳變時(shí)，對(duì)應(yīng)單片機(jī)進(jìn)行一次讀指令操作。一個(gè)(y )機(jī)器周期二次出現(xiàn)，在S1P2和S2P1及S4P2和S5P1期間。有效寬度為一個(gè)狀態(tài)。（1）單字節(jié)單周期指令：INC A 只需進(jìn)行一次讀指令操作（指令只有一個(gè)字節(jié)），當(dāng)?shù)诙€(gè)ALE有效(yuxio)時(shí)，由于PC沒(méi)有加1，讀出的還是原指令。屬于一次無(wú)效操作。（2）雙字節(jié)單周期指令：ADD A，#data ALE兩次讀操作都有效，第一次讀操作碼（指令第一字節(jié)），第二次讀立

46、即數(shù)（指令第二字節(jié)）。共一百零四頁(yè) 時(shí)鐘的產(chǎn)生： XTAL1（19）、XTAL（18）。 1、內(nèi)部方式 與作為(zuwi)反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起組成 一個(gè)自激振蕩器。 2、外部方式 CMOS工藝的8031，其XTAL1接外信號(hào)；XTAL2 可懸空。HMOS工藝的8031，其XTAL2接外信號(hào)； XTAL1接地。 共一百零四頁(yè)并行(bngxng)I / O 端口 四個(gè)端口、雙向、每個(gè)口包含一個(gè)(y )鎖存器、一個(gè)(y )輸出驅(qū)動(dòng)器和二個(gè)輸入緩沖器。一、P0口1、結(jié)構(gòu) P0口電路圖如下圖 P0口：地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口共一百零四頁(yè)2、通用I / O口1）讀（端口外數(shù)據(jù) 內(nèi)部寄存器）方式1（讀

47、鎖存器） Q G2 D 內(nèi)部總線, 適于“讀修改(xigi)寫(xiě)”方式2（讀引腳）：P0.x G1 D 內(nèi)部總線。作為通用I / O使用， 是一個(gè)準(zhǔn)雙向口：“在輸入數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)先把口置1，使兩個(gè)FET都截止，引腳處于懸浮狀態(tài)，可作高阻抗輸入”2）寫(xiě)（片內(nèi)數(shù)據(jù) 端口） 數(shù)據(jù) 鎖存 MUX P0.x 共一百零四頁(yè)3）地址(dzh)/數(shù)據(jù)總線口控制MUX寫(xiě)：地址/數(shù)據(jù)為1，P0 x 高 地址/數(shù)據(jù)為0，P0 x 低讀：經(jīng)緩沖器G1讀入 4)負(fù)載(fzi)能力可帶8個(gè)TTL輸入，驅(qū)動(dòng)NMOS時(shí)，接上拉電阻。 總結(jié)特點(diǎn)：（1）P0口可作通用I / O口使用，又可作地址/數(shù)據(jù)總線口；（2）P0既可按字節(jié)尋址，又

48、可按位尋址；（3）P0作為輸入口使用時(shí)：是準(zhǔn)雙向口；（4）作通用I / O 口輸出時(shí)：是開(kāi)漏輸出；（5）作地址/數(shù)據(jù)總線口時(shí)，P0是一真正雙向口，而作通 用I / O口時(shí)，只是一個(gè)準(zhǔn)雙向口。 共一百零四頁(yè)二、P1口1、結(jié)構(gòu)(jigu)：只能作I / O口用，且是一個(gè)準(zhǔn)雙向口。內(nèi)部已有上拉電阻，不是(b shi)開(kāi)漏輸出口。2、特點(diǎn)：（1）無(wú)地址/數(shù)據(jù)口功能（2）可按字節(jié)尋址，也可按位尋址（3）作I / O輸入口時(shí)：是一準(zhǔn)雙向口，不是開(kāi)漏輸出。 共一百零四頁(yè)三、P2口1、結(jié)構(gòu)(jigu) 2、特點(diǎn)：（1）當(dāng)P2口作為(zuwi)通用I / O時(shí)，是一準(zhǔn)雙向口。（2）從P2口輸入數(shù)據(jù)時(shí)，先向鎖存器

49、寫(xiě)“1”。（3）可位尋址，也可按字節(jié)尋址（4）可輸出地址高8位。 共一百零四頁(yè)四、P3口1、結(jié)構(gòu)(jigu)2、特點(diǎn)：（1）作通用I / O時(shí)，“選擇輸出功能”應(yīng)保持高電平，（2）工作(gngzu)于第二功能時(shí)，該位鎖存器應(yīng)置1，（3）作輸入口時(shí)，輸出鎖存器和選擇輸出功能端都應(yīng)置1（4）第二功能專(zhuān)用輸入，取自輸入通道第一緩沖器 （G1）輸出端，通用輸入信號(hào)取自“讀引腳”。 共一百零四頁(yè)小結(jié)：1、P0口：地址低8位與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用端口，2、P1口：按位可編址的輸入輸出端口，3、P2口：地址高8位輸出口4、P3口：雙功能口。若不用第二功能，也可作通用(tngyng)I / O 口。5、按三總線劃分

50、： 地址(dzh)線：P0低八位地址，P2高八位地址；數(shù)據(jù)線：P0輸入輸出8位數(shù)據(jù)；控制線：P3口的8位加上/PSEN、ALE共同完成 控制總線。共一百零四頁(yè)MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展(kuzhn)一、MCS-51單片機(jī)最小系統(tǒng)(xtng)對(duì)于片內(nèi)有ROM型單片機(jī)，其自身可以構(gòu)成最小系統(tǒng) 該系統(tǒng)的資源如下： 4KB ROM，256B RAM； 五源中斷系統(tǒng)； 兩個(gè)十六位加一定時(shí) / 計(jì)數(shù)器； 一個(gè)全雙工串行UART； 四個(gè)并行I / O口。二、8031硬件最小系統(tǒng) 8031單片機(jī)片內(nèi)無(wú)ROM，若要正常工作，必需外配ROM。外接ROM后，P3口、P2口、P0口均被占用只剩下P1口作I / O口

51、用，其它功能不變。 共一百零四頁(yè)圖中：/OE 三態(tài)門(mén)控制(kngzh)端 /CE 片選信號(hào) 單片機(jī)內(nèi)資源少，容量小，在進(jìn)行(jnxng)較復(fù)雜過(guò)程的控制時(shí)，它自身的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。為此，應(yīng)擴(kuò)展其功能。 MCS-51單片機(jī)的擴(kuò)展性能較強(qiáng)，根據(jù)需要， 可擴(kuò)展：ROM、RAM； 定時(shí) / 計(jì)數(shù)器； 并行I / O口、串行口； 中斷系統(tǒng)擴(kuò)展等。共一百零四頁(yè)一、系統(tǒng)擴(kuò)展(kuzhn)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)擴(kuò)展(kuzhn)及結(jié)構(gòu)單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器I/O接口I/O接口ABDBCB共一百零四頁(yè)三總線(zn xin)的概念:地址總線 AB（Address Bus） P0口提供（A7 A0）； P2口提供（A1

52、5 A8），共16位。數(shù)據(jù)總線 DB（Data Bus）P0口提供（D7 D0），共8位?？刂瓶偩€ CB（Control Bus）ALE 、 、 、 、 等。二、系統(tǒng)總線(zn xin)及總線(zn xin)構(gòu)造總線構(gòu)造：8051PSENRDWRP2ALE鎖存器EAP0控制線高8位地址線低8位地址線數(shù)據(jù)線沒(méi)有提供專(zhuān)用的地址線和數(shù)據(jù)線，采用I/O口線復(fù)用，組成應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)I/O口線進(jìn)行改造后才能使用共一百零四頁(yè)以P0口的8位口線作地址/數(shù)據(jù)線 低8位地址 8位數(shù)據(jù)線 用74LS273或74LS373作低8位地址鎖存器，ALE作鎖存信號(hào) P0口的八位線也承擔(dān)數(shù)據(jù)線，此時(shí)不用外接上拉電阻地址數(shù)據(jù)

53、復(fù)用2 以P2口的8位口線作高位地址線 P2口的全部8位口線和P0口的8位口線形成(xngchng)16位地址線 實(shí)際系統(tǒng)中需要幾位就從P2口引出幾條口線3 控制信號(hào) ALE 地址鎖存器的選通信號(hào)，鎖存低8位地址 PSEN 程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) EA 內(nèi)外程序存儲(chǔ)器的選擇信號(hào) RD 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O端口的讀選通信號(hào) WR 擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和I/O端口的寫(xiě)選通信號(hào)共一百零四頁(yè)關(guān)于(guny)單片機(jī)的串行擴(kuò)展技術(shù)上述擴(kuò)展屬于并行總線擴(kuò)展，近幾年，一些公司推出了非總線型單片機(jī)，具有SPI（Serial Periperal Interface）三線總線和I2C共用雙總線兩種串行總線形式，并配套推

54、出了串行的外圍接口芯片，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，芯片引腳減少，成本(chngbn)降低，大大增加了系統(tǒng)擴(kuò)展靈活性。共一百零四頁(yè)如前所述，為了擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，單片機(jī)芯片(xn pin)已經(jīng)作了預(yù)先的準(zhǔn)備存儲(chǔ)器的擴(kuò)展(kuzhn)及編址技術(shù)一、存儲(chǔ)器擴(kuò)展概述 1、51子系列片內(nèi)ROM只有4KB，片內(nèi)RAM也就只有128B單元，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)是不夠的，要另行擴(kuò)展2、擴(kuò)展外部ROM和外部RAM3、MCS51的擴(kuò)展空間ROM和RAM都是64KB共一百零四頁(yè)二、單片機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)(xtng) 515200H7FH80H0FFHSFR64KB0FFFFH0000H內(nèi)部RAM擴(kuò)展RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EA=10000H0F

55、FFH內(nèi)部ROMEA=01000H擴(kuò)展ROM64KB0FFFFH程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展部分對(duì)于(duy)沒(méi)有內(nèi)部ROM的芯片,擴(kuò)展ROM的地址從0000H開(kāi)始，對(duì)于有內(nèi)部ROM的芯片,擴(kuò)展ROM的地址從1000H開(kāi)始，擴(kuò)展RAM的地址都是從0000H開(kāi)始注意：共一百零四頁(yè)三、擴(kuò)展(kuzhn)存儲(chǔ)器編址技術(shù) 單片機(jī)與外部器件數(shù)據(jù)交換要遵循兩個(gè)重要(zhngyo)原則： 一是，地址唯一性，一個(gè)單元一個(gè)地址。 二是，同一時(shí)刻，CPU只能訪問(wèn)一個(gè)地址，即只能與一個(gè)單元交換數(shù) 據(jù)。 不交換時(shí)，外部器件處于鎖閉狀態(tài)，對(duì)總線呈浮空狀態(tài)。存儲(chǔ)器編址的兩個(gè)層次： 芯片的選擇和芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的編址芯片內(nèi)部存儲(chǔ)單元的編

56、址： 由芯片的譯碼電路完成，設(shè)計(jì)者只要把芯片的地址引腳與相應(yīng)的系統(tǒng)地址線直接連接即可，由低位地址來(lái)選擇芯片的選擇： 編址主要指芯片的選擇，由設(shè)計(jì)者完成。 為了芯片選擇需要，存儲(chǔ)芯片設(shè)有片選信號(hào)引腳，設(shè)計(jì)者 要研究如何產(chǎn)生片選信號(hào)，一般由高位地址來(lái)選擇共一百零四頁(yè)1 線選法 直接以系統(tǒng)的地址位作為存儲(chǔ)芯片的片選信號(hào)， 直接連接(linji)即可 特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單明了，無(wú)需增加電路； 存儲(chǔ)空間是斷續(xù)的2 譯碼法使用譯碼器對(duì)系統(tǒng)的高位地址進(jìn)行譯碼，其譯碼輸出作為存儲(chǔ)器的片選信號(hào)(xnho)，比較常用。譯碼器一般用74LS138。共一百零四頁(yè)MCS51程序(chngx)存儲(chǔ)器擴(kuò)展一、只讀存儲(chǔ)器概述(i s

57、h) 掩膜ROM（mask ROM） 編程由半導(dǎo)體制造廠家完成，制造完成后，用戶不能修改，適 于大批量、程序成熟的生產(chǎn)。PROM 一次可編程otpROM（One Time Programble）EPROM 電信號(hào)編程紫外線擦除，代表型號(hào)有Intel的27系列E2PROM 電信號(hào)編程電信號(hào)擦除，寫(xiě)入速度慢，2817A，28C17等f(wàn)lashROM 讀寫(xiě)速度快，28F256，28F516共一百零四頁(yè)二、ROM存儲(chǔ)器擴(kuò)展(kuzhn)芯片 2716芯片及工作(gngzu)方式2716123456789101112242322212019181716151413A7A6A5A4A3A2A1A0O7O6

58、O5O4O3O2O1O0GNDCE/PGMA10OEVPPA8A9VCC共一百零四頁(yè)三、程序(chngx)存儲(chǔ)器擴(kuò)展舉例 單片程序存儲(chǔ)器74LS373G。CEA9A10A8A7A0OE2716O7O0P2.7P2.2P2.1P2.0P0.7P0.0ALEPSEN80C51共一百零四頁(yè)存儲(chǔ)器地址(dzh)編碼（映像分析）EPROM2716：“16” 2K8b = 2KB 21210 = 211即2716有11根地址線。P2口沒(méi)用到的高位地址線假定為“0”：地址空間A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0最低地址：1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

59、0 0 0 0 1000H 最高地址: 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 87FFH MCS-51單片機(jī)尋址范圍：64KB 26210 = 216即16位地址線地址空間： A15A14A13A12A11A10A9A8A7A0 單片機(jī) 1 A10A9A8A7A0 2716 24 = 162KB共一百零四頁(yè)上式中：“”表示0或1。即單片機(jī)地址空間中包含(bohn)有16個(gè)2KB。芯片2716占據(jù)的是哪2KB不能確定地址浮動(dòng)。 也就是說(shuō)此片2716有16個(gè)映像區(qū):8000H87FFH,8800H8FFFH,9000H97FFH,9800H9FFFH,0A000H0A7FFH

60、,0A800H0AFFFH,多映像區(qū)的地址重疊是線選法造成的,地址的非唯一性是線選法的缺點(diǎn). 只有限定A15A11的取值才能(cinng)確定2716在系統(tǒng)中的地址范圍。如，P2.7 =1 ，選中2716的/CE線。設(shè)P2.6 P2.5 P2.4 P2.3假定全為1 則: 2716地址范圍是0F800H 0FFFFH。 同理， P2.6 P2.5 P2.4 P2.3假定全為0 則: 2716地址范圍是 1000H 87FFH； 共一百零四頁(yè)多片程序(chngx)存儲(chǔ)器。74LS373GCEA12 A8A7A0OE2764O7O0CEA7A0OE2764O7O0A12 A8P2.7P0.7P0.