9.1關(guān)于單片機

名稱：SingleChipMicrocomputer總體特點：抗干擾性強、硬件通用化、實 時控制、接口功能，靈活編程方便用途:機電控制的常用方案

方法：專門開發(fā)語言、需求決定（I/O， 接口、容量、通訊等）如何學(xué)習(xí)理解工作方式和特點熟悉并理解基本電路多實踐：從簡單到復(fù)雜基本技能，常用的控制方案設(shè)計，學(xué)習(xí)電路控制的基礎(chǔ)課程9.2單片機介紹

一、1、單片機的定義(全名為單片微型計算機、或微控制器）：它是指在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定時器、計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件的電子元件。就其組成結(jié)構(gòu)而言，一塊單片機就是一臺計算機。2、單片機的種類：(70多個系列、500個機種）IntelMCS-48MCS-51MCS-96Motorla680168026803Zilogsuper8FairchildF83870MicrochipPIC16xxIntel單片機按功能可分8種類型1、基本型(51子系列）8031（無片內(nèi)ROM）8051（4KROM)8751(片內(nèi)4KRAM);2、增大片內(nèi)存儲容量（52子系列）片內(nèi)存儲容量擴大一倍，定時器為3個、中斷源6個；3、低功耗基本型：80C51/87C51/80C31，有三種功耗控制方式；4、A/D型83C51GA、80C51GA/87C51GA帶有8路8位A/D，半雙工同步串行接口；5、DMA型83C452，它有兩個DMA通道；6、多并行接口型83C451，增加2個8位的準(zhǔn)雙向口P4/P5和一個內(nèi)部具有上拉電阻的8位雙向口；7、可編程計數(shù)陣列型83C51FA，它有5個比較/捕捉模塊、16位高速輸出、8位脈沖寬度調(diào)制等功能；8、高級語言型8052AH片內(nèi)固化有BASIC52解釋程序。9.3單片機的特點

體積小、重量輕、價格便宜、功耗?。豢煽啃愿?、抗干擾能力強；控制功能強、運算速度快；硬件通用化、應(yīng)用靈活化；應(yīng)用系統(tǒng)的研制周期短。單片機的發(fā)展趨勢CPU的改進采用雙CPU：Rockwell公司的R6500/21;

增加數(shù)據(jù)總線寬度：NEC公司的PD－7800（16位）；采用流水線結(jié)構(gòu)：TMS公司的TMS320，指令以隊列形式出現(xiàn)在CPU中，從而有很高的運算速度；串行總線結(jié)構(gòu)：菲利浦公司的MAB8420采用I2C總線和DDB總線。存儲器的發(fā)展增大存儲容量、片內(nèi)EPROM開始EEPROM化、編程保密化9.4MCS－51的內(nèi)部資源8位的CPU片內(nèi)振蕩器及時鐘電路32根I/O口線64K片外數(shù)據(jù)存儲器256內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器64K的片外程序存儲器（包括片內(nèi)4K）具有2個優(yōu)先級別的5個中斷源結(jié)構(gòu)有2個16位的定時器/計數(shù)器；一個全雙工的串行口一個布爾處理器9.5單片機的內(nèi)外結(jié)構(gòu)一、單片機的外部結(jié)構(gòu)（封裝）拿到一塊芯片，想要使用它，首先必須要知道怎樣連線，我們用一塊DIP封裝的89C51芯片。89C51的引腳排列三總線結(jié)構(gòu)地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線9.6存儲器結(jié)構(gòu)和操作程序存儲器：存放指令、常數(shù)、表格等片外程序存儲器1000HFFFFH片內(nèi)程序存儲器片外程序存儲器0000H0FFFHEA=1EA=0特殊功能寄存器數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)工作寄存器區(qū)00H1FH20H2FH30H7FH80HFFH片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器0000HFFFFH片外數(shù)據(jù)存儲器9.7一個簡單電路分析實例9.7.1電路搭建1）電源單片機使用的是5V電源，其中正極接40引腳，負極（地）接20引腳。2）振蒎電路：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接18、19腳。只要買來晶振，電容，連上就可以了，按圖1接上即可。3）復(fù)位引腳：按圖1中畫法連好.

單片機剛上電時,其內(nèi)部各寄存器處于隨機狀態(tài),在該腳輸入24個時鐘周期寬度以上的高電平后,將使單片機復(fù)位.4)/EA引腳：/EA引腳接到正電源端時CPU從片內(nèi)程序存儲器0000H開始執(zhí)行程序,當(dāng)?shù)刂烦^4K時,將自動執(zhí)行片外程序存儲器中的程序.圖1R19.7.2任務(wù)分析要用單片機點亮一只發(fā)光二極管LED，顯然，這個LED必須要和單片機的某個引腳相連，否則單片機就沒法控制它了，那么和哪個引腳相連呢？單片機上除了剛才用掉的幾個引腳，還有很多個，將這個LED和1腳相連。（見圖1，其中R1是限流電阻）按照這個圖的接法，當(dāng)1腳是高電平時，LED不亮，只有1腳是低電平時，LED才發(fā)亮。因此1腳我們要能夠控制，也就是說，我們要能夠讓1引腳按要求變?yōu)楦呋虻碗娖健＜慈晃覀円刂?腳，就得給它起個名字，設(shè)計51芯片的INTEL公司已經(jīng)起好了，叫它P1.0，這規(guī)定不可以由我們來更改。讓一個引腳輸出高電平的指令是SETB，讓一個引腳輸出低電平的指令是CLR。因此，我們要P1.0輸出高電平，只要寫SETBP1.0，要P1.0輸出低電平，只要寫

CLRP1.0現(xiàn)在我們已經(jīng)有辦法讓計算機去將P1.0輸出高或低電平了.但是我們怎樣才能讓計算機執(zhí)行這條指令呢？要解決這個問題，還得有幾步要走。第一步，計算機看不懂SETBCLR之類的指令，我們得把指令翻譯成計算機能懂的方式，再讓計算機去讀。計算機能懂什么呢？它只懂一樣?xùn)|西——數(shù)字0和1。因此我們把SETBP1.0變?yōu)椋―2H,90H），把CLRP1.0變?yōu)?/p>

（C2H,90H），至于為什么是這兩個數(shù)字，這也是由51芯片的設(shè)計者--INTEL規(guī)定的.第二步，在得到這兩個數(shù)字后，怎樣讓這兩個數(shù)字進入單片機的內(nèi)部呢？這要借助于一個硬件工具"編程器"。我們將編程器與電腦連好，運行編程器的軟件，然后在編緝區(qū)內(nèi)寫入（D2H,90H）見圖2，寫入……好，拿下片子，把片子插入做好的電路板，接通電源……燈不亮？因為我們寫進去的指令就是讓

P1.0輸出高電平，燈當(dāng)然不亮?，F(xiàn)在我們再撥下這塊芯片，重新放回到編程器上，將編緝區(qū)的內(nèi)容改為（C2H,90H），也就是CLRP1.0，寫片，拿下片子，把片子插進電路板，接電，好，燈亮了。因為我們寫入的就是讓P1.0輸出低電平的指令。這樣我們看到，硬件電路的連線沒有做任何改變，只要改變寫入單片機中的內(nèi)容，就可以改變電路的輸出效果。單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析

我們來思考一個問題，當(dāng)我們在編程器中把一條指令寫進單片機內(nèi)部，然后取下單片機，單片機就可以執(zhí)行這條指令，那么這條指令一定保存在單片機的某個地方，并且這個地方在單片機掉電后依然可以保持這條指令不會丟失，這是個什么地方呢？這個地方就是單片機內(nèi)部的只讀存儲器即ROM（READONLYMEMORY）。為什么稱它為只讀存儲器呢？剛才我們不是明明把兩個數(shù)字寫進去了嗎？原來這ROM是一種電可擦除的ROM，稱為FLASHROM，剛才我們是用的編程器，在特殊的條件下由外部設(shè)備對ROM進行寫的操作，在單片機正常工作條件下，只能從那面讀，不能把數(shù)據(jù)寫進去，所以我們還是把它稱為ROM。9.8單片機執(zhí)行程序的過程分三個階段:1)取指令階段2)分析指令階段3)執(zhí)行指令階段1)取指令階段

根據(jù)程序計數(shù)器PC中的值,從程