【大学课件】单片机硬件系统P40.ppt

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1、第章单片机硬件系统,本章内容,Single Chip Microcomputer,什么是单片机？,单片机特点及应用,单片机硬件结构,http:/,1实训目的(1)了解单片机应用系统的基本组成。(2)通过最简应用系统实例了解单片机的基本工作过程。,实训1 信号灯的控制1,2实验电路,http:/,3实训程序,ORG 0000HSTART：MOV P1,#00H ACALL DELAYMOV P1,#0FFH ACALL DELAY SJMP STARTDELAY:MOV R3,#0FFHDEL2:MOV R4,#0FFH DEL1:NOP DJNZ R4,DEL1 DJNZ R3,DEL2 RE

2、T END,ALE,+5V,单片机到底是如何实现这些动作？它里面有些什么呢？,http:/,一、什么是单片机,1、微型计算机硬件结构 常见的微机外形,http:/,微型计算机硬件结构 微机硬件组成,显示器,主机,键盘,鼠标,http:/,微型计算机硬件结构,内部结构,CPU(Central Processing Unit),http:/,硬件系统构成微机的实体和装置,软件系统微机系统所使用的各种程序的总称,软件系统与硬件系统共同构成实用的微机系统，两者是相辅相成、缺一不可的。,微型计算机系统,http:/,单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，简称单片机 单片机实质上就是一个芯片,2

3、、单片微型计算机,http:/,单片机内部结构示意图,http:/,单片机应用系统,单片机应用系统:由硬件系统和软件系统组成,硬件是应用系统的基础,软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可,注：本课程的重点,1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。,2.掌握软件设计与调试的基本技能。,http:/,二、单片机的特点及应用,1.单片机的特点,体积小，重量轻,电源单一，功耗低,功能强，价格低,运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高,可以嵌入到电子产品中嵌入式应用系统,http:/,2.单片机应用,工业方面,民用方面,仪表方面,电讯方面,数据

4、处理方面,汽车方面,http:/,3.单片机种类,目前8位单片机仍是单片机的主流机型；,生产厂商：,单片机的发展经历了由4位机到8位机,再到16 位机的发展过程,美国微芯片公司:PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列，美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列，美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美国齐洛格公司的Z8系列，日本电气公司的PD78系列，美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8（3870）系列等。,http:/,三、MCS-51单片机硬件结构,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

5、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（外部中断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,http:/,1、8051单片机的基本组成,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

6、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,http:/,2、MCS-51单片机信号引脚简介,P3口线的第二功能,VCC,VSS,XTAL2XTAL1,RST,P0.0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7,P1.0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5

7、P1.6 P1.7,P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0,ALE,P3.0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7,2、振荡电路：XTAL1、XTAL2,3、复位引脚：RST,4、并行口：P0、P1、P2、P3,7、ALE：地址锁存控制信号,1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地),http:/,3.存储器,80318751805189C51,256B（字节）,4K,64K,64K,http:/,(1)程序存储器,程序存储器,内部,外部,(PC),程序存储器资源分布,中断入口地址,http:/,内部,外部,(2)数据存储器,

8、数据存储器,RAM,专用寄存器,内部RAM存储器,工作寄存器区选择位RS0、RS1,http:/,MSBMost Significant Bit（最高有效位）LSB Least Significant Bit（最低有效位）,RAM位寻址区位地址表,http:/,高128个单元,离散分布有21个特殊功能寄存器SFR。,11个可以进行位寻址。,特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用寄存器符号，也可用寄存器单元地址。,http:/,4、并行输入/输出电路结构,P0.0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7,P1.0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.

9、5 P1.6 P1.7,P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0,P3.0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7,4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,http:/,P0口,http:/,P1口,http:/,1,ALE,指令1：MOV P1,#00H,指令2：MOV P1,#0FFH,指令3：MOV P1,#0AAH,(2)输出举例,指令4：CLR P1.0,

10、指令5：SETB P1.0,+5V,下一页,http:/,(3)输入举例,ALE,读端口：MOV P3,#11111111B,MOV A,P3,89C51,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？,你知道这是为什么吗？,0,1,http:/,5、时钟电路与复位电路(1)时钟振荡电路,http:/,(2)复位电路,单片机复位条件:必须使RST引脚持续10 ms以上高电平(外部时钟12MHz),谁知道复位电路怎么起到复位的作用?,http:/,1、CPU主要的组成部部分为()。,B加法器，寄存器,C

11、运算器,寄存器,D运算器，指令译码器,A运算器，控制器,课堂练习,http:/,2、8031有四个工作寄存器区，由PSW状态字中的RS1、RS0两位的状态来决定，单片机复位后，若执行 SETB RS1 指令，此时只能使用（）区的工作寄存器。,A0区,B1区,C2区,D3区,课堂练习,http:/,3.09H位所在的单元地址是（）,A 02H,C 08H,B 21H,D20H,课堂练习,http:/,4.单片机在进行取指令操作时，指令的地址是由（）的内容决定。,A SP,C DPTR,D PSEN和ALE,BPC,课堂练习,http:/,5.P0,P1口作输入用途之前必须()。,A外接高电平,B

12、外接上拉电阻,C相应端口先置0,D相应端口先置1,课堂练习,http:/,6.程序计数器PC用来()。,A存放指令,B存放上一条的指令地址,D存放正在执行的指令地址,C存放下一条的指令地址,课堂练习,http:/,1.数123可能是()。A.二进制数 B.八进制数 C.十六进制数 D 四进制数 E.十进制数2.8031单片机内部RAM包括()。A.程序存储区 B堆栈区 C工作寄存器及特殊功能区 D位寻址区 E.中断入口地址区3.8051单片机CPU的主要功能有()。A.产生控制信号 B存储数据 C.算术、逻辑运算及位操作 DI/O端口数据传送 E.驱动LED,思 考 题,http:/,思 考

13、题,4.单片机能够直接运行的程序是（）。A.汇编源程序 B.C语言源程序 C.高级语言程序 D.机器语言源程序5.十进制数126其对应的十六进制可表示为()。A8F B8E CFE D.7E6.十进制数89.75其对应的二进制可表示为().A.10001001.01110101 B1001001.10 C.1011001.11 D.1001001.117.二进制数110010010对应的十六进制数可表示为()A.192H BC90H C 1A2H D.CA0H8.二进制数110110110对应的十六进制数可表示为()。A 1D3H B，1B6H C DBOH D.666H9.-3的补码是()。

14、A 10000011 B.11111100 C11111110 D 11111101,http:/,思 考 题,10.CPU主要的组成部部分为()。A运算器，控制器 B加法器，寄存器 C.运算器,寄存器 D.运算器，指令译码器11.INTEL 8051 CPU是()位的单片机。A 16 B4 C8 D.准16位12.对于INTEL 8031来说，/EA脚总是()A.接地 B.接电源 C.悬空 D.不用13.在单片机中，通常将一些中间计算结果放在(）中 A.累加器 B控制器 C.程序存储器 D.数据存储器14.程序计数器PC用来()。A存放指令 B存放正在执行的指令地址 C.存放下一条的指令地址

15、 D存放上一条的指令地址,http:/,思 考 题,15.指令和程序是以()形式存放在程序存储器中。A.源程序 B.汇编程序 C.二进制编码 DBCD码16.单片机应用程序一般存放在()中。A.RAM BROM C.寄存器 DCPU17.单片机上电后或复但后，工作寄存器R0是在()。A.0区00H单元 B0区01H单元 C.1区09H单元 DSFR18.进位标志CY在()中。A.累加器A B算术逻辑运算部件ALU C程序状态字寄存器PSW D.DPDR19.单片机8051的XTALl和XTAL2引脚是（）引脚 A.外接定时器 B外接串行口 C.外接中断 D.外接晶振,http:/,思 考 题,

16、20.8031复位后，PC与SP的值为()。A0000H，00H B0000H，07H C0003H，07H D.0800H，00H21.P0,P1口作输入用途之前必须()。A.相应端口先置1 B相应端口先置0 C外接高电平 D外接上拉电阻22.8031单片机中既可位寻址，又可字节寻址的单元是（）。A20H B30H C00H D70H23.8031单片机中片内RAM共有()字节。A128 B256 C4K D64K24.当标志寄存器PSW的RS0、RS1分别为1和0时，系统选用的工作寄存器组为()。A.组0 B组1 C组2 D.组3,http:/,思 考 题,25.8051的内部RAM中，可以进行位寻址的地址空间为()。A.00H2FH B 20H2FH C 00HFFH D.20HFFH110.26.8051的程序计数器PC为16位计数器，其寻址范围是()。A.8K B.16K C 32K D 64K27.8051单片机中，唯一一个用户不能直接使用的寄存器是()。APSW B.DPTR CPC D.B28.对MCS-51单片机来说，其内部RAM()。A.只能位寻址 D只能字节寻址 C既能位寻又能字节寻址 D少部分能位寻址29.所谓系统总线，指的是()。A.数据总线 B地址总线 C.内部总线 D外部总线 E控制总线,http:/,