中职中专单片机原理电子教案2资料Word文档下载推荐.docx
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采用“媒体演示——分析概括——巩固提高”的教学模式
教学过程
过程设计
创设情景
导入：
通过上节课的对实际芯片的观察，由教师讲解所选实物的控制过程的实现，从而导入到单片机的内部结构和工作过程。
结合89S51芯片内部结构框图介绍各组成部分的功能
对照实物认识芯片各引脚名称并熟记各引脚功能
一、89S51单片机的内部结构
89S51芯片的内部结构框图如图2.1所示。
图2.189S51芯片内部结构框图
·
CPU是整个单片机的核心，主要功能是完成指令的运行控制、8位数据运算和位处理等。
·
4KB片内程序存储器主要用于存放程序、常数和表格。
128B数据存储器RAM,主要用于存放可随机读写的数据。
4个8位并行I/O口P0、P1、P2和P3主要用于完成数据的并行输入和输出。
两个16位的定时器/计数器,主要功能是用于定时或计数。
一个可编程全双工串行口,用于实现单片机与其他设备之间的串行数据传递。
具有5个中断源、两个优先级的中断系统。
片内带有时钟振荡器,89S51振荡频率范围为0~33MHz。
89S51还拥有看门狗电路（用于防止程序进入无序或是非法状态）和内部FLASHROM编程逻辑电路。
二、芯片引脚功能
89S51的DIP（双列直插）封装芯片共有40个引脚，采用引脚复用技术。
引脚排列如图2.2所示。
图2.289S51芯片引脚图
MCS-51采用引脚复用技术。
各引脚名称和功能
工作电源引脚：
VCC：
电源端。
GND：
接地端。
工作电压范围：
4.0~5.5V。
晶振引脚：
XTAL1：
芯片内部振荡电路输入端。
XTAL2：
芯片内部振荡电路输出端。
当外接晶振时，XTAL1和XTAL2各接晶振的一端。
I/O引脚：
P0.0～P0.7：
P0口8位双向口线。
第一功能为基本输入/输出，第二功能是为扩展系统分时提供数据总线和低8位地址总线。
P1.0～P1.7：
P1口8位双向口线，用于完成8位数据的并行输入/输出。
P2.0～P2.7：
P2口8位双向口线。
第一功能为基本输入/输出，第二功能是在系统扩展时作为高位地址线使用。
P3.0～P3.7：
P3口8位双向口线。
它是一个双功能口，即P3口的每一条口线都具有第二功能，其功能如表2.1所示。
表2.1P3口线的第二功能
口线
第二功能信号
第二功能
P3．0
RXD
串行数据输入
P3．1
TXD
串行数据输出
P3．2
外部中断0请求输入
P3．3
外部中断1请求输入
P3．4
T0
定时器/计数器0外部输入
P3．5
T1
定时器/计数器1外部输入
P3．6
外部RAM写选通
P3．7
外部RAM读选通
控制引脚：
ALE/：
地址锁存控制/片内ROM编程脉冲输入信号。
RST：
复位信号。
/VPP：
访问外部程序存储器控制信号/片内FLASHROM编程电源输入。
：
外部程序存储器选通信号。
以上各引脚的功能在以后的章节有详细介绍。
总结
通过视图掌握89S51芯片每部结构和各引脚名称及功能。
板书设计
一、AT89S51单片机的内部结构
二、89S51芯片引脚功能
1、工作电源引脚2、晶振引脚3、I/O引脚4、控制引脚
思考题
1．89S51单片机内部有哪些主要部件？
其功能是什么？
2．简述89S51几个控制引脚的功能。
课后反思
2.2并行I/O口
2学时
理论讲授
掌握MCS-51单片机并行I/O的功能和使用方法
通过对专业入门知识的生动形象的教学，使学生对本课程的产生浓厚兴趣，激发学生的学习热情。
1．I/O口P0、P1、P2、P3的工作过程。
89S51芯片的I/O口P0、P1、P2、P3主要用于完成数据的并行输入和输出，那么它们是怎么工作的呢？
根据结构图讲解各组成部分
P1口、P2口
、P3口工作过程的相似与不同；
注意P3口的第二功能
一、P0口
1．P0口的一位结构
P0口的一位结构图如图2.3所示。
图2.3P0口的一位结构
2．工作过程
P0口有两种方式：
通用I/O口、地址/数据总线。
通用I/O口的工作过程
P0输出数据时：
写信号加在锁存器的时钟端CL上，内部总线上的数据通过锁存器，再经过V2管，输出在引脚上。
此时为漏极开路输出，因此外接负载时要接提升电阻，否则不能正常工作。
P0输入数据时：
分为读引脚和读锁存器两种工作方式，分别用到两个输入缓冲器。
读引脚操作：
即为单片机执行端口输入指令（如MOVA，P0）时的操作。
这时由“读引脚”信号将三态缓冲器2打开，引脚上的数据经三态缓冲器2输入内部总线。
读锁存器操作：
即为单片机执行“读－修改－写”类指令（如ANLP0，A）时的操作。
在执行这类指令时，由“读锁存器”信号使三态缓冲器1打开，读入P0口在锁存器中的数据，然后进行相关逻辑运算，再把结果写回到P0口。
地址/数据总线的工作过程
当系统片外扩展时，控制信号使多路转换开关MUX接通A端，P0口就可以作为地址/数据总线。
二、P1口
P1口的一位结构图如图2.4所示。
图2.4P1口的一位结构
P1口作为通用I/O口输入和输出数据的工作过程与P0口相似。
P1口与P0口的区别是读锁存器操作时不需要向锁存器写1；
输出数据时，由于位结构中含有上拉电阻，不需外接上拉电阻。
三、P2口
P2口既可作为通用I/O口使用,又可作为系统扩展时的高8位地址使用。
其一位结构图如图2.5所示。
图2.5P2口的一位结构
P2口作通用I/O，其输入和输出的工作过程与P0口相似。
P2口作高8位地址线：
多路开关接通A端，地址信号经非门、场效应管V，由引脚输出。
四、P3口
P3口可作为通用I/O口使用,同时P3口又是一个双功能口，其一位结构图如图2.6所示。
图2.6P3口的一位结构
P3口作通用I/O，结构和工作过程与P2口完全相同。
P3口的某一位用作第二功能输出：
该位的锁存器自动置1，与非门的输出只受“第二功能输出”端控制。
“第二功能输出”端的信号经与非门和场效应管输出到该位引脚上。
P3口的某一位用作第二功能输入：
该位的锁存器和“第二功能输出”端都为1，与非门输出为低电平，场效应管截止，引脚上的信号经缓冲器进入单片机内部第二功能输入端。
小结：
P0~P3口都是双向I/O口，同时又是双功能口。
在输入引脚信息前，必须向对应的锁存器写1，就驱动能力来说，P0口的驱动能力最强，为8个TTL门，其余3个口驱动能力为4个TTL门，在接口使用时应注意其负载能力。
分析I/O口P0、P1、P2和P3的工作过程，注意之间的相似和区别。
1、P0口的一位结构2、工作过程
89S51单片机的四个I/O口工作过程？
2.3存储器的组织结构
掌握MCS-51单片机存储器空间分布及特点；
掌握五种常用的特殊功能寄存器。
1．片内数据存储器的寻址地址。
2．五种常用的特殊功能寄存器的作用。
在下面的三节中，着重介绍单片机的存储器。
在MCS-51单片机中,程序存储器和数据存储器是分开的,他们有各自的寻址系统、控制信号和功能。
本节详细介绍片内数据存储器。
理解MCS-51系列单片机的存储器配置
各存储器的地址范围和位寻址
理解PSW各位的定义和使用
SP的进栈和出栈
MCS-51系列单片机系统中有五种存储器,它们分别是片内RAM、片外RAM、片内ROM、片外ROM和片内特殊功能寄存器（SFR）。
将这5种存储器编排在3个地址空间,即程序存储器空间、片内数据存储器空间、片外数据存储器空间。
存储器空间分配情况如图2.7所示。
图2.7MCS-51系列单片机的内部存储器配置
一、程序存储器空间
程序存储器可寻址的地址空间为64K字节，它包括片内ROM和片外ROM。
MCS-51系列单片机中，有的芯片有片内程序存储器（如89S51），有的芯片内没有程序存储器（如8031）。
下面以89S51为例讲述地址空间的分配。
89S51片内有4KBROM，片外还可以扩展64KBROM。
片内4KBROM和片外低4KBROM地址重复，分配的地址空间为0000H~0FFFH。
由引脚输入的信号决定是使用片内ROM还是片外ROM。
二、片内数据存储器空间
1．内部RAM
89S51芯片内部含有128B的RAM，其地址为00H~7FH。
按用途可分为三个部分：
工作寄存器区、位寻址区和一般RAM区。
如图2.9所示。
图2.9内部RAM结构
工作寄存器区
共含有32个单元（00H～1FH），平均分成四组，每一组含有8个单元，记作R0～R7。
其作用是用于存放操作数以及指令执行的中间结果。
位寻址区
共有16个单元（20H～2FH）。
这16个单元中的每一个位都有一个位地址，它们的位地址范围是00H～7FH。
一般RAM区
共有80个单元（30H～7FH）。
一般把堆栈设置在此区域中。
2．特殊功能寄存器（SFR）
典型的MCS-51单片机共有21个特殊功能寄存器（SFR），分散地分布在80H～0FFH地址空间内。
下面是五种常用的特殊功能寄存器。
累加器ACC
8位累加器主要完成数据的算术和逻辑运算,也可以存放数据或中间结果,是最常用的特殊功能寄存器。
它也是一个可位
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