单片微机原理与接口技术PPTPPT课件下载推荐.ppt

1、其中有2个电源引脚，32个IO（输入输出）引脚。,课堂练习,请找出电源引脚和32个IO引脚,电源引脚,20号引脚接电源负极（GND）40号引脚接电源正极（VCC）,输入输出口,单片机内部均是二进制操作。AT89S51是8位单片机，即一次可同时处理8位二进制数。因此，单片机的IO口共4个，每个口刚好8个引脚。4个口分别叫做：P0（0 x80）、P1（又可以写为0 x90）、P2、P3,课堂练习,参考资料1，观察学习板上8个LED（发光二极管）接到了单片机的哪个口上？JUMP16就是8个跳帽，在学习板上找到对应的跳帽。请将JUMP3的跳帽放在正确的位置。,LED,Light Emitting Di

2、ode发光二极管当LED流过的电流达3mA以上时，可以正常发光。当流过的电流大于100mA时，LED容易损坏。,课堂练习,在学习板上找到LED和限流电阻。参考资料1，当单片机P1的引脚电压为VCC时，LED能否正常发光？当单片机P1的引脚电压为0时，LED能否正常发光？LED上的电流是多少？,RST引脚,9号引脚当RST引脚保持高电平的时间超过10ms 时，AT89S51的程序从头开始运行（复位）。,高电平和低电平,单片机引脚识别信号时，只能根据引脚的电压识别为“0”或“1”。一般情况下，当引脚的电压大于2.8V时，即认为是“1”（高电平），小于0.8V时，即认为是“0”（低电平）。,课堂练习

3、,在学习板上找到9号引脚思考：如何实现单片机一上电，程序自动从头开始运行？即：上电瞬间9号引脚保持10ms以上的高电平后，一直保持为低电平。9号引脚的阻抗可以认为是。,复位电路,9号引脚电压变化曲线图,思考,如何给单片机添加一个复位键，使按下该键时，单片机重新运行程序？,复位键,课堂练习,请在学习板上找到复位电路中的电容、电阻和按键。看看电阻上数字,贴片电阻的标号,103其中，3代表在10后面添上3个0103的阻值即：10K思考：102的阻值是？101的阻值是？,晶振电路,提供时间基准晶振频率越高，程序跑的越快学习板使用的晶振是11.0592MHz其电路由1个晶振和2个电容组成,课堂练习,参考

4、资料1，看看单片机的晶振电路是如何连接的？如果想让程序运行速度提高1倍，可将晶振更换为多大？可以通过更换晶振，让学习板的运行速度提高4倍吗？,EA引脚,31号引脚31号引脚为高电平时，执行单片机内部程序31号引脚为低电平时，执行单片机外边程序,课堂练习,参考资料1，看看单片机的EA引脚是如何连接的？,单片机的最小系统,复位电路、晶振电路、EA引脚、电源都是单片机正常工作必不可少的，称为单片机的最小系统。,课堂练习,请在稿纸上画出例题硬件设计草图。,软件设计,1,课堂练习*,参考2，编写例题的实现程序。,版本号,版本号：v0.0.0当版本号带有第3个数字时，为调试版本，当修改程序时，需保存老版本

5、，并增加该数字的值在新版本上修改。当程序调试成功，可以发布时，可增加中间的数字，并去掉第3个数字。当可发布的版本有重大改进，可增加第1个数字。,例题讲解,/*/为程序注释MCS51的汇编语言由111条指令组成3-4,LOOP:MOV 0 x90,#0 x00,“LOOP:”是该指令的标号，方便程序跳转“MOV 0 x90,#0 x00”对应指令“MOV direct，#data”direct为存储单元的地址，#data为数据“0 x”代表16进制,2进制,单片机对数据的处理都是以二进制形式进行的。8位单片机1次可以处理8个2进制数。而8个2进制数太长，使用不便而2位16进制数恰好可代表8位2进

6、制数因此，汇编语言中，一般以16进制代替2进制,课堂练习,将下列16进制数转换为2进制数：0 x12,0 xaf,0 x88将下列2进制数转换为16进制数：0b110001110b01010100,LOOP:MOV 0 x90,#0 x00,该指令的意思是：将地址为0b1001000的存储单元中写入0 x00000000数据每个存储单元可以存放8位的2进制数（高电平表示1，低电平表示0）,课堂练习,每个存储单元存放的最小的数是多少？最大的数是多少？按要求，写指令：将片内0 x30单元中存入数据“0 x33”将片内0 x30单元中的数据存入0 x40存储单元中将片内0 x123单元中存入数据“0

7、 x55”AT89S51片内无0 x123存储单元,MOV direct，#data,direct和data都是8位的，因此值的范围是：0255，即：0 x000 xff,内部存储单元,MCS51内核支持对内部256个存储单元的读写操作，其中，低128个存储单元为RAM区，高128个存储单元为专用寄存器区但不同的芯片内部实际存储单元数量不同。AT89S51内部有128B的RAM和20多个专用寄存器，实际使用约150个存储单元,专用寄存器,专用寄存器是指有专门用途的存储单元,例题讲解,其余指令讲解,课堂练习*,修改例题，在学习板上实现前4个LED和后4个LED交替闪烁。,课后练习,在学习板上实现

8、流水灯功能（用汇编语言编写）。,AT89S51内部结构简介内部RAM为128B程序放在黄色区域（ROM）执行指令时改变RAM内容,1,/*filemain.asm*brief实现8个LED同时闪烁（用汇编语言）*parCopyright（c）:*南京工业大学自动化与电气工程学院*par修改日志:*版本 日期 作者 说明*v0.1 2011-07-02 王晓荣*/*主程序*/LOOP:MOV0 x90,#0 x00/*8个LED同时亮*/LCALLDELAY/*子程序调用*/MOV0 x90,#0 xff/*8个LED同时灭*/LCALLDELAY LJMPLOOP/*直接跳转到LOOP*/*延

9、时子程序*/DELAY:MOV0 x07,#0 xff/*给0 x07单元赋值*/DELAY2:MOV0 x06,#0 xff/*给0 x06单元赋值*/DELAY1:NOP/*空指令*/NOP DJNZ0 x06,DELAY1/*0 x06单元的内容减1，如果不等于0，则跳转到DELAY1*/DJNZ0 x07,DELAY2 RET/*子程序结束，返回*/END/*表示汇编程序结束*/,AT89S51的内部结构图*（下面的三个总线分别为8 2 8根线 读写空间由D锁存器构成）,单片机的内部结构,单片机的内部结构主要有以下几部分：CPU（Central Processing Unit，中央处理

10、器）ROM（Read-Only Memory，只读存储器）RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）其它内部设备,单片机系统设计,单片机系统设计包括：硬件设计（上图中的绿色部分）软件设计（上图中的黄色部分）硬件设计：设计单片机及外部设备的硬件电路软件设计：用C语言或汇编语言编写程序并烧写到ROM中,CPU,CPU也称为内核内核为MCS51的单片机统称为51系列单片机AT89S51、STC89C52均为51系列单片机CPU的作用：读取指令，执行指令*,指令5,指令是用以字节为单位的二进制代码来表示的。MCS51核可识别111条指令。每条指令的长度为1-3B。,思考,例题“

11、LED_asm”由多少条指令组成？这些指令一共是多少字节？每条指令的二进制代码是？查看调试环境，观察指令对应的指令代码。参考4，写出“MOV 0X07,0X06”的二进制代码，并理解该指令的含义。,ROM,ROM：用于存放指令代码*AT89S51的内部ROM为4KMCS51核可读取（不能写）ROM中的指令代码。,思考,AT89S51单片机能存放多少条指令？STC89C52单片机能存放多少条指令？,MOV指令,MOV指令专用于内部存储空间的读写，其读写的地址和数据只能是8位的二进制数。,不同芯片，片内RAM不同,不同的芯片实际使用的内存空间和专用寄存器数量并不相同AT89S51芯片片内带有128

12、B的RAM和20多个专用寄存器一般芯片集成的内部设备越多，专用寄存器就越多。,RAM,相当于内存，断电后RAM中的内容丢失（断电后ROM中的内容仍保持不变）作用：提供CPU执行程序时所需的存储空间。,例题*,打开项目“LED_asm”，观察内部存储空间数据的变化。在“Memory”窗口中“Address”右边的编辑框写入“d:0”，观察内部存储空间的数据。看看0 x90处的初始值是多少？点击“”1次，运行1条指令，观察0 x90处的变化。,指令周期,每条指令执行时间为1-2个机器周期（乘除指令除外）（大概1到2微秒）1个机器周期=12*晶振振荡周期,思考,如果晶振选用12MHz，执行1条单片机

13、指令需要多长时间？*如果晶振选用12MHz，参考4，计算案例中延时子程序的精确延时时间是多少？利用调试环境，观察计算结果是否正确。如果将#0 xFF换成#0 x00，精确延时时间是多少？,内部设备,CPU通过对专用寄存器的读写间接控制内部设备。,外部设备,外部设备通过引脚连接到部分内部设备上CPU通过对专用寄存器的读写间接控制内部设备，进而控制外部设备。,例题,功能：实现8个LED同时闪烁（C语言）,课堂练习,在例题基础上修改，使LED闪烁的更快一点在例题基础上修改，使LED闪烁的更慢一点为什么当延时超过70000时，会不正常？,课堂练习,用C语言编写程序实现流水灯功能。,课后练习,利用汇编语

14、言和C语言两种语言实现LED每隔1秒定时闪烁，并在学习板上试验。复习：C语言,思考,LED电路限流电阻取多大比较合适？限流电阻取100R可以吗？LED可以反接吗？,单片机IO口简介,2,单片机IO口简介,单片机有4个输入输出口（P0、P1、P2、P3），每个口8个引脚，共32个引脚均可接LED电路。,单片机P1.x的内部结构,P1.x的内部结构,P1.x主要由1个D锁存器（有触发脉冲时输出D信号），两个三态门，1个上拉电阻（约30K）和1个场效应管组成。可实现的功能：写引脚，读引脚，读锁存器。今天，我们仅研究写引脚。场效应管 左侧为1时 导通（为0时不导通相当于接20号单片机出口）,AT89S

15、51引脚的驱动能力5,当引脚流过的电流过大时，容易引起单片机工作不稳定，甚至损毁。AT89S51引脚的驱动能力：P0口-P3口的每个引脚：10mAP1口-P3口的8个引脚合计：15mAP0口的8个引脚合计：26mA,STC89C52引脚的驱动能力6,STC89C52引脚的驱动能力：P0口的每个引脚：12mAP1口-P3口的每个引脚：6mA,回答思考题,限流电阻取100R可以吗？答：不可以，超过AT89S51芯片引脚的驱动能力。当该芯片P1口仅接1个LED时，限流电阻一般可取为：330R 1K。不可以，由于内部上拉电阻较大，使电流太小，LED不亮。,LED电路,思考,限流电阻取500R可以吗？可以取470R或510R 6，最好不要取500R，500R的电阻不好买，价格较高,让蜂鸣器发出声音,1,例题*,无源蜂鸣器发出声音。,课堂练习,将例题下载到学习板上观察效