单片机最小系统应用设计课件.ppt

1、提供应用系统硬件基础（提供应用系统硬件基础（I/OI/O口、总线、中断、口、总线、中断、 ADCADC等）和软件基础（指令系统）。等）和软件基础（指令系统）。设计时选择最适合产品需要的单片机器件是重设计时选择最适合产品需要的单片机器件是重 点，要求了解它的性能、结构、指令系统、开点，要求了解它的性能、结构、指令系统、开 发环境及技术支持状况等。发环境及技术支持状况等。 -大大简化系统连接方式，增加系统结构的灵活性。大大简化系统连接方式，增加系统结构的灵活性。 6401LCC39729171828 引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能1 1NCNC1212NCNC23

2、23NCNC3434NCNC2 2P1.0P1.01313P3.1/TXDP3.1/TXD2424P2.0/A8P2.0/A83535 EA /VPP EA /VPP3 3P1.1P1.11414P3.2/INT0P3.2/INT02525P2.1/A9P2.1/A93636P0.7/AD7P0.7/AD74 4P1.2P1.21515P3.3/INT1P3.3/INT12626P2.2/A10P2.2/A103737P0.6/AD6P0.6/AD65 5P1.3P1.31616P3.4/T0P3.4/T02727P2.3/A11P2.3/A113838P0.5/AD5P0.5/AD56 6P

3、1.4P1.41717P3.5/T1P3.5/T12828P2.4/A12P2.4/A123939P0.4/AD4P0.4/AD47 7P1.5P1.51818P3.6/ WRP3.6/ WR2929P2.5/A13P2.5/A134040P0.3/AD3P0.3/AD38 8P1.6P1.61919P3.7/ RDP3.7/ RD3030P2.6/A14P2.6/A144141P0.2/AD2P0.2/AD29 9P1.7P1.72020XTAL2XTAL23131P2.7/A15P2.7/A154242P0.1/AD1P0.1/AD11010RSTRST2121XTAL1XTAL13232

4、PSENPSEN4343P0.0/AD0P0.0/AD01111P3.0/RXDP3.0/RXD2222VSSVSS3333ALE/PROGALE/PROG4444VCCVCC441133232212341QFP 引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能引脚引脚功能功能1 1P1.5P1.51212P3.6/ WRP3.6/ WR2323P2.5/A13P2.5/A133434P0.3/AD3P0.3/AD32 2P1.6P1.61313P3.7/ RDP3.7/ RD2424P2.6/A14P2.6/A143535P0.2/AD2P0.2/AD23 3P1.7P1.71414XTAL

5、2XTAL22525P2.7/A15P2.7/A153636P0.1/AD1P0.1/AD14 4RSTRST1515XTAL1XTAL12626PSENPSEN3737P0.0/AD0P0.0/AD05 5P3.0/RXDP3.0/RXD1616VSSVSS2727ALE/PROGALE/PROG3838VCCVCC6 6NCNC1717NCNC2828NCNC3939NCNC7 7P3.1/TXDP3.1/TXD1818P2.0/A8P2.0/A82929 EA /VPP EA /VPP4040P1.0P1.08 8P3.2/INT0P3.2/INT01919P2.1/A9P2.1/A93

6、030P0.7/AD7P0.7/AD74141P1.1P1.19 9P3.3/INT1P3.3/INT12020P2.2/A10P2.2/A103131P0.6/AD6P0.6/AD64242P1.2P1.21010P3.4/T0P3.4/T02121P2.3/A11P2.3/A113232P0.5/AD5P0.5/AD54343P1.3P1.31111P3.5/T1P3.5/T12222P2.4/A12P2.4/A123333P0.4/AD4P0.4/AD44444P1.4P1.4 (SCL)/X2(SCL)/X21 12 23 34 45 56 68 89 97 7101011111212

7、141413132424232322222121202019191717161618181515VccVccP3.5P3.5P3.6P3.6P3.7P3.7P1.7P1.7P1.4P1.4P1.3P1.3P1.5/INT0P1.5/INT0P1.2P1.2P1.0P1.0P3.4P3.4P3.3P3.3P3.2P3.2P3.1P3.1P3.0P3.0P0.2P0.2P0.0P0.0P0.1P0.1X1X1VssVss(SDA)RST(SDA)RST8XC748/750(751)8XC748/750(751)P1.6/INT1P1.6/INT1P1.1P1.18XC749(752)8XC749(

8、752)1 12 23 34 45 56 68 89 97 71010111112121414131324242323222221212020191917171616181815152626252528282727P3.4P3.4P3.3P3.3P3.2P3.2P3.1P3.1P3.0P3.0P0.2P0.2P0.0P0.0(SDA)/RST(SDA)/RSTP0.1P0.1(SCL)/X2(SCL)/X2X1X1VssVssVccVccP3.5P3.5P3.6P3.6P3.7P3.7P0.4/PMWP0.4/PMWP0.3P0.3P1.7/T0P1.7/T0 AVss AVssADC0/P1

9、.0ADC0/P1.0ADC1/P1.1ADC1/P1.1P1.2/ADC2P1.2/ADC2P1.3/ADC3P1.3/ADC3P1.4/ADC4P1.4/ADC4P1.6/INT1P1.6/INT1P1.5/INT0P1.5/INT0 AVss AVss 1 12 23 34 45 56 68 89 97 71010111112121414131324242323222221212020191917171616181815152626252528282727AVssAVss RXD/T0/P3.4 RXD/T0/P3.4 TXD/T1/P3.5 TXD/T1/P3.5 ECI/P3.6 E

10、CI/P3.6 INT1/P3.7 INT1/P3.7 RSTRSTX2X2VssVssZINZINX1X1YINYINXINXINXYZRAMP XYZRAMP AVccAVcc P3.3 P3.3 P3.2 P3.2 P3.1 P3.1 P3.0 P3.0 INT0/P1.0INT0/P1.0 CEX/P1.1 CEX/P1.1 P1.2 P1.2 XDYC XDYCVccVcc ZDAC ZDAC XYSOURCE XYSOURCE XYDACBIAS XYDACBIAS DECOUPLEDECOUPLEVREGVREG8XC7548XC754RSTRSTP3.0P3.0P3.1P3.1

11、XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1INT0/P3.2INT0/P3.2T0/P3.4T0/P3.4P3.5P3.5INT1/P3.3INT1/P3.3GND GND 1 12 23 34 45 56 68 89 97 710101111121214141313202019191717161618181515VccVccP1.7P1.7P1.6P1.6P1.5P1.5P1.4P1.4P1.3P1.3P1.1/AIN1P1.1/AIN1P1.0/AIN0P1.0/AIN0P1.2P1.2P3.7P3.789C1051/(2051)/(4051)89C1051/(2051)/(4051) RS

12、TRSTRXD/P3.0RXD/P3.0TXD/P3.1TXD/P3.1XTAL2XTAL2XTAL1XTAL1INT0/P3.2INT0/P3.2ECI/T0/P3.4ECI/T0/P3.4PWM1/PCA1/CEX1/T1/P3.5PWM1/PCA1/CEX1/T1/P3.5INT1/P3.3INT1/P3.3GND GND 1 12 23 34 45 56 68 89 97 710101111121214141313202019191717161618181515VccVccP1.1/ADC1P1.1/ADC1P1.0/ADC0P1.0/ADC0P3.7/CEX0/PCA0/PWM0P3

13、.7/CEX0/PCA0/PWM0STC12C2052AD/(5410AD)STC12C2052AD/(5410AD)P1.5/MISI/ADC5P1.5/MISI/ADC5P1.4/SS/ADC4P1.4/SS/ADC4P1.3/ADC3P1.3/ADC3P1.2/ADC2P1.2/ADC2P1.6/MISO/ADC6P1.6/MISO/ADC6P1.7/SCLK/ADC7P1.7/SCLK/ADC7 芯片芯片型号型号ROM/KBROM/KBRAMRAM/B/B定时器定时器/ /计数器计数器I/I/0 0串行串行接口接口外部外部中断中断时钟时钟频率频率/MHZ/MHZ特点MASKMASKOT

14、POTP或或FLASHFLASH8 8* *C750C7501 11 164641(161(16位位) )1919_2 23.540高速时钟高速时钟, LED, LED驱动输出驱动输出8 8* *C748C7482 22 264641(161(16位位)/10)/10位位1919_2 23.516LEDLED驱动输出驱动输出8 8* *C751C7512 22 264641(161(16位位) )1919I I2 2C C2 23.516LEDLED驱动输出驱动输出8 8* *C749C7492 22 264641(161(16位位)/1(10)/1(10位位) )2121_2 23.5165

15、 5通道通道8 8位位ADC,8ADC,8位位PWMPWM8 8* *C752C7522 22 264641(161(16位位) )2121I I2 2C C2 23.5165 5通道通道8 8位位ADC,8ADC,8位位PWMPWM8 8* *C754C7544 44 42562562(162(16位位) )1111UARTUART2 23.516PCA, 8PCA, 8位位DAC,PWM,DAC,PWM,参考和参考和复用输入端复用输入端89C105189C1051_1 164641(161(16位位) )1515_2 2024LEDLED驱动输出驱动输出, ,模拟比较器模拟比较器89C20

16、5189C2051_2 21281282(162(16位位) )1515UARTUART2 2024LEDLED驱动输出驱动输出, ,模拟比较器模拟比较器89C405189C4051_4 41281282(162(16位位) )1515UARTUART2 2024LEDLED驱动输出驱动输出, ,模拟比较器模拟比较器87LPC7687LPC764 4_4 41281282(162(16位位)/WDT)/WDT1515I I2 2C,C,UARTUART2 2020可编程可编程I/O,2I/O,2个模拟比较个模拟比较器器, ,低电平复位低电平复位 程序存储器程序存储器容量、供应状态扩展容量、供应

17、状态扩展-FlashROM-FlashROM。80C5180C51系列中所有型号的单片机在功能都进行了扩展。系列中所有型号的单片机在功能都进行了扩展。CUPCUP外围资源外围资源定时器定时器/ /计数器、计数器、I/OI/O口、口、 中断源定时中断源定时/ /计数器的捕获计数器的捕获/ /比较功能、比较功能、 可能编程计数器阵列可能编程计数器阵列PCAPCA (Programmable Counter Array)(Programmable Counter Array)、 高速输入高速输入/ /输出的输出的I/OI/O口、口、 可编程的可编程的I/OI/O端口设定等扩展端口设定等扩展 数据存储

18、器数据存储器容量扩展容量扩展-EEPROM-EEPROM。 8051基本单元中断控制CPU时钟振荡器ROMLessROM4KBEPROMOTP4KB8KB8KB16KB 16KB32KB 32KB64KB 64KBFlessRom4KB8kB16kB64kB32kBROM128字节256字节字节1024字节字节512字节字节EEPROM256字节字节2KB定时器定时器/计数器计数器0,1定时器定时器/计数器计数器2PCAUARTUARTCANCANI I2 2C C外围功能扩展外围功能扩展时钟时钟,up,up运行运行监控扩展监控扩展I/OI/O口扩展口扩展P3P0P2P1P4P6P5ADCWD

19、TPWMSFRSFR扩展扩展SFRSFR程序程序存储器扩展存储器扩展数据数据存储器扩展存储器扩展定时器定时器/计数器计数器扩展扩展串行口扩展串行口扩展 首选片内首选片内 避免使用避免使用EPROMEPROM和和ROMLessROMLess首选首选FlashFlash型型MTPROMMTPROM, ,恶劣环境下可靠性不及恶劣环境下可靠性不及OTPROMOTPROM大不量使用大不量使用MaskROMMaskROM和和OTPROMOTPROM根据应用系统的技术要求及工作环境选择根据应用系统的技术要求及工作环境选择工作时钟、工作温度、封装形式等工作时钟、工作温度、封装形式等并行并行外围外围扩展扩展串行

20、串行外围外围扩展扩展RXD, I/ORXD, I/OTXD, I/OTXD, I/OINT1,I/OINT1,I/OT0, I/OT0, I/OINT0,I/OINT0,I/OT1, I/OT1, I/OI/OI/O8地址锁存器地址锁存器A8 A15A0 A7D0 D7时时钟钟复复位位80C5180C51总总线线行行单单片片机机P2P2ALEALERDRDPSENPSENWRWRP3.0P3.0P3.1P3.1P3.3P3.3P3.4P3.4P3.2P3.2P3.5P3.5P1P1P0P0时钟电路时钟电路复位电路复位电路I/OI/O口口并行扩展总线并行扩展总线总线型单片机总线型单片机数据传输速

21、度快、实时性好，用于扩展高速并数据传输速度快、实时性好，用于扩展高速并 行接口的外围器件。行接口的外围器件。RAMRAM、ROMROM、ADCADC、DACDAC等。等。并行总线需外加地址译码器和锁存，占引脚并行总线需外加地址译码器和锁存，占引脚 多，扩展电路复杂，可用的多，扩展电路复杂，可用的I/OI/O口少。口少。ROMLessROMLess型单片机必须用并行总线扩展外部程序型单片机必须用并行总线扩展外部程序 存储器。存储器。尽量避免这种结构。尽量避免这种结构。串串行行外外围围扩扩展展RXD,I/ORXD,I/OTXD,I/OTXD,I/OINT1,I/OINT1,I/OT0,I/OT0,

22、I/OINT0,I/OINT0,I/OT1,I/OT1,I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/O时时钟钟复复位位80C5180C51总总线线行行单单片片机机P3.7P3.7P0P0P1P1P2P2P3.0P3.0P3.1P3.1P3.3P3.3P3.4P3.4P3.2P3.2P3.5P3.5P3.6P3.68 88 88 8+5V+5V10K8时钟电路时钟电路复位电路复位电路并行总线作并行总线作I/OI/O口口总线型单片机总线型单片机输出口线多输出口线多外围扩展用串口外围扩展用串口系统结构简单系统结构简单优先选择这种结构，简化应用系统设计。优先选择这种结构，简化应用系

23、统设计。RXD,I/ORXD,I/OTXD,I/OTXD,I/OINT1,I/OINT1,I/OT0,I/OT0,I/OINT0,I/OINT0,I/OT1,I/OT1,I/OI/OI/OI/O,AINOI/O,AINOI/O,AINII/O,AINII/OI/OI/OI/O时时钟钟复复位位80C205180C2051非非总总线线行行单单片片机机P3.7P3.7P1.0P1.0P1.1P1.1P1.2P1.2P3.0P3.0P3.1P3.1P3.3P3.3P3.4P3.4P3.2P3.2P3.5P3.5P1.7P1.7时钟电路时钟电路复位电路复位电路省掉省掉P0,P2,P3.6P0,P2,P3

24、.6小型廉价单片机小型廉价单片机I/OI/O口驱动能力增强口驱动能力增强保留了保留了80C5180C51系列单片机的系列单片机的主要资源和主要资源和CPUCPU外围功能。外围功能。程序存储器程序存储器优先选择这种结构，简化应用系统设计优先选择这种结构，简化应用系统设计单片机的运行速度单片机的运行速度指令运行速度指令运行速度MIPSMIPS。由。由foscfosc决定、与单片机的结构有关。决定、与单片机的结构有关。(Million Insteuctions(Million Insteuctions Per Second) Per Second)运行的最小节拍。运行的最小节拍。指令速度为指令速度为

25、SPSPSISI=1/T=1/TM M（机器周期）（机器周期）)()(MHzfMIPSSPfOSCSIISP指令速度系数见指令速度系数见P136P136表表6.26.2指令运行速指令运行速 度快度快时钟频率高。时钟频率高。 PCON.1PCON.1掉电保护掉电保护至内部时钟电路PDXTAL1XTAL2内部有一个高增益可控反相放大器。内部有一个高增益可控反相放大器。 输入端输入端XTAL1XTAL1， 输出端输出端XTAL2XTAL2。XTAL1XTAL2XTAL1XTAL2NCPCXXTAL2XTAL1PDPDXTAL1XTAL2时钟时钟发生器发生器IDLIDLCPUCPU串行口串行口中断系统

26、中断系统定时器定时器/ /计数器计数器80C5180C51单片机单片机信号复位信号复位是在单片机正常供电情况下是在单片机正常供电情况下, ,在复位引在复位引 脚端加以复位信号而产生的复位。脚端加以复位信号而产生的复位。根据不同情况信号复位有根据不同情况信号复位有按键操作复位按键操作复位 唤醒复位唤醒复位 控制复位等。控制复位等。+5VRSTVCCVSS5.110K10uFRSTVCCVSS5.110K10uF100+5V等宽脉冲等宽脉冲RSTVCCVSS 10K10uF+5V1Q2Q1R/1C1C2C2R/2C1RD2RD1B2B1A2A0.110K+5V0.110K+5V210KSRET74

27、LS123RSTI/O单稳循环计数器CLRWDTWRST 看门狗控制看门狗控制WDT_CONTRWDT_CONTR0E1H0E1H位位序序7 76 65 54 43 32 21 10 0位符号位符号WDT_FLAGWDT_FLAGEN_WDTEN_WDTCLR_WDTCLR_WDTIDLE_WDTIDLE_WDTPS2PS2PS1PS1PS0PS0 WDT_FALGWDT_FALG看门狗溢出标志。看门狗溢出标志。溢出时溢出时硬件置硬件置1,1,软件清软件清0 0。 EN_WDTEN_WDT看门狗允许位。看门狗允许位。当置当置1 1时时, ,看门狗看门狗启动。启动。CLR_WDTCLR_WDT看

28、门狗清看门狗清0 0位。位。当置当置1 1时时, ,看门狗看门狗重新计数。重新计数。看门狗控制看门狗控制WDT_CONTRWDT_CONTR0E1H0E1H位位序序7 76 65 54 43 32 21 10 0位符号位符号WDT_FLAGWDT_FLAGEN_WDTEN_WDTCLR_WDTCLR_WDTIDLE_WDTIDLE_WDTPS2PS2PS1PS1PS0PS0IDLE_WDTIDLE_WDT看门狗看门狗IDLEIDLE模式位。模式位。 当置当置1 1时时, ,看门狗看门狗在空闲模式计数。在空闲模式计数。 当清当清0时时,看门狗在空闲模式不计数。看门狗在空闲模式不计数。PS2PS2

29、、PS1PS1、PS0PS0看门狗预分频值。看门狗预分频值。看门狗溢出时间看门狗溢出时间TfoscT3276812预分频值PS2 PS1 PS0 预分频T/fosc20MHZ12MHZ11.0592MHZ000239.2ms65.5ms71.1ms001478.6ms131.0ms142.2ms0108157.3ms262.1ms284.4ms01116314.6ms524.2ms568.8ms10032629.1ms1.0485s1.1377s101641.25S2.0971S2.2755S1101282.5S4.1943S4.5511S1112565S8.3886S9.1022S看门狗应用

30、程序看门狗应用程序 WDT_CONTR EQU 0E1H ;WDT_CONTR EQU 0E1H ;定义看门狗定义看门狗 ORG 0000HORG 0000H LJMP MAIN LJMP MAIN ORG 0050H ORG 0050HMAIN: MAIN: MOV WDT_CONTR,#00111100B ;MOV WDT_CONTR,#00111100B ;看门狗初始化看门狗初始化 NOPNOPLOP1: LCALL DISPLOP1: LCALL DISP LCALL DELAY LCALL DELAY MOV WDT_CONTR,#00111100B ;MOV WDT_CONTR,#

31、00111100B ;喂狗喂狗 LJMP LOP1 LJMP LOP1I/OISP_CONTRISP_CONTR0E7H0E7H位位序序7 76 65 54 43 32 21 10 0位符号位符号ISPENISPENSWBSSWBSSWRSTSWRSTCMD_FAILCMD_FAIL1 1WT2WT2WT1WT1WT0WT0 SWRSTSWRST软件复位标志。软件复位标志。0 不操作不操作,1时复位时复位.硬件自动清硬件自动清0 0。 123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:30-Oct-2007Sheet of File:C:Docu

32、ments and Settingsswd桌面报警板（测量）07-9-28.DDBDrawn By:C50.1uFL1L2132VVGNDINOUTN17805F1X01012345678910111213141516J112345678910111213141516J2INHB-OFFTESTIN8IN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1OVDC_IB-OUT1B-OUT2OVDC_I24VDC_I24VDC_IOVDC_IV141N4007D9TLP521D10TLP521D11TLP521A01VDD16A12SDA15A23SCL14P04INT13P15P712P26P611P37

33、P510Vss8P49D5PCF8574PA01VDD16A12SDA15A23SCL14P04INT13P15P712P26P611P37P510Vss8P49D6PCF8574PA01VDD16A12SDA15A23SCL14P04INT13P15P712P26P611P37P510Vss8P49D7PCF8574P+24V-1IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8+5V+5V+24V-1TESTB-OFFINH+5VRST/VPP1VCC20P3.0(RXD)2P1.719P3.1(TXD)3P1.618XTAL24P1.517XTAL15P1.416P3.2(INT0)6P1

34、.315P3.3(INT1)7P1.214P3.4(T0)8(AIN1)P1.113P3.5(T1)9(AIN0)P1.012GND10P3.711D1AT89C2051CS1VCC8SO2RESET7WP3SCK6VSS4SI5D2X5045P+5VV6V30V312N5551V29V28V35V33V34V322N5551LED4LED1LED2LED3LED5LED6LED7LED8R405.1KR415.1KR425.1KR435.1KR475.1KR465.1KR455.1KR445.1KR60240R61240R62240R63240OUT1OUT2OUT3OUT4+24V-3R6

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