单片机原理及应用第3章-80C51系列单片机的硬件基础知识-2版课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《单片机原理及应用第3章-80C51系列单片机的硬件基础知识-2版课件.pptx》由用户(三亚风情)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 原理 应用 80 C51 系列 硬件 基础知识 课件
- 资源描述:
-
1、12:401第第3章章 80C51系列单片机的硬件基础系列单片机的硬件基础 8051系列单片机概述系列单片机概述3.180C51系列单片机引脚功能系列单片机引脚功能3.280C51系列单片机的编程结构系列单片机的编程结构3.3 80C51系列单片机的存储器系列单片机的存储器3.4 80C51单片机的工作方式单片机的工作方式3.5 80C51系列单片机的时序系列单片机的时序3.6 80C51单片机最小应用系统单片机最小应用系统3.712:402 单片机是一个大规模集成电路芯片,但仅有一单片机是一个大规模集成电路芯片,但仅有一块单片机不能完成特定的控制任务,只有块单片机不能完成特定的控制任务,只有
2、当它与当它与其他器件和设备有机地组合在一起并配以特定的其他器件和设备有机地组合在一起并配以特定的程序时,才能构成一个真正的单片机应用系统,程序时,才能构成一个真正的单片机应用系统,完成特定的任务。完成特定的任务。在单片机应用系统中单片机是核心器件,要在单片机应用系统中单片机是核心器件,要设计单片机应用系统,必须首先掌握单片机的硬设计单片机应用系统,必须首先掌握单片机的硬件基础知识。件基础知识。12:4033.1 8051系列单片机概述系列单片机概述1980年美国年美国INTEL公司推出了高性能的公司推出了高性能的8位单片机:位单片机:MCS-51系列单片机。系列单片机。系列单片机系列单片机是指
3、同一厂家生产的具有相同系统结构是指同一厂家生产的具有相同系统结构的多种型号的单片机的多种型号的单片机。MCS-51系列单片机又可分为系列单片机又可分为51和和52两个子系列两个子系列。3.1.1 MCS-51系列单片机系列单片机12:404各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表各个子系列所含有的芯片型号及其硬件资源的区别如表3-1所示。所示。MCS-51系列系列型号型号片内片内ROM片内片内RAM定时器定时器/计数计数器器中断源数量中断源数量51子序列子序列(基本型基本型)8031无无128B216位位580514KB掩膜掩膜ROM128B216位位587514KB EPROM128
4、B216位位552子序列子序列(增强型增强型)8032无无256B316位位680528KB掩膜掩膜ROM256B316位位6在不同型号的在不同型号的MCS-51系列单片机中,除片内存储器系列单片机中,除片内存储器(ROM、RAM)容量与种类、定时器容量与种类、定时器/计数器的个数、中断源的数量有所不同外计数器的个数、中断源的数量有所不同外,指令系统和芯片引脚指令系统和芯片引脚是完全兼容的是完全兼容的。12:405它们的主要硬件特性:它们的主要硬件特性:(1)8位位CPU。(2)片内带振荡器片内带振荡器,振荡频率振荡频率fosc范围为范围为1.212MHz;可可有时钟输出。有时钟输出。(3)1
5、28/256B的片内数据存储器。的片内数据存储器。(4)0/4/8KB的片内程序存储器。的片内程序存储器。(5)程序存储器的寻址范围为程序存储器的寻址范围为64KB。(6)片外数据存储器的寻址范围为片外数据存储器的寻址范围为64KB。(7)21/26个字节专用寄存器。个字节专用寄存器。12:406(8)4个个8位并行位并行IO接口:接口:P0、P1、P2、P3。(9)1个个全双工串行全双工串行IO接口,可多机通信。接口,可多机通信。(10)2/3个个16位定时器计数器。位定时器计数器。(11)中断系统有中断系统有5/6个中断源,可编程为两个中断源,可编程为两级优先级。级优先级。(12)111条
6、指令条指令,含乘法指令和除法指令。,含乘法指令和除法指令。(13)含含布尔处理器布尔处理器,有强的位寻址、位处理能力。,有强的位寻址、位处理能力。(14)片内采用片内采用单总线单总线结构结构。(15)用单一用单一+5V电源。电源。12:407早期的早期的MCS-51系列单片机是采用系列单片机是采用HMOS工艺制造的,具有高速度、工艺制造的,具有高速度、高密度的特点,但功耗较大高密度的特点,但功耗较大。出于出于对降低功耗的要求,对降低功耗的要求,MCS-51系列单片机后来推出的产品采用系列单片机后来推出的产品采用了了CMOS和和HMOS结合的结合的CHMOS工艺工艺。采用采用CHMOS工艺制造的
7、工艺制造的51子系列对应的低功耗产品分别为子系列对应的低功耗产品分别为80C31、80C51、87C51,52子系列对应的低功耗产品分别为子系列对应的低功耗产品分别为80C32、80C52。12:408Features.Compatible with MCSR-51 Products4K Bytes of In-System Programmable(ISP)Flash Memory-Endurance:10,000 Write/Erase Cycles4.0V to 5.5V Operating RangeFully Static Operation:0 Hz to 33 MHzThree-
8、level Program Memory Lock1288-bit Internal RAM32 Programmable I/O LinesTwo 16-bit Timer/CountersSix Interrupt SourcesFull Duplex UART Serial ChannelLow-power Idle and Power-down ModesInterrupt Recovery from Power-down ModeWatchdog TimerDual Data PointerPower-off FlagFast Programming TimeFlexible ISP
9、 Programming(Byte and Page Mode)Green(Pb/Halide-free)Packaging Option特点:特点:lAT89S51是是51单片机家族中的一员,它可与家族中单片机家族中的一员,它可与家族中其他单片机兼容其他单片机兼容l该单片机片内有容量为该单片机片内有容量为4K bytes的的Flash存储器作为存储器作为程序存储器使用可进行在线编程,寿命为程序存储器使用可进行在线编程,寿命为10000次的擦次的擦写操作。写操作。l工作电压范围为工作电压范围为4.0V-5.5 Vl支持全静态操作,工作频率范围为支持全静态操作,工作频率范围为0Hz-33MHzl
10、三级程序存储器锁三级程序存储器锁l片内片内RAM容量为容量为128 x 8-bitl32个可编程个可编程If0口口l两个两个16位的定时位的定时/计数器计数器l6个中断源个中断源l全双工通用异步串行通信通道全双工通用异步串行通信通道l低功耗的休眠和停电模式低功耗的休眠和停电模式l停电模式下的中断恢复停电模式下的中断恢复l看门狗定时器看门狗定时器l双双DPTR指针寄存器指针寄存器l断电标志断电标志l快速编程时间快速编程时间l灵活的在线编程灵活的在线编程Byte和和Page模式模式)l环保封装选择环保封装选择(无铅无铅/无卤化物无卤化物)(a)技术特点英文描述技术特点英文描述 (b)技术特点中文翻
11、译技术特点中文翻译图图3-1 AT89C51单片机技术手册中关于特点的概述单片机技术手册中关于特点的概述12:409不同型号的不同型号的80C51单片机,内部资源或多或少有些单片机,内部资源或多或少有些差异,我们在选择时,可从以下几个方面考虑:差异,我们在选择时,可从以下几个方面考虑:1.程序存储器程序存储器 2.数据存储器数据存储器3.功耗功耗 4.体积体积 3.1.2 80C51系列单片机的选择依据系列单片机的选择依据12:4010 程序存储器用于存放单片机应用系统的目标程序。通过编程程序存储器用于存放单片机应用系统的目标程序。通过编程器或直接在系统编程器或直接在系统编程(ISP)将目标程
12、序写入单片机。将目标程序写入单片机。单片机的程序存储器目前供应的类型有单片机的程序存储器目前供应的类型有EPROM、OTPROM、Mask ROM和和Flash EEPROM。容量有容量有1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB和和64KB。由于由于EPROM型单片机使用不方便,现在己很少使用,普遍型单片机使用不方便,现在己很少使用,普遍采用采用Flash EEPROM型单片机代替;型单片机代替;OTP ROM单片机在中小批量的单片机产品中使用较多;单片机在中小批量的单片机产品中使用较多;Mask ROM型单片机由于其程序存储的高可靠性和低成本型单片机由于其程序存储的高可靠性和低成本
13、特点,适合于大批量的单片机应用场合。特点,适合于大批量的单片机应用场合。由于片内存储器成本的降低,由于片内存储器成本的降低,目前趋向于选择具有大容量的目前趋向于选择具有大容量的片内程序存储器的单片机,片外不用再扩展程序存储器。片内程序存储器的单片机,片外不用再扩展程序存储器。1.程序存储器程序存储器 12:4011 单片机片内数据存储器目前供应的类型有单片机片内数据存储器目前供应的类型有SRAM静态静态数据存储器,少数单片机片内有数据存储器,少数单片机片内有EEPROM非易失性数据存非易失性数据存储器。储器。51子系列片内子系列片内RAM有有128B,52子系列片内子系列片内RAM有有256B
14、,52子系列向下兼容子系列向下兼容51子系列,两者价格目前基本持子系列,两者价格目前基本持平,选择平,选择52子系列在使用上更为方便、灵活。子系列在使用上更为方便、灵活。2.数据存储器数据存储器 3.功耗功耗 许多公司都供应低电压的许多公司都供应低电压的80C51系列单片机,具有低功耗系列单片机,具有低功耗的特点,例如,的特点,例如,Atmel公司的公司的AT89LV51和和AT89LV52,它的工,它的工作电压范围为作电压范围为2.76V,可直接替换相应的,可直接替换相应的5V工作电压芯片。工作电压芯片。12:40124.体积体积 在应用系统的空间有限时,可选择相应型号的在应用系统的空间有限
15、时,可选择相应型号的PLCC和和QFP封装的单片机,外围芯片当然也要选择小型封装。在封装的单片机,外围芯片当然也要选择小型封装。在无外围扩展时也可选择非总线型的单片机,如无外围扩展时也可选择非总线型的单片机,如Atmel公司公司的的AT89C4051、AT89C2051和和AT89C1051,Philips公司的公司的P87LPCXXX系列。系列。新一代高性能的新一代高性能的80C51单片机增加了单片机增加了模模/数转换器数转换器(A/D)、脉宽调制输出脉宽调制输出(PWM)、第二串行口、串行扩展总线、第二串行口、串行扩展总线(I2C BUS)、现场总线、现场总线(CAN),程序监视定时器,程
16、序监视定时器(WDT)、在系统、在系统编程编程ISP等功能,使用户在进行单片机应用系统设计时有等功能,使用户在进行单片机应用系统设计时有更大的选择范围。更大的选择范围。12:40133.2 80C51系列单片机引脚功能系列单片机引脚功能在在80C51系列单片机中,各种单片机的引脚是相互系列单片机中,各种单片机的引脚是相互兼容的,只是功能略有差异。兼容的,只是功能略有差异。在器件引脚的封装上,在器件引脚的封装上,80C51系列单片机常用的封系列单片机常用的封装有三种,分别为装有三种,分别为双列直插式双列直插式PDIP 40脚脚封装、封装、塑塑料扁平式料扁平式PQFP/TQFP 44脚封装脚封装和
17、和带引线的塑料芯带引线的塑料芯片封装片封装PLCC 44脚脚封装。封装。12:4014图3-2 PDIP封装引脚图 图3-3 PDIP实物图 3.2.1 引脚功能引脚功能概述概述12:4015图3-4 PQFP/TQFP封装引脚图图3-5 PQFP/TQFP封装实物图12:4016图3-6 PLCC/LCC封装引脚图图3-7 PLCC/LCC封装实物图12:401780C51单片机引脚主要分为主电源引脚、外接晶体单片机引脚主要分为主电源引脚、外接晶体引脚引脚、输入输出引脚与控制引脚四类,以、输入输出引脚与控制引脚四类,以PDIP封装的单片机为例,引脚介绍如下:封装的单片机为例,引脚介绍如下:1
18、.主电源引脚主电源引脚(2条条)2.外接晶体引脚外接晶体引脚(2条条)3.输入输入/输出(输出(I/O)引脚)引脚(32条)4.控制引脚控制引脚(4条条)12:40181.主电源引脚主电源引脚(2条条)VCC(40脚)和脚)和GND(20脚):分别接电源的正端和地端。脚):分别接电源的正端和地端。不同型号单片机接入对应电压的电源,常压为不同型号单片机接入对应电压的电源,常压为+5V、低压为、低压为+3.3V。2.外接晶体引脚外接晶体引脚(2条条)XTAL1(19脚)、脚)、XTAL2(18脚):脚):XTAL1为片内振荡电为片内振荡电路的输入端,路的输入端,XTAL2为片内振荡电路的输出端。为
19、片内振荡电路的输出端。80C51单片单片机的时钟有两种方式,一种是片内时钟振荡方式,需在这两机的时钟有两种方式,一种是片内时钟振荡方式,需在这两个脚外接石英晶体和振荡电容;另一种是外部时钟方式,即个脚外接石英晶体和振荡电容;另一种是外部时钟方式,即将将XTAL1接地,外部时钟信号从接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入。脚输入。12:40193.输入输入/输出(输出(I/O)引脚)引脚(32条)输入输入/输出(输出(I/O)引脚共有)引脚共有P0口、口、P1口、口、P2口、口、P3口四口四组,每组组,每组8条引脚。条引脚。(1)P0口(口(39脚脚32脚):分别为脚):分别为P0.0P0.7,其
20、中,其中P0.7为为最高位,最高位,P0.0为最低位。这为最低位。这8条引脚有两种不同的功能:条引脚有两种不同的功能:1)作为通用输入输出作为通用输入输出(I/O口口)使用。使用。2)作为低作为低8位的地址位的地址/数据复用总线。数据复用总线。12:4020(2)P1口(口(1脚脚8脚):分别为脚):分别为P1.0P1.7,其中,其中P1.7为最为最高位,高位,P1.0为最低位。为最低位。P1口引脚也有两种不同的功能:口引脚也有两种不同的功能:1)作为准双向作为准双向I/O口使用。口使用。2)对对52子序列单片机,子序列单片机,P1.0引脚的第二功能为引脚的第二功能为T2定时器定时器/计计数器
21、的外部输入,数器的外部输入,P1.1引脚的第二功能为引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装捕捉、重装触发,即触发,即T2的外部控制端。的外部控制端。12:4021(3)P2口(口(21脚脚28脚):脚):P2口的口的8条引脚也有两种不同的条引脚也有两种不同的功能:功能:1)准双向输入输出接口,每一位也可独立控制。准双向输入输出接口,每一位也可独立控制。2)在接有片外存储器或扩展在接有片外存储器或扩展IO接口时,接口时,P2口作为高口作为高8位地位地址总线。址总线。12:4022(4)P3口(口(10脚脚17脚):脚):P3口的口的8条引脚也有两种不同的功能:条引脚也有两种不同的功能:1)准双向输入
22、输出接口,每一位同样可独立控制。准双向输入输出接口,每一位同样可独立控制。2)P3口的每一条引脚都有第二功能,如表口的每一条引脚都有第二功能,如表3-4所示。所示。引脚引脚第二功能第二功能说说 明明P3.0RXD串行口输入串行口输入P3.1TXD串行口输出串行口输出P3.2外部中断外部中断0输入,低电平输入,低电平有效有效P3.3外部中断外部中断1输入,低电平输入,低电平有效有效P3.4T0定时器定时器/计数器计数器0的外部计的外部计数脉冲输入数脉冲输入P3.5T1定时器定时器/计数器计数器1的外部计的外部计数脉冲输入数脉冲输入P3.6片外数据存储器写允许,片外数据存储器写允许,低电平有效低电
23、平有效P3.7片外数据存储器读允许,片外数据存储器读允许,低电平有效低电平有效INT0WRRD12:4023单片机单片机通过通过I/O口表现出控制能力,口表现出控制能力,在第一功能时可以在第一功能时可以实现对外围输入实现对外围输入/输出设备,输出设备,如按键开关、键盘、发光如按键开关、键盘、发光二极管、数码管、液晶屏、电机、继电器等二极管、数码管、液晶屏、电机、继电器等的控制的控制。在在单片机内部的存储器、接口电路等不够用而需要进行单片机内部的存储器、接口电路等不够用而需要进行片外扩展时,这四组接口又表现出第二种功能,即作为片外扩展时,这四组接口又表现出第二种功能,即作为对外扩展芯片的地址总线
24、、数据总线与控制总线使用。对外扩展芯片的地址总线、数据总线与控制总线使用。每个端口的结构各部相同,它们在功能和用途上也每个端口的结构各部相同,它们在功能和用途上也存在存在差别。差别。总结:总结:12:402412:40254.控制引脚控制引脚(4条条)(1)RST(Reset,9引脚引脚):复位信号输入端。:复位信号输入端。(2)ALE/(Address Latch Enable/Programming,30引脚引脚):ALE为地址锁存允许信号,配合为地址锁存允许信号,配合P0口引脚的第二功能使用。口引脚的第二功能使用。为本引脚的第二功能,表示编程脉冲输入端。为本引脚的第二功能,表示编程脉冲输
25、入端。(3)/VPP(Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31引脚引脚):片内片外程序存储器选择控制端。:片内片外程序存储器选择控制端。(4)(Program Strobe Enable,29引脚引脚):片外程序存储器:片外程序存储器(ROM)选通线。选通线。PROGPROGPSEN12:40263.2.2 引脚引脚与内部功能模块的关系与内部功能模块的关系图图3-9 单片机引脚和内部功能模块之间的关系单片机引脚和内部功能模块之间的关系12:4027图图3-10 80C51单片机对外三总线构成单片机对外三总线构成3.2.3 单片机单片机对外扩展时
展开阅读全文