单片机技术与应用单片机技术与应用知识归纳知识归纳练习题练习题项目导读项目导读任务二、彩灯闪烁控制任务二、彩灯闪烁控制项目小结项目小结任务一、认识单片机任务一、认识单片机项目一 单片机最小工作系统构建 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用项目目标导读项目目标导读学习学习目标目标技能技能目标目标 掌握51系列单片机常用引脚及功能。 了解常用型号单片机的特点。 掌握单片机的内部结构。熟悉单片机应用系统的开发流程。熟练掌握单片机开发环境的使用。 能识别不同类型的单片机芯片。 熟练操作Keil软件，进行程序的编写和调试。 熟练操作Proteus软件，会选择元器件，绘制单片机硬件原理图。 能正确使用汇编指令编写简单程序。 能根据任务要求构建单片机最小工作系统。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用1. 单片机概念的理解和引脚的应用方法。2. 单片机最小工作系统的组成。3. 汇编指令的格式、编程方法。4. 单片机应用系统的开发流程。知识教学点知识教学点 项目目标导读项目目标导读方法切入点方法切入点 1. 利用网上的资料、图片和实际单片机应用案例进行演示，便于学生对单片机概念的理解。2. 采用“项目引导、任务驱动、教学做合一”的教学方式，通过实际项目的分析和实施，结合Keil和Proteus软件的使用，了解单片机电子产品实际的开发流程。 参考学时：参考学时：10学时12学时 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机任务导入任务导入 在日常生活中，像手机、电话机、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、玩具、电子表、电子秤、MP3、MP4、数码相机、录音笔、汽车防盗器等常用设备，给我们带来了许多方便和生活情趣，可你了解在这些设备中发挥主要作用的单片机吗？单片机因将计算机的主要组成部分集成在一块芯片上而得名，如图1-1所示为单片机芯片的外型结构，别看它体积很小，有了它，可以使我们的生活更加丰富多彩。 图1-1 单片机芯片外型图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机任务分析任务分析 要想了解单片机的控制作用，必须先认识单片机，熟悉单片机的基本结构及功能，利用单片机集成开发环境，可以更加直观地模拟仿真单片机的工作过程，现在就让我们来认识单片机，学习单片机的相关概念。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机1 1、什什么么是是单单片片机机CPU输输入入设设备备输输出出设设备备软软件件系系统统+微型计算机系统微型计算机系统硬件系统输输入入接接口口设设备备输输出出接接口口设设备备运 算 器控 制 器存 储 器单单单单片片片片微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机是是是是指指指指集集集集成成成成在在在在一一一一个个个个芯芯芯芯片片片片上上上上的的的的微微微微型型型型计计计计算算算算机机机机，简称单片机简称单片机简称单片机简称单片机 单片机实质上就是一个单片机实质上就是一个单片机实质上就是一个单片机实质上就是一个芯片芯片芯片芯片相关知识：单片机基本知识相关知识：单片机基本知识Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机2 2、MCS-51MCS-51系列单片机及其内部结构系列单片机及其内部结构串行通信接口全双工 1个ROMTXD RXD中断系统并行通信接口48bit定时/计数器RAM时 钟电 路CPU总线控制图1-2 MCS-51单片机结构框图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机(1) 中央处理器CPU：8位，运算和控制功能(2) 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个单元被专用寄存器占用。(3) 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。(4) 定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。(5) 并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。(6) 串行口：一个全双工串行口。(7) 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）(8) 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机 近几年在我国非常流行的单片机AT89C51，是在8051基础上增强了许多特性，如由Flash（程序存储器的内容至少可以改写1000次）存储器取带了原来的一次性写入的ROM，其性能相对于8051已经算是非常优越了，但在市场化方面，AT89C51单片机受到了PIC单片机阵营的挑战，AT89C51最致命的缺陷在于不支持ISP功能。AT89S51就是在这样的背景下取代89C51单片机的。Atmel公司目前已经停产AT89C51单片机，将用AT89S51单片机代替。AT89S51单片机在工艺上进行了改进，采用0.35新工艺，成本降低，而且将功能提升，增强了竞争力。AT89SXX可以向下兼容AT89CXX等51系列芯片。表1-1是AT89系列单片机的主要分类及功能特性。本教材主要采用AT89S51/52芯片（由于Proteus软件中不包含AT89S51/52芯片，因此仿真时仍采用AT89C51/52芯片）。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机系系列列典型芯片典型芯片I/O口口定时定时/计计数器数器中断中断源源串行串行通信口通信口片内片内RAM片内片内ROM新功能新功能标标准准型型AT89C5132个个2x16位位61128字节字节4K Flash MemoryAT89C523x16位位8256字节字节8K Flash MemoryAT89C5532个个3x16位位81256字节字节20K Flash MemoryAT89S5132个个2x16位位61128字节字节4K Flash MemoryWatchdog TimerAT89S523x16位位8256字节字节8K Flash Memory低低档档型型AT89C105115个个2x16位位6无无64字节字节1K Flash MemoryAT89C205115个个2x16位位61128字节字节2K Flash MemoryAT89C405115个个2x16位位61128字节字节4K Flash Memory高高档档型型AT89C51RC32个个3x16位位81512字节字节32K Flash MemoryWatchdog TimerAT89C55WD32个个3x16位位81256字节字节20K Flash MemoryWatchdog TimerAT89S825232个个3x16位位91256字节字节8K Flash Memory2K EEPROMSPI、Watchdog TimerAT89S5332个个3x16位位91256字节字节12K Flash MemorySPI、Watchdog Timer表1-1 AT89系列单片机的主要分类及功能特性Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机3 3、单片机应用系统、单片机应用系统图1-3 单片机应用系统所需软硬件设备及连接形式 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机单片机应用系统开发制作过程设计电设计电路图路图制作电制作电路板路板程序程序设计设计硬件软硬件软件联调件联调程序程序烧录烧录产品产品测试测试单片机开发系统单片机开发系统（单片机仿真器）（单片机仿真器）编程器编程器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机单片机仿真器PC机(仿真软件)并口目标板仿真系统联接仿真系统联接: Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机（1 1）汇编语言）汇编语言 汇编语言是最早应用于单片机开发与应用的程序语言，是一种面向机器的低级语言。它以助记符形式表示每一条指令。 51单片机的汇编指令系统包含111条指令，7种寻址方式；按照其功能可分为数据传送类、算术运算类、逻辑运算类、控制转移类和布尔运算类五大类。 汇编语言的优点是执行速度快、代码短小精悍、且指令的执行周期确定。（2 2）高级语言）高级语言 由于汇编语言其缺乏通用性和可读性，并且可移植性差，因此在单片机开发过程中出现了高级语言，如C语言。单片机C语言既有汇编语言操作底层硬件的能力，又具有高级语言的许多优点，其中以Keil公司推出的C51最为流行。 本书涉及到的项目案例程序均采用汇编语言设计。 4 4、单片机编程语言、单片机编程语言Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机5 5、单片机集成开发环境、单片机集成开发环境 （1）Keil uVision2软件软件 Keil uVision2系列软件是德国Keil Software公司推出的51系列兼容单片机开发软件系统。软件支持单片机C51程序设计语言，也可以直接进行汇编语言的设计与编译。Keil uVision2包含一个高级的编译器、一个项目管理器和一个MAKE工具。（2）嵌入式系统仿真与开发平台）嵌入式系统仿真与开发平台Proteus软件软件 Proteus是英国Labcenter公司开发的EDA工具软件，它集合了原理图设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及PCB设计完整的电子设计过程。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机图1-4 Proteus基本结构体系图Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务一任务一 认识单片机认识单片机（3）Kile软件和软件和PROTEUS软件的联合仿真软件的联合仿真 Keil Vision 2与Proteus的结合方式有两种： 方法一方法一：在Vision环境中编写程序并将其编译成“*.HEX”文件，而在Proteus环境下将“*.HEX”文件加载到单片机中，此种方式与单片机实际工程设计相类似； 方法二方法二：把Proteus环境下的硬件作为虚拟的目标板硬件，Proteus与Keil Vision 2之间通过TCP/IP进行通讯，此种方法类似于Vision环境下的目标板仿真调试模式，在运用此种方法进行仿真前需要更改Vision与Proteus的相关设置。 本教材所有项目案例均采用方法一。返回Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 任务分析任务分析 在Proteus软件中用AT89S51单片机来组成一个简单的单片机应用系统，以单片机的I/O端口控制一个发光二极管（LED），通过在集成开发环境下编程和调试程序，实现发光二极管的亮/灭以及闪烁的控制效果。 图1-5 单片机控制LED灯电路 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 1 1、单片机外部引脚及功能、单片机外部引脚及功能 (1) AT89S51单单片机的外部引脚片机的外部引脚 AT89S51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，片内含4kB ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用Ateml公司的高密度、非易失性存储技术生产，它集既可在线编程(ISP)也可用传统方法进行编程的Flash程序存储器及通用8位微处理器于单片芯片中，Ateml公司生产的AT89S51单片机功能强大、价位低，可以应用于许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。 相关知识：单片机基本结构相关知识：单片机基本结构Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 图1-6 AT89S51单片机的外部引脚图 2 2 2 2、振荡电路：、振荡电路：、振荡电路：、振荡电路：XTAL1XTAL1XTAL1XTAL1、XTAL2XTAL2XTAL2XTAL23 3 3 3、并行口：、并行口：、并行口：、并行口：P0P0P0P0、P1P1P1P1、P2P2P2P2、P3P3P3P37 7、ALE/ ALE/ PROGPROG：地址锁存控制信号：地址锁存控制信号：地址锁存控制信号：地址锁存控制信号1 1 1 1、电源线：、电源线：、电源线：、电源线：VCC(+5V)VCC(+5V)VCC(+5V)VCC(+5V)、GND(GND(GND(GND(地地地地) ) ) )5 5、EA/EA/V VPPPP：访问程序存储控制信号：访问程序存储控制信号：访问程序存储控制信号：访问程序存储控制信号6 6、PSENPSEN：外部：外部：外部：外部ROMROM读选通信号读选通信号读选通信号读选通信号4 4、复位引脚：、复位引脚：、复位引脚：、复位引脚：RST/RST/V VPDPDEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 (2) AT89S51单单片机的片机的主要性能主要性能 表1-3 AT89S51单片机主要特性参数 兼容MCS-51指令系统 4kB可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口工作电压：4.0-5.5V 2个16位可编程定时/计数器 时钟频率：0-33MHz 全双工UART串行中断口线 128x8bit内部RAM 6个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 (3) AT89S51单单片机的片机的管脚功能说明管脚功能说明 P0口： P0口是一个8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。能驱动8个TTL逻辑门电路。在访问外部存储器时，P0口可用于分时传送低8位地址总线和8位数据总线。在Flash编程时，P0口接收指令字节；而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 P1口： P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，可驱动4个TTL逻辑门电路。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。表1-4为P1端口引脚的第二功能说明。 端口引脚第二功能P1.5MOSI(用于ISP编程)P1.6MISO(用于ISP编程)P1.7SCK(用于ISP编程)表1-4 P1端口引脚的第二功能表 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 P2口： P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，在访问外部存储器时，P2口可用于高8位地址总线。能驱动4个LSTTL门。Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。 P3口： P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/0口，能驱动4个LSTTL门。P3口除了作为一般的I/O端口外，更重要的用途是它的第二功能，表1-5 P3端口各引脚与第二功能表 第一功能第二功能第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2外部中断0申请P3.3外部中断1申请P3.4T0定时器/计数器0的外部输入P3.5T1定时器/计数器1的外部输入P3.6外部RAM写选通P3.7外部RAM读选通Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 (4) AT89S52单单片机的片机的主要性能主要性能 图1-7 AT89S52单片机的外部引脚图 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机。它具有如下特点：40个引脚（见图1-7），8k B Flash片内程序存储器，256 B的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级(2层中断嵌套中断)，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 表1-6 AT89S52单片机主要特性参数 兼容MCS-51指令系统 8kB可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM 32个双向I/O口工作电压： 4.5-5.5V 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率：0-33MHz 全双工UART串行中断口线 256x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 2 2、单片机最小工作系统、单片机最小工作系统 单片机最小系统包括电源、时钟电路、复位电路、引脚这几部分。其中时钟电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。 图1-8 AT89S51单片机最小系统 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 (1) 时钟电时钟电路路 表1-3 AT89S51单片机主要特性参数 单片机的连接引脚XTAL1、XTAL2 ；连接方法内部时钟方式内部时钟方式 外部时钟方式外部时钟方式 v内部机器频率内部机器频率F=fosc/12F=fosc/12vC1C1和和C2C2的一般取值的一般取值 20 2030pF30pF陶瓷电容陶瓷电容Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 (2) 复复位位电电路路 单片机复位的条件是：必须使RST引脚（第9引脚）加上持续两个机器周期（即24个振荡周期）的高电平。若时钟频率为12MHz，每机器周期为1us，则只需2us以上时间的高电平。 （a） 上电复位电路 （b） 按键复位电路 图1-10 单片机常见的复位电路Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 复位后，内部各专用寄存器状态如表1-7，其中*表示无关位。 表1-7 单片机复位状态 专用寄存器复位状态专用寄存器复位状态PC0000HTMOD00HACC00HTCON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIP*00000BSBUF不定IE 0*00000BPCON0*0000BEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 3 3、单片机的存储器结构、单片机的存储器结构 单片机的存储器包括两大类：程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。这里以8051单片机为代表来说明MCS-51系列单片机存储器的结构。8051单片机的存储器主要有4个物理存储空间，即内部数据存储器（IDATA区）、外部数据存储器（XDATA区）、内部程序存储器和外部程序存储器（程序存储器合称为CODE区）。 图1-11 单片机的存储器结构图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用内部外部0000H0FFFH(4K)0000HFFFFH(64K)0000H0FFFH(4K)0000H0001H0002H(PC)0000H是程序执行的起始单元,在这三个单元存放一条无条件转移指令中断5中断4中断3中断2中断10003H000BH0013H001BH0023H002BH外部中断0定时器0中断外部中断1定时器1中断串行口中断8位位0FFFH0FFEHEA=1 EA=0EA=1 EA=0中断入口地址任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 （a）ROM与 关系 （b）ROM中的特殊单元 图1-12 程序存储器结构图(1)(1)(1)(1)程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用0000HFFFFH(64K)内部外部(2)(2)(2)(2)数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器RAMRAM存储器存储器00HFFH7FH80H(高128B)(低128B)RAM专用寄存器00H00H07H07H08H08H0FH0FH10H10H17H17H18H18H1FH1FH0区区R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R7R0R0R7R71区区2区区3区区工作寄存器区工作寄存器区可位寻址区可位寻址区20H2FH7F 7807 0030H7FH数据缓冲区数据缓冲区/堆栈区堆栈区内部内部RAMRAM存储器存储器 1 11 1第第第第 3 3 区区区区18H1FH18H1FH 0 10 1第第第第 1 1 区区区区08H0FH08H0FHRS1 RS0RS1 RS0寄存器区寄存器区寄存器区寄存器区片内片内片内片内RAMRAM地址地址地址地址 0 00 0第第第第 0 0 区区区区00H07H00H07H 1 0 1 0第第第第 2 2 区区区区10H17H10H17H工作寄存器区工作寄存器区选择位选择位RS0RS0、RS1RS1PSW位地址 CY ACF0RS1RS0OVF1P内部RAM低128单元Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用单元地址2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7F7F77776F6F67675F5F57574F4F47473F3F37372F2F27271F1F17170F0F0707 MSB 位地址 LSB7E7E76766E6E66665E5E56564E4E46463E3E36362E2E26261E1E16160E0E06067D7D75756D6D65655D5D55554D4D45453D3D35352D2D25251D1D15150D0D05057C7C74746C6C64645C5C54544C4C44443C3C34342C2C24241C1C14140C0C04047B7B73736B6B63635B5B53534B4B43433B3B33332B2B23231B1B13130B0B03037A7A72726A6A62625A5A52524A4A42423A3A32322A2A22221A1A12120A0A020279797171696961615959515149494141393931312929212119191111090901017878707068686060585850504848404038383030282820201818101008080000表1-9 片内RAM位寻址区的位地址 任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 SFR名称名称符号符号 MSB 位地址位地址/位定义位定义 LSB字节地址字节地址寄存器寄存器BBF7 HF6 HF5 HF4 HF3 HF2 HF1 H F0 HF0H寄存器寄存器AACCE7 HE6 HE5 HE4 HE3 H E2 HE1 HE0 HE0H程序状态字程序状态字PSWD7 HD6 HD5 HD4 HD3 HD2 HD1 HD0 HD0HCYACF0RS1RS0OVF1P中断优先级控制中断优先级控制IPBF HBE HBD HBC HBB HBA HB9 HB8 HB8H/PSPT1PX1PT0PX0I/O端口端口3P3B7 HB6 HB5 HB4 HB3 HB2 HB1 HB0 HB0HP3.7P3.6P3.5P3.4P3.3P3.2P3.1P3.0中断允许控制中断允许控制IEAF HAE HAD HAC HAB HAA HA9 HA8 HA8HEA/ESET1EX1ET0EX0I/O端口端口2P2A7 HA6 HA5 HA4 HA3 HA2 HA1 HA0 HA0HP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0串行数据缓冲串行数据缓冲SBUF(99H)串行控制串行控制SCON9F H9E H9D H9C H9B H9A H99 H98 H98HSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRII/O端口端口1P197H96 H95 H94 H93 H92 H91 H90 H90HP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0表1-10 MCS-51单片机专用寄存器地址表 内部RAM高128单元Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 SFR名称名称符号符号 MSB 位地址位地址/位定义位定义 LSB字节地址字节地址T1(高字节)TH1 (8DH)T0(高字节)TH0 (8CH)T1(低字节)TL1 (8BH)T0(低字节)TL0 (8AH)定时/计数器方式选择TMODGATEC/TM1M0GATC/TM1M0 (89H)定时/计数器控制TCON8FH8EH8DH8C H8B H8A H89 H88 H 88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0电源控制及比特率选择PCONSMO/ (87H)数据指针高位字节DPH (83H)数据指针低位字节DPL (82H)堆栈指针SP (81H)I/O端口0P087H86 H85 H84 H83 H82 H81 H80 H 80HP0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0续表-表1-10 MCS-51单片机专用寄存器地址表 注：字节地址栏中不带括号的寄存器是可进行位寻址的寄存器，而带括号的是不能进行位寻址的寄存器。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用几种常用的特殊功能寄存器（SFR）任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 q程序计数器程序计数器PC PC是一个16位的计数器，它的作用是控制程序的执行顺序。其内容指明即将执行的下一条指令的地址(程序存储器地址)，在物理上独立，复位时PC = 0000H。q累加器累加器ACC（Accumulator） 累加器A为8位寄存器，在编程操作中是最常用的专用寄存器，功能较多，可按位寻址。qB寄存器寄存器 B寄存器是一个8位寄存器，即可作为一般寄存器使用，也可用于乘除运算。做乘法运算时，B是乘数。乘法操作后，乘积的高8位存于B中。做除法运算时，B存放除数。除法操作后，余数存放在B中。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 q程序状态字程序状态字PSW（Program Status Word） P RS0RS1OV F0 AC CY CY 进位/借位标志；位累加器。AC 辅助进/借位标志；用于十进制调整。F0 用户定义标志位；软件置位/清零。OV 溢出标志； 硬件置位/清零。P 奇偶标志；A中1的个数为奇数 P = 1；否则 P = 0。RS1、RS0 寄存器区选择控制位。 0 0 ： 0区区 R0 R7 0 1 ： 1区区 R0 R7 1 0 ： 2区区 R0 R7 1 1 ： 3区区 R0 R7 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 q堆栈指针堆栈指针 指明栈顶元素的地址，8位，可软件设置初值，复位时 SP = 07H。 q数据指针数据指针DPTR DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16位，寻址范围64KB。 DPTR = DPH + DPL，也可单独使用。要进行要进行16位数据的传送，只有下面指令是正确的：位数据的传送，只有下面指令是正确的： MOV DPTR, #DATA16小贴士小贴士Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 1 1、确定设计方案、确定设计方案 选用AT89C51单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源和一个发光二极管构成最小系统，完成对单个信号灯的控制。任务实施任务实施并并行行接接口口AT89C51单片机单片机电源电源时钟电路时钟电路复位电路复位电路发光二极管发光二极管LED显示显示图1-13 最小工作系统方案设计框图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 2 2、硬件电路设计、硬件电路设计 任务实施任务实施图1-14 单个LED信号灯控制电路原理图 电路所用仿真元器件：AT89C51 ：单片机RES ：电阻 CRYSTAL ：晶振LED-RED ：发光二极管CAP ：电容CAP-ELEC ：电解电容Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 3 3、源程序设计、源程序设计步骤1：;* * * 单灯点亮控制程序* * * * * * * * * * ;程序名：控制程序xm1_1.asm;程序功能：控制1个发光二极管点亮、熄灭显示 ORG 0000H ;程序从地址0000H开始存放 LJMP START ORG 0030HSTART: CLR P1.0 ;将P1.0清零，点亮一个发光二极管 SJMP $ ;程序动态暂停 END ;汇编程序结束 任务实施任务实施将CLR P1.0这行指令改为SETB P1.0，可使发光二极管熄灭。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 步骤2：;* * * * * * * * *单灯闪烁控制程序* * * * *;程序名：控制程序xm1_2.asm;程序功能：控制单个发光二极管亮、灭闪烁 ORG 0000HSTART: CLR P1.0 ;将P1.0清零“0”，点亮一个发光二极管ACALL DELAY ;调用延时子程序，也可用指令LCALLSETB P1.0 ;将P1.0置“1”，熄灭一个发光二极管ACALL DELAY ;调用延时子程序SJMP START ;程序重新开始循环，也可用指令LJMPDELAY: MOV R3,#250 ;延时子程序D2: MOV R4,#250D1: NOPDJNZ R4,D1DJNZ R3,D2RETEND图1-15 LED信号灯亮灭闪烁流程图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 4 4、软、硬件调试与仿真、软、硬件调试与仿真任务实施任务实施图1-19 单个LED信号灯控制电路全速仿真图片段Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 5 5、实物连接、制作、实物连接、制作任务实施任务实施图1-24 单个LED信号灯闪烁的电路 板实物在万能板上按照单片机控制LED电路图元器件进行焊接 。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 6 6、源程序说明、源程序说明 ORG 0000HSTART: CLR P1.0 ;将P1.0清“0”，点亮发光二极管ACALL DELAY ;调用延时子程序延时，也可用指令LCALLSETB P1.0 ;将P1.0置“1”，熄灭发光二极管ACALL DELAY ;调用延时子程序延时SJMP START ;跳转到START处，循环执行程序。也可用指令LJMP任务实施任务实施主程序：主程序：延延时时子程序：子程序：DELAY: MOV R3,#250 ;将立即数250送到R3工作寄存器D2: MOV R4,#250 ;将立即数250送到R4工作寄存器D1: NOP ;消耗1个机器周期DJNZ R4,D1 ;R4减1不为零转移到标号D1处DJNZ R3,D2 ;R3减1不为零转移到标号D2处RET ;子程序结束，返回到主程序Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 训练任务训练任务1：利用P1口输出控制8个发光二极管，实现8个信号灯同时亮灭闪烁，设计方案如何修改？评价标准：流程图绘制、硬件电路原理图修改、软件程序修改、软硬件联调、实物连接。训练任务训练任务2：将P1口改为P0口输出控制8个发光二极管，分别点亮和熄灭，电路如何连接？程序如何修改？评价标准：硬件电路原理图修改、软件程序修改、软硬件联调、实物连接。 训练与测评训练与测评Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 在实际应用中，经常用开关控制信号灯。将开关连接到P1.7，LED发光二极管连接到P1.0。控制要求：控制要求：开关打开，发光二极管熄灭；开关闭合，发光二极管熄灭点亮。设计思路：设计思路：首先通过输入口P1.7将开关的状态读取到单片机内，经过数据处理后，再由输出口P1.0将结果输出来控制发光二极管的点亮和熄灭。 技能提高技能提高Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 技能提高技能提高;* * * * * * * * *开关控制信号灯程序* * * * * * ;程序名：控制程序xm1_3.asm;程序功能：用单个开关控制1个发光二极管点亮和熄灭ORG 0000HSTART: MOV C,P1.7;读取开关状态，保存在”C”中CPL C ;将”C”值取反MOV P1.0,C ;把”C”值输出到P1.0,控制发光二极管亮、灭LJMP STARTEND图1-26 单个开关控制发光二极管流程图 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用任务二任务二 彩灯闪烁控制彩灯闪烁控制 知识拓展：发给二极管的应用知识拓展：发给二极管的应用 发光二极管（LED）是一种把电能变成光能的半导体器件。当给LED加上正向偏压，有电流流过二极管，LED就会发光，与普通二极管一样具有单向导电性，发光颜色有红、黄、绿等单色发光二极管，另外还有一种能发红色和绿色光的双色二极管。 LED可以由直流、交流、脉冲电源点亮，常用做指示，工作电流一般为几毫安到几十毫安，正向电压一般在1.5V2.5V之间，与单片机连接时，一般要加限流电阻。LED的驱动，可分为低电平点亮和高电平点亮两种。 LED技术特点是寿命长、能耗低、显色性高、易维护、体积小、支流电驱动、点亮速度快、无频闪、眩光少、耐震性、散热好、防暴（无高气压元件）。鉴于LED 的技术特点，目前主要应用于以下几大方面： (1) 显示屏和交通信号灯 (2) 汽车车灯 (3) LED 背光源 (4) 室内装饰灯和景观照明灯 (5) LED 照明光源 返回Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用知识归纳知识归纳返回项目一项目一 单片机最小系统构建单片机最小系统构建Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用1. 在学习项目的任务一中，主要掌握： 常用型号单片机的特点，尤其是AT89S51/52芯片的内部结构和特点； 单片机应用系统实际项目开发的一般流程： 总体设计硬件设计软件设计系统调试与维护； 单片机集成开发环境： Vision 2软件用来完成程序的编辑、编译、运行及调试。因为我们用的是汇编语言，在程序编辑存盘时，要保存为ASM格式文件，最后编译下载到芯片中的文件为HEX格式文件。Vision 2常用的几种程序运行方式：全速运行（GO）、单步运行（Step ）、跟踪运行（Step Over ）、断点运行（Breakpoint）。 Proteus软件用来设计单片机硬件电路以及与Keil Vision 2一起联合仿真，要注意在设计电路时，要进行电源与接地的连接、复位引脚的连接、时钟电路的连接、EA引脚的连接，所有单片机电路都要进行这4个基本连接，才能正常工作。2. 任务二通过单灯亮、灭及闪烁控制，掌握单片机最小工作系统的基本组成：CPU芯片、电源、晶振电路和复位电路以及单片机内部存储器的结构。着重训练学生对单片机开发工具的熟练使用，并认识简单的汇编指令。 项目小结项目小结返回项目一项目一 单片机最小系统构建单片机最小系统构建Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用一、选择题一、选择题(1) MCS-51单片机的CPU主要由 组成。 A运算器、控制器 B加法器、寄存器 C运算器、加法器 D运算器、译码器(2) 单片机中的程序计数器PC用来 。 A存放指令 B存放正在执行的指令地址 C存放下一条指令地址 D存放上一条指令地址(3) 单片机AT89C51的引脚 。 A必须接地 B必须接+5 V C可悬空 D以上三种视需要而定(4) PSW中的RS1和RS0用来 。 A选择工作寄存器区号 B指示复位 C选择定时器 D选择工作方式(5) 单片机上电复位后，PC的内容和SP的内容为 。 A0000H，00H B0000H，07H C0003H，07H D0800H，08H(6) 使用单片机开发系统调试汇编语言程序时，首先应新建文件，该文件的扩展名是 。 A*.c B*.hex C*.bin D*.asm(7) 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. 机器语言源程序练习题练习题项目一项目一 单片机最小系统构建单片机最小系统构建Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用二、填空题二、填空题(1) 若MCS-51单片机的晶振频率为fOSC=12 MHz，则一个机器周期等于 s。(2) MCS-51单片机的XTAL1和XTAL2引脚是 引脚。(3) MCS-51单片机的数据指针DPTR是一个16位的专用地址指针寄存器，主要用来 。(4) MCS-51单片机中输入/输出端口中，常用于第二功能的是 。(5) MCS-51单片机内存的堆栈是一个特殊的存储区，用来 ，它是按后进先出的原则存取数据的。(6) 单片机应用程序一般存放在 中。三、简答题三、简答题1. 汇编语言的书写格式和注意事项是什么？2. 单片机最小系统是怎样构成的？3. 理解并掌握发光二极管的控制方法,若发光二极管接成共阴极型,试修改程序并调试。4. 本学习项目学习了哪几条指令，其用法格式是怎样的？练习题练习题项目一项目一 单片机最小系统构建单片机最小系统构建Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.单片机技术与应用单片机技术与应用四、四、训练题训练题1修改项目训练中的源程序，使8个发光二极管按照下面的形式发光。 P1口管脚 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 对应灯的状态 注：表示灭，表示亮。2在日常生活中，经常用两个开关控制一盏灯。例如楼梯口的灯D1通常要求用楼下的开关K1可以控制、而楼上的开关K2也可以控制。利用单片机的P1.0、P1.1输入两个开关K1和K2的信号，当开关打开时，发光二极管熄灭；两个开关中任意一个开关闭合时，发光二极管点亮，P1.7控制一个LED发光二极管D1，实现上述功能。设计硬件电路并编写相应的程序。 练习题练习题返回项目一项目一 单片机最小系统构建单片机最小系统构建Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.