文档介绍:单片机概述:
单片机是微单片微型计算机的简称,微型计算机的一种.
它把中央处理器(CPU),随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),定时器\计数器以及I\O接口,串并通信等接口电路的功能集成与一块电路芯片的微型计算机。
字长:在计算机中有一组二进制编码表示一个信息,这组编码称为计算机的字,组成字的位数称为“字长”,字长标志着精度,MCS—51是8位的微型计算机。
89c51 是8位(字长)单片机 (51系列为8位)
单片机硬件系统仍然依照体系结构:包括 CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器)、输入设备和输出设备、内部总线等.
由于一块尺寸有限的电路芯片实现多种功能,所以制作上要求单片机的高性能,结构简单,工作可靠稳定。
单片机软件系统包括监控程序,中断、控制、初始化等用户程序。
一般编程语言有汇编语言和C语言,都是通过编译以后得到机器语言(二进制代码)。
1.1单片机的半导体工艺
一种是HMOS工艺,高密度短沟道MOS工艺具有高速度、高密度的特点;
另一种是CHMOS工艺,互补金属氧化物的HMOS工艺,它兼有HMOS工艺的特点还具有CMOS的低功耗的特点。例如:8051的功耗是630mW,80C51的功耗只有110mW左右.
1.2开发步5骤:
1。设计单片机系统的电路
2。利用软件开发工具(如:Keil c51)编辑程序,通过编译得到.hex的机器语言。
3。利用单片机仿真系统(例如:Protus)对单片机最小系统以及设计的外围电路,进行模拟的硬软件联合调试。
(如:STC_ISP下载软件)读写设备将仿真中调试好的.hex程序拷到单片机的程序存储器里面。
5。根据设计实物搭建单片机系统。
2.1MCS—51单片机的组成:(有两个定时器)
CPU(进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器)、I/O口(串口、并口)、内部总线 和中断系统等。
工作过程框图如下:
运算器
组成:8位算术逻辑运算单元ALU(Arithmetic Logic Unit)、8位累加器A(Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW(Program Status Word)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2
等。
功能:完成算术运算和逻辑运算
控制器
组成:程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路。
功能:CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出,存放在IR中,ID对IR中的指令码进行译码,定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时,以产生执行本条指令所需的全部信号。
2。2存储器
MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器,又有片内和片外之分。
(1)程序存储器
一般将只读存储器(ROM)用做程序存储器。可寻址空间为64KB,用于存放用户程序、数据和表格等信息。MCS—51单片机按程序存储器可分为内部无ROM型(如8031)和内部有ROM型(如8051)两种, 连接时 引脚有区别。程序存储器结构如图所示:
(2)数据存储器
一般将随机存储器(RAM)用做数据存储器。可寻址空间为64KB。MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。片外RAM:最大范围:0000H~FFFFH,64KB;用指令MOVX访问。片内RAM:最大范围:00H~FFH,256B;用指令MOV访问。又分为两部分:低128B(00~7FH)为真正的RAM区,高128B(80~FFH)为特殊功能寄存器(SFR)区。如图所示.
2.3定时器/计数器(TL0, TH0, TL1和TH1)
MCS—51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1,它们由4个8位寄存器(TL0, TH0, TL1和TH1)组成,2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这4个寄存器进行寻址,但不能把T0和T1当做16位寄存器来使用。
8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器,均为二进制加1计数器,分别命名为T0和T1。T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器模式下,T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经12分频后提供。在计数器模式下,.
2。4中断系统
中断:指CPU暂停原程序执行,转而为外部设备服务(执行中断服务程序),并在服务完后返回到原程序执行的过程.
中断系统:指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路.
中断源:指能产生中断请求信号的源