8031
8051 8751 89C51
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 24 22 21
VCC P0. 0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 EA ALE PSEN P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0
什么是单片机
T INT
定时器/计数器
中断系 统
P0-P3
并 行 I/ O 口
CPU
存储 器
串 行 I/ O 口
TxD RxD
单片机应用系统
单片机应用系统
单片机应用系统由硬件和软件组 成 硬件是应用系统的基础
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
软件是在硬件的基础上对其资源 进行合理调配和使用，从而完成 应用系统所要求的任务，二者相 互依赖，缺一不可
MCS-51单片机信号引脚简介
P1. 0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/ P3. 0 TXD/ P3.1 INT0/ P3.2 INT1/ P3.3 T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7 XTAL2 XTAL1 VSS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20


3）机器周期 一个机器周期分为6个状态：S1～S6。每个状态又分为 两拍：P1和P2。因此，一个机器周期中的12个时钟周 期表示为： S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2。
时 序


4)指令周期 是执行一条指令所需的机器周期数。 小提示 当振荡脉冲频率为12 MHz时, 一个机器周期 为1µs；当振荡脉冲频率为6 MHz时，一个机 器周期为2 µs。
习题




单片机片内的功能部件有哪些？ 如果手中仅有一台示波器，可通过观察哪个引 脚的状态，来大致判断MCS－51单片机正在 工作？ 单片机引脚EA的作用是什么？ 时钟振荡频率与机器周期之间的有什么关系？ 若采用6MHz晶振，1个机器周期为多少？ P0口与P1～P3口有什么区别？ 写出P3口对应的第二功能。
8051单片机的基本组成
中央处理器CPU：8位，运算和控制功能 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。 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。 定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。 并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。 串行口：一个全双工串行口。 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） 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和 12MHZ
1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2
3、复位引脚：RST
4、并行口：P0、P1、P2、P3
5、EA：访问程序存储控制信号 6、PSEN：外部ROM读选通信号 7、ALE：地址锁存控制信号
P3口线的第二功能
时钟振荡电路
单片机最小系统
复位电路
EA高电平，访问 片内存储器
单片机硬件结构
T0 T1
时ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路
ROM
RAM
定时计数器
CPU
并行接口 串行接口 中断系统
复位电路
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
• 并行I/O口：4个 • 8 中央处理器 位的I/O口P0、 CPU ： 8P3 位， P1 、P2 、 。 • 内部ROM： 运算和控制 • 串行口：一个全 4KB掩膜ROM， 功能 • 中断控制系统： 双工串行口。 • 时钟电路：可 用于存放程序、 5 个中断源（外 产生时钟脉冲 原始数据和表 个，定时 • 中断 内部2 RAM ：共 • 序列，允许晶 定时 / 计数器： 格。 / 计数中断 2单 256 个RAM 两个166MHZ 位的定 振频率 和 个，串行中断 1 元，用户使用 时/计数器，实 12MHZ 个） 前128个单元， 现定时或计数 用于存放可读 功能。 写数据，后 128个单元被 专用寄存器占 用。
I/O口引脚
(1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线（低8位） 及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。
(2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。 (3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用， 可驱动4个LS型TTL负载。 (4) P3 口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个 LS型TTL负载。 注意:准双向口与双向三态口的差别。

当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”。 准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。
P3口的第二功能
P0～P3口输出高电平
P0口输出高电平必须接 上拉电阻。
P1～P3口输 出高电平不必 接上拉电阻。
本次课要点



单片机最小系统。 单片机能够直接执行的程序是机器语言程序。 主流单片机的技术特点。 单片机的内部组成。（图1.9） 单片机的控制引脚和P3的第二功能。 P0口与P1～P3口的区别。 机器周期的概念与计算。 单片机的复位状态。
硬件
单片机种类
◆单片机的发展经历了由4位机到8位机,再到16位机的发展过程
◆目前8位单片机仍是单片机的主流机型； ◆生产厂商：
美国微芯片公司:PIC16C××系列、PIC17C××系列、PIC1400系列， 美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列， 美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列， 美国齐洛格公司的Z8系列， 日本电气公司的μPD78××系列， 美国莫斯特克公司和仙童公司合作生产的F8（3870）系列等。
时钟电路与复位电路
(1)时钟振荡电路
按键手动复位，有电平方式和脉冲方式两种。
电平方式：
脉冲方式：
(2)复位电路
单片机复位条件:
必须使RST引脚持续2微秒高电平(外部时钟12MHz)
时 序
关于MCS-51系列单片机的时序概念有4个，可用定 时单位来说明，从小到大依次是：节拍、状态、机器 周期和指令周期(不要求)，下面分别加以说明。 1）节拍与状态 把振荡脉冲的周期定义为节拍，用P表示，也就是晶 振的振荡频率fosc。 2）状态 振荡脉冲fosc经过二分频后，就是单片机时钟信号的 周期，定义为状态，用S表示。一个状态包含两个节 拍，其前半周期对应的节拍叫P1，后半周期对应的节 拍叫P2。
单片机应用技术
（C语言版）
第1 章
单片机硬件系统
本章内容
什么是单片机
MCS-51内部组成及信号引脚
单片机最小系统电路 MCS-51存储器结构
什么是单片机
单片微型计算机（Single Chip Microcomputer） 简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计 算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本 输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定 时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯 片上，构成一个完整的微型计算机。单片机内 部基本结构如图1.7所示。由于它的结构与指令 功能都是按照工业控制要求设计的，故又称为 微控制器(Micro-Controller Unit，简称MCU)。