1、單片機的基本知識 1、微型計算機的概念2、單片機的定義 將微型計算機的主要部件（中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、定時器/計數器T/C、中斷系統以及輸入/輸出口電路I/O等部件）集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。 單片機AT89C52外形圖 3、單片機應用系統組成 a)、單片機硬件系統 b)、單片機軟件系統： 系統軟件（監控程序）、目標代碼應用程序 4、單片機開發系統 由于單片機的軟硬件資源有限，單片機系統本身不能實現自我開發，要進行系統開發設計，必須使用專門的單片機開發系統，因此，單片機開發系統是單片機系統開發調試的工具。 單片機開發系統的類型： a)、微型機開發系統

2、MDS；b)、在線仿真器ICE； c)、軟件模擬仿真器（ASM51、Keil）。 5、單片機的程序設計語言和軟件 單片機開發系統中的語言： a)、機器語言：用二進制代碼表示的指令。 b)、匯編語言：用符號表示的指令。 不同公司、不同系列的單片機具有不同的匯編語言 指令系統，使用時應特別注意。 c)、高級語言：用符號表示的指令。 常用的有C-51等。 單片機應用系統中的語言： 機器語言 6、MCS-51系列單片機分類資源配置子系列片內ROM形式片內ROM容量片內RAM容量定時器/計數器中斷源并行口串行口無ROMEPROME2PROM51子系列80318051875189514KB128B2165

3、48152子系列80328052875289528KB256B31664817、80C51單片機的邏輯結構及信號引腳（1） 80C51單片機的內部邏輯結構 1）、中央處理器CPU 運算器：運算功能 控制器：控制功能2）、內部數據存儲器 功能：執行程序，存放臨時數據和最終結果的場所。3）、內部程序存儲器 功能：存放程序、原始數據、常數表格。4）、定時器/計數器 功能：定時功能、計數功能。5）、并行I/O口 功能：執行數據的并行輸入輸出。 名稱：P0、P1、P2、P3口。6）、串行口 功能：執行數據的串行通信。7）、中斷控制系統 功能：處理緊急事件。8）、時鐘電路 功能：為單片機工作產生必須的時鐘

4、脈沖序列信號。9）、位處理器（布爾處理器） 功能：執行位處理操作，以便單片機實現控制功能。 注意：位處理器為MCS-51系列單片機所特有。10）、總線（單片機片內總線） 功能：完成所有信息的傳送。（2）、芯片引腳介紹 1）信號引腳介紹（第一功能） P0.0P0.7：P0口8位雙向輸入輸出口線，完成數據的傳送； P1.0P1.7：P1口8位雙向輸入輸出口線，完成數據的傳送； P2.0P2.7：P2口8位雙向輸入輸出口線，完成數據的傳送； P3.0P3.7：P3口8位雙向輸入輸出口線，完成數據的傳送；ALE：地址鎖存控制信號 輸出1/6 fosc（晶體振蕩器振蕩頻率）的周期性連續脈沖 信號/EA：

5、訪問程序存儲器控制信號。 當/EA保持低電平時,則單片機只訪問外部程序存儲器； 當/EA保持高電平時，則單片機先訪問內部程序存儲器， 后訪問外部程序存儲器。RST：復位信號，高電平有效。但有效的高電平信號必須維持 兩個機器周期以上，用以完成單片機復位初始化操作。 XTAL1和XTAL2：外接晶體引線端 當使用芯片內部時鐘時，用于外接石英晶體 和微調電容； VSS: 地線 VCC: +5V電源 2）信號引腳的第二功能 P3口口線的第二功能：見P3口口線第二功能表注意： 引腳第一功能與第二功能的實現是單片機在不同工作方式下完成的，因此，不會發生使用上的矛盾； 對于P3口口線, 在實際使用時應優先考

6、慮其第二功能。P3口口線第二功能表P3口口線第二功能信號名稱P3.0 RXD 串行數據接收 輸入 P3.1 TXD 串行數據發送 輸出 P3.2 /INT0 外部中斷0申請 輸入 P3.3 /INT1 外部中斷1申請 輸入 P3.4 T0 T/C0計數輸入 輸入 P3.5 T1 T/C1計數輸入 輸入 P3.6 /WR 外部RAM寫選通 輸出 P3.7 /RD 外部RAM讀選通 輸出 8 80C51單片機的存儲器體系結構MCS-51的存儲器配置在物理結構上有四個存儲器空間：（1）、片內程序存儲器； （2）、片外程序存儲器；（3）、片內數據存儲器； （4）、片外數據存儲器FFFFH1000H外部

7、ROM0FFFH內部ROMEA = 1外部ROMEA = 0工作寄存器03組位尋址區RAMSFR20H30H80HFFH外部RAMFFFFH MCS-51的存儲器配置在邏輯結構上有三個存儲器地址空間： （1）、片內外統一編址的64K字節的程序存儲器空間，地址范 圍（0000HFFFFH）； （2）、片內256字節的數據存儲器地址空間，地址范圍 （00HFFH）； （3）、片外64K字節的數據存儲器地址空間，地址范圍 （0000HFFFFH）。 片內256字節的數據存儲器地址空間又可以分為三個部分： （1）、內部數據存儲器，地址范圍（00H7FH）； （2）、特殊功能寄存器（SFR），地址范圍（

8、80HFFH）； （3）、位地址空間，地址范圍（00HFFH）。 80C51單片機內部RAM位尋址區的位地址單元地址MSB 位地址 LSB 2FH2EH2DH2CH2BH2AH29H28H27H26H25H24H23H22H21H20H7FH77H6FH67H5FH57H4FH47H3FH37H2FH27H1FH17H0FH07H7EH76H6EH66H5EH56H4EH46H3EH36H2EH26H1EH16H0EH06H7DH75H6DH65H5DH55H4DH45H3DH35H2DH25H1DH15H0DH05H7CH74H6CH64H5CH54H4CH44H3CH34H2CH24H1C

9、H14H0CH04H7BH73H6BH63H5BH53H4BH43H3BH33H2BH23H1BH13H0BH03H7AH72H6AH62H5AH52H4AH42H3AH32H2AH22H1AH12H0AH02H79H71H69H61H59H51H49H41H39H31H29H21H19H11H09H01H78H70H68H60H58H50H48H40H38H30H28H20H18H10H08H00H符號單元地址名稱位地址符號地址* ACCE0H累加器ACC.7ACC.0E7HE0H* BF0HB寄存器B.7B.0F7HF0H* PSWD0H程序狀態字PSW.7PSW.0D7HD0H SP81

10、H堆棧指針 DPL82H數據指針(低8位) DPH83H數據指針(高8位)* IEA8H中斷允許控制寄存器IE.7IE.0AFHA8H* IPB8H中斷優先控制寄存器IP.7IP.0BFHB8H* P080HI/O口0P0.7P0.087H80H* P190HI/O口1P1.7P1.097H90H* P2A0HI/O口2P2.7P2.0A7HA0H* P3B0HI/O口3P3.7P3.0B7HB0H PCON87H電源控制寄存器* SCON98H串行口控制寄存器SCON.7SCON.09FH98H SBUF99H串行數據緩沖器* TCON88H定時控制寄存器TCON.7TCON.08FH88H

11、 TMOD89H定時器方式選擇寄存器 TL08AH定時器0低8位 TL18BH定時器1低8位 TH08CH定時器0高8位 TH18DH定時器1高8位80C51單片機專用寄存器一覽表9 程序存儲器 80C51單片機片內有4KB的ROM存儲單元，簡稱內部程序存儲器地址范圍（0000H0FFFH），當內部程序存儲器單元不夠使用時，可在80C51單片機的外部擴展程序存儲器，擴展的程序存儲器簡稱外部程序存儲器，地址范圍（1000HFFFFH）。 在程序存儲器中有些特殊單元，使用時應注意： 第一組：0000H0002H，是系統的啟動單元，系統上電或復位后,（PC）= 0000H，即單片機從0000H單元開

12、始取指令執行，如果主程序不從0000H單元開始，應在此三單元中存放一條無條件轉移指令，以便直接轉去執行指定的主程序。 第二組：0003H002AH，共40個單元，均勻分為五段，作為五個中斷源中斷地址區。 0003H000AH：外部中斷0中斷地址區 000BH0012H：定時器/計數器0中斷地址區 0013H001AH：外部中斷1中斷地址區 001BH0022H：定時器/計數器1中斷地址區 0023H002AH：串行中斷地址區 一般來說，在上述各中斷地址區，應存放中斷服務程序，MCS-51單片機在響應中斷后，應按中斷種類，自動轉到各中斷區的中斷服務程序的首地址去執行中斷服務程序，但在通常情況下，

13、8個單元難以存下一個完整的中斷服務程序。因此，通常只在上述中斷地址區首地址開始存放一條無條件轉移指令，以便中斷響應后，通過中斷地址區，再轉到中斷服務程序的實際入口地址去。 10 80C51單片機的并行I/O口 口：是一種由各種電路形式組成的一個復雜的電路結構，它可以完成芯片所要求的功能。 MCS-51單片機具有4個雙向的8位并行I/O口：P0P3，它們具有系統規定的字節地址，每個口都包含一個鎖存器、一個輸出驅動器和輸入緩沖器。每個口均有一個8位鎖存器，在上電復位后初態為全“1”，使P0P3口均處于輸入狀態。 這些口在結構和特性上是基本相同的，但又各具特點。P0口 P0口的字節地址80H，位地址

14、8087H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。 PO口的結構 a）、一個數據輸出鎖存器。 b）、兩個三態數據輸入緩沖器。 c）、數據輸出驅動電路：一對FET（場效應管）。 d）、控制電路：一個與門，一個反相器，1路多路開關MUX。 注意：P0口作為一般I/O使用時，要求上拉電阻。 P1口的字節地址90H，位地址9097H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。P1口 P2口 P2口的字節地址A0H，位地址A0A7H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。P3口 P3口的字節地址B0H，位地址B0B7H，口的各位口線具有完全相同但又相互獨立的邏輯電路。11 時鐘

15、電路（1）時鐘信號的產生 電路組成：石英晶體：（1.2MHz12MHz40MHz） 微調電容：一般取值30pF左右 注意：單片機振蕩電路產生的脈沖信號稱振蕩信號，它的 頻率等于石英晶體的振蕩頻率（fosc）,簡稱晶振頻 率，振蕩脈沖信號還不是單片機工作所需的時鐘信 號，時鐘信號必須由振蕩脈沖信號經單片機片內時 鐘電路的處理后才能產生。 MCS-51單片機的時鐘電路框圖 注意：1）時鐘脈沖信號的頻率等于1/2 fosc； 2）ALE引腳上脈沖信號的頻率等于1/6 fosc； 3）機器周期脈沖信號的頻率等于1/12 fosc。12 復位電路（1）復位操作 復位操作的目的： a）、完成單片機的初始化,即把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執行程序； b）、當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統處于死鎖狀態時，可通過復位重新啟動單片機。（2）復位操作后單片機的狀態（3）復位信號及其產生 a）對復位信號的要求 復位信號必須是一個高電平有效信號，有效時間應持續24個振蕩脈沖周期（二個機器周期）以 上。 b）單片機片內復位電路邏輯結構 D1D2RST/VPDVCCVSSRAM斯密特觸發器復位電路（4）復位方式 單片機的復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。MCS-51單片機的時鐘