单片机系统设计概述.pptx
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1、1 1、MCS-51MCS-51内部结构内部结构并行口并行口并行口并行口 串行通信串行通信串行通信串行通信ROM 4KB时钟电路RAM 128计数器/定时器8051CPU控制逻辑可编程I/O口可编程全双工串行口外部时钟外部时钟外部时钟外部时钟8051的功能部件图的功能部件图外部中断外部中断外部中断外部中断2 2、单片机芯片、单片机芯片(a)AT89S51单片机芯片单片机芯片(b)40P 自锁自锁IC底座底座(c)40P IC底座底座注意:注意:注意:注意:初学者仿真调试用初学者仿真调试用初学者仿真调试用初学者仿真调试用ICIC座;制作产品避免用座;制作产品避免用座;制作产品避免用座;制作产品避
2、免用ICIC座,可座,可座,可座,可靠性差。靠性差。靠性差。靠性差。3 3、单片机引脚功能、单片机引脚功能MCS-51MCS-51单片机单片机4040脚脚Vcc,GND 2Vcc,GND 2XTAL1,XTAL2 2XTAL1,XTAL2 2RESET 1RESET 1EA/Vpp 1EA/Vpp 1ALE/PROG 1ALE/PROG 1PSEN 1PSEN 1P0.0P0.0P0.7 8 P0.7 8 P1.0P1.0P1.7 8 P1.7 8 P2.0P2.0P2.7 8 P2.7 8 P3.0P3.0P3.7 8P3.7 8n(1)Vcc(40脚)脚),GND(20脚)脚)n(2)XT
3、AL1(19脚)脚),XTAL2(18脚)脚)n(3)RST(9脚脚):复位:复位n(4)ALE(30脚脚):地址锁存信号:地址锁存信号n(5)EA(31脚脚):寻址外部:寻址外部ROM控制端控制端 n(6)PSEN(29脚脚):外部:外部EPROM的读的读控制端控制端lP0口口:一般一般IO口,或分时复用低口,或分时复用低8位位地址线、地址线、8位数据总线。位数据总线。l P1口口:每每1位均可独立作为位均可独立作为IO口。口。l P2口口:一般一般IO口,或高口,或高8位地址线。位地址线。l P3口口:双功能口。双功能口。P3P3口第二功能表口第二功能表引引 脚脚第第 二二 功功 能能 P
4、3.0P3.0RxD:RxD:串行口接收数据输入端串行口接收数据输入端P3.1P3.1TxD:TxD:串行口发送数据输出端串行口发送数据输出端P3.2P3.2INT0:INT0:外部中断申请输入端外部中断申请输入端 0 0P3.3P3.3INT1:INT1:外部中断申请输入端外部中断申请输入端 1 1P3.4P3.4T0:T0:外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端 0 0P3.5P3.5T1:T1:外部计数脉冲输入端外部计数脉冲输入端 1 1P3.6P3.6WR:WR:写外设控制信号输出端写外设控制信号输出端P3.7P3.7RD:RD:读外设控制信号输出端读外设控制信号输出端驱动器驱动器缓冲器
5、缓冲器锁存器锁存器P1.3作输入端口光路通畅,光路通畅,R亮亮 2K 光路阻断,光路阻断,R暗暗 400K R亮亮 250K 4 4、单片机最小系统设计、单片机最小系统设计n1 1)电源电路)电源电路n2 2)时钟电路)时钟电路n3 3)复位电路)复位电路1 1)电源电路)电源电路nVcc(40脚)脚),GND(20脚)脚)nAT89S*系列单片机工作电源范围宽系列单片机工作电源范围宽达达45.5Vn(1)集成稳压方式)集成稳压方式n(2)USB供电方式供电方式(1)集成稳压方式)集成稳压方式(1)集成稳压电路)集成稳压电路n也可采用也可采用“电源适配器电源适配器+集成稳压器集成稳压器”方案。
6、方案。n建议大家用建议大家用 9V 2A或或 12V 2A的电源适配器(俗的电源适配器(俗称变压器)作为市电的转换。称变压器)作为市电的转换。(1)USB电源方式电源方式2 2)时钟电路)时钟电路n n1 1)振荡频率范围:)振荡频率范围:)振荡频率范围:)振荡频率范围:1.2MHz1.2MHz12MHz12MHz。n n2 2)电容)电容)电容)电容C1C1和和和和C2C2选择:选择:选择:选择:101030pF30pFn n注意:注意:注意:注意:n n晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近,以减少寄生晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近,以减少寄生晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近
7、,以减少寄生晶体和电容应尽可能安装在单片机芯片附近,以减少寄生电容,保证振荡器稳定和可靠工作。电容,保证振荡器稳定和可靠工作。电容,保证振荡器稳定和可靠工作。电容,保证振荡器稳定和可靠工作。3 3)复位电路)复位电路n采用采用“上电上电+按钮复位按钮复位”注意:注意:注意:注意:电解电容器的极性电解电容器的极性电解电容器的极性电解电容器的极性。单片机最小单片机最小应用系统组成应用系统组成n n单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成单片机加上适当的外围器件和应用程序,构成的应用系统称为的应用系统称为的应用系统称为的
8、应用系统称为最小系统最小系统最小系统最小系统;是组成单片机系统;是组成单片机系统;是组成单片机系统;是组成单片机系统最基本的部分。最基本的部分。最基本的部分。最基本的部分。n n最小系统硬件组成:最小系统硬件组成:最小系统硬件组成:最小系统硬件组成:n n1 1)单片机芯片)单片机芯片)单片机芯片)单片机芯片n n2 2)电源电路)电源电路)电源电路)电源电路n n3 3)时钟电路)时钟电路)时钟电路)时钟电路n n4 4)复位电路)复位电路)复位电路)复位电路 注意:注意:1、如果不扩展外部、如果不扩展外部ROM,使用单片机内部的,使用单片机内部的ROM,31脚脚/EA需接需接电源(电源(+
9、5V)。)。2、电路板上每个、电路板上每个IC的电源要并接一个的电源要并接一个0.01uF0.1uF的陶瓷电容,的陶瓷电容,以减少以减少IC高频噪声对电源的影响。电容布线应靠近电源端并尽量粗短。高频噪声对电源的影响。电容布线应靠近电源端并尽量粗短。否则会影响滤波效果。否则会影响滤波效果。单片机最小系统电路原理图单片机最小系统电路原理图5 5、单片机的内部资源、单片机的内部资源n内部资源n程序存储器n数据存储器n特殊功能寄存器可寻址片外可寻址片外RAM 64KRAM 64K字节字节 (0000H0000HFFFFHFFFFH););可寻址片外可寻址片外ROM 64KROM 64K字节字节 (00
10、00H0000HFFFFHFFFFH););FFFFH0000H可寻址可寻址片外片外RAMRAM 64K字节字节FFFFH0000H可寻址可寻址片外片外ROMROM 64K字节字节FFFH000H片内片内ROMROM4K 字节字节7FH00H片内片内 RAMRAM 128字节字节SFRFFH80H1 1)存储器空间分布)存储器空间分布(1)程序存储器)程序存储器n程序存储器中,从程序存储器中,从0003H0003H002BH002BH单元被保留用单元被保留用于于6 6个中断源的中断服务程序的入口地址,应个中断源的中断服务程序的入口地址,应被保留。被保留。n0000H0000H:复位或非屏蔽中断
11、复位或非屏蔽中断n0003H0003H:外部中断外部中断0 0入口地址入口地址n000BH000BH:定时器定时器0 0中断入口地址中断入口地址n0013H0013H:外部中断外部中断1 1入口地址入口地址n001BH001BH:定时器定时器1 1中断入口地址中断入口地址n0023H0023H:串行口中断入口地址串行口中断入口地址(2)数据存储器)数据存储器00H00H20H20H2FH2FH7FH7FH1FH1FH30H30H80H80HFFHFFH位寻址区位寻址区工作寄存器区工作寄存器区R0R2R1R3R4R5R6R707H02H01H00H06H04H05H03H08H1FH工作寄存器区
12、工作寄存器区3工作寄存器区工作寄存器区2工作寄存器区工作寄存器区1工工作作寄寄存存器器区区00FH10H17H18H普通普通RAM区区SFR寄存器寄存器复位状态复位状态寄存器寄存器复位状态复位状态PC0000HTCON00HA00HT2CON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP07HTH100HDPTR0000HTL100HP0P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUFXXHIE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H二、单片机开发系统概述二、单片机开发系统概述n n用单片机组成应用系统时,其应用程序用单片机组成应用系统时,其应用程序的的编程、修
13、改、调试编程、修改、调试,靠系统自身根本靠系统自身根本无法解决无法解决,必须借助外界的帮助。必须借助外界的帮助。n n帮助单片机应用系统进行研制的工具称帮助单片机应用系统进行研制的工具称为为单片机开发工具单片机开发工具或或单片机开发系统单片机开发系统。S51单片机开发系统组成单片机开发系统组成n n硬件:硬件:n n1 1)电脑:编辑、编译、链接、调试程序等。电脑:编辑、编译、链接、调试程序等。电脑:编辑、编译、链接、调试程序等。电脑:编辑、编译、链接、调试程序等。n n2 2)下载线:用于下载程序。)下载线:用于下载程序。)下载线:用于下载程序。)下载线:用于下载程序。n n3 3)辅助工具
14、:电烙铁、万用表、焊锡、导线、)辅助工具:电烙铁、万用表、焊锡、导线、)辅助工具:电烙铁、万用表、焊锡、导线、)辅助工具:电烙铁、万用表、焊锡、导线、斜口钳、剪刀等。斜口钳、剪刀等。斜口钳、剪刀等。斜口钳、剪刀等。n n软件:软件:n n1 1)WAVE6000WAVE6000、Keil uV2/uV3Keil uV2/uV3 等开发软件。等开发软件。等开发软件。等开发软件。n n2 2)程序下载软件。)程序下载软件。)程序下载软件。)程序下载软件。n n单片机应用系统设计是一门单片机应用系统设计是一门实践性实践性很强很强的课程。的课程。n n要想设计出单片机系统,成为电子系统要想设计出单片机
15、系统,成为电子系统设计方面的工程师,设计方面的工程师,首先要首先要:n n熟悉熟悉熟悉熟悉单片机的开发系统。单片机的开发系统。单片机的开发系统。单片机的开发系统。n n熟练使用熟练使用熟练使用熟练使用相关硬件、软件及工具。相关硬件、软件及工具。相关硬件、软件及工具。相关硬件、软件及工具。(一)电子技术锡焊技艺(一)电子技术锡焊技艺n1.1.焊接工具与材料焊接工具与材料n2.2.手工焊接工艺手工焊接工艺1.1.焊接工具与材料焊接工具与材料n电烙铁、电烙铁电烙铁、电烙铁架、焊锡、松香、架、焊锡、松香、焊锡膏、尖嘴钳、焊锡膏、尖嘴钳、偏口钳、镊子、偏口钳、镊子、小刀、吸锡器、小刀、吸锡器、热风枪热风
16、枪1 1)电烙铁电烙铁n电烙铁是焊接电子元器件及接线的主要电烙铁是焊接电子元器件及接线的主要工具,选择合适的电烙铁,合理的使用工具,选择合适的电烙铁,合理的使用它,是保证焊接质量的基础。它,是保证焊接质量的基础。n按发热方式:按发热方式:内热式、外热式、内热式、外热式、恒温式恒温式n按电功率:按电功率:15W15W、20W20W、35W35Wn主要根据焊件大小来决定。一般选主要根据焊件大小来决定。一般选30W30W左左右。右。使用电烙铁的注意事项使用电烙铁的注意事项n最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。n使用前,应认真检查电源插头、电源线有无使用前,应认真检
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