1、第一讲一、授课内容：1、什么是单片机 2、单片机的发展 二、授课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点五、教学重、难点：重点/难点：单片机的特点六、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程：（板书）一、什么是单片机随着微电子技术的不断发展，计算机技术也得到迅速发展，并且由于芯片的集成度的提高而使计算机微型化，出现了单片微型计算机（Single Chip Computer） ，简称单片机，也可称为微控制器 MCU（
2、Micro controller Unit） 。单片机，即集成在一块芯片上的计算机，集成了中央处理器 CPU（Central Processing Unit） 、随机存储器 RAM（Random Access Memory） 、只读存储器（Read Only Memory） 、定时器/计数器以及 I/O 接口电路等主要计算机部件。二、 单片微型计算机发展概况单片机出现的历史并不长, 但发展十分迅猛。 它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步, 自 1971 年美国 Intel 公司首先推出 4 位微处理器（4004）以来, 它的发展到目前为止大致可分为 5 个阶段:第 1 阶段（19711
3、976）: 单片机发展的初级阶段。 1971 年 11 月 Intel公司首先设计出集成度为 2 000 只晶体管/片的 4 位微处理器 Intel 4004, 并配有 RAM、 ROM 和移位寄存器, 构成了第一台 MCS4 微处理器, 而后又推出了8 位微处理器 Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的 8 位微处理器。第 2 阶段（19761980）: 低性能单片机阶段。 以 1976 年 Intel 公司推出的 MCS48 系列为代表, 采用将 8 位 CPU、 8 位并行 I/O 接口、 8 位定时/计数器、 RAM 和 ROM 等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻
4、址范围有限（不大于 4 KB）, 也没有串行 I/O, RAM、 ROM 容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、 仪表等的需要。 第 3 阶段（19801983）: 高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能 8位单片机普遍带有串行口, 有多级中断处理系统, 多个 16 位定时器/计数器。 片内 RAM、 ROM 的容量加大 ,且寻址范围可达 64 KB, 个别片内还带有 A/D 转换接口。第 4 阶段（198380 年代末）: 16 位单片机阶段。 1983 年 Intel 公司又推出了高性能的 16 位单片机 MCS96 系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使
5、芯片集成度高达 12 万只晶体管/片。 第 5 阶段（90 年代）: 单片机在集成度、 功能、 速度、 可靠性、 应用领域等全方位向更高水平发展。 单片机的应用特性：（1）集成度高MCS-51 系列单片机代表产品为 8051，8051 内部包含 4KB 的 ROM、128B 的RAM、四个 8 位并行口、一个全双工串行口、两个 16 位定时器/计数器以及一个处理功能强大的中央处理器。（2）系统结构简单MCS-51 系列单片机芯片内部采用模块化结构，增加或更换一个模块就能获得指令系统和引脚兼容的新产品。另一方面，MCS-51 系列单片机具有 64KB的外部程序存储器寻址能力和 64KB 的外部
6、RAM 和 I/O 口寻址能力。Intel 公司标准的 I/O 接口电路和存储器电路都可以直接连到 MCS-51 系列单片机上以扩展系统功能，应用非常灵活。（3）可靠性高单片机产品和其他产品一样，出厂指标有军用品、工业品和商用品之分。其中军用品要求绝对可靠，在任何恶劣的环境下都能可靠工作，主要用于武器系统、航空器等方面。单片机属于工业品，能在常温下工作，不需要在温度恒定的机房内工作。由于单片机总线大多在芯片内部不易受干扰，而且单片机应用系统体积小，易于屏蔽，所以单片机的可靠性较高。 （4）处理功能强，速度快MCS-51 系列单片机指令系统中具有加、减、乘、除指令，各种逻辑运算和转移指令，还具有
7、位操作功能。CPU 时钟频率高达 12MHz，单字节乘法和除法仅需要 4s，而且具有特殊的多机通信功能，可作为多机系统中的子系统。单片机的制造工艺：制造单片机的工艺只有两种：HMOS 工艺和 CHMOS 工艺。 早期的 MCS-51 系列芯片都采用 HMOS 工艺，即高密度、短沟道 MOS 工艺。8051、8751、8031、8951 等产品均属于 HMOS 工艺制造的产品。 CHMOS 工艺是 CMOS 和 HMOS 的结合，除保持了 HMOS 工艺的高密度、高速度之外，还具有 CMOS 工艺低功耗的特点。例如 HMOS 工艺制造的 8051 芯片的功耗为 630mW，而用 CHMOS 工艺
8、制造的 80C51 芯片的功耗为 120mW，这么低的功耗用一粒钮扣电池就可以工作。单片机型号中包含有“C”的产品就是指它的制造工艺是 CHMOS 工艺。例如 80C51，就是指用 CHMOS 工艺制造的 8051。三、 单片机的特点（1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。（2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。（3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。（4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等领域。 （5）内含有 Flash 存储器由于片内含有 Flash 存储器，因此在系统开发过程中可以十分容易地进行程序的修改。同
9、时，在系统工作过程中，能有效地保存数据信息，即使外界电源损坏也不影响信息的保存。（6）和 AT80C51 插座兼容AT89 系列单片机的引脚和 MCS-51 系列单片机的引脚是一样的。只要用相同引脚的 AT89 系列单片机就可以取代 MCS-51 系列单片机。（7）静态时钟方式AT89 系列单片机采用静态时钟方式，节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用。第二讲一、授课内容： 1 、MCS-51 和 80C51 系列简介 2、单片机的应用领域和应用模式二、授课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：了解单片机的发展,应用领域和应用模式，掌握单片机的特点五、教学重、难点：重点/难点：单
10、片机的特点六、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程：（板书）一、单片机系列简介目前世界上单片机生产厂商很多, 如: Intel、 Motorola、 Philips、 Siemens、 NEC、 ADM、 Zilog 等公司, 其主流产品有几十个系列 , 几百个品种。 尽管其各具特色, 名称各异, 但作为集 CPU、 RAM、 ROM（或 EPROM） 、 I/O 接口、 定时器/计数器、 中断系统为一体的单片机 , 其原理大同小异。 现以 Intel 公司的系列产品为
11、例, 说明各系列之间的区别。 Intel 公司从其生产单片机开始, 发展到现在, 大体上可分为 3 大系列: MCS48 系列、 MCS51 系列、 MCS96 系列。 MCS51 单片机系列：MCS51 系列单片机虽已有 10 多种产品, 但可分为两大系列: MCS51 子系列与 MCS52 子系列。 MCS51 子系列中主要有 8031、 8051、 8751 三种类型。而 MCS52 子系列也有 3 种类型 8032、 8052、 8752。 在某些性能上略有差异。 由此可见, 在本子系列内各类芯片的主要区别在于片内有无 ROM 或 EPROM; MCS51 与 MCS52 子系列间所不
12、同的是片内程序存储器 ROM 从 4 KB 增至 8 KB; 片内数据存储器由 128 个字节增至 256 个字节;定时器/计数器增加了一个; 中断源增加了 12 个。 另外, 对于制造工艺为CHMOS 的单片机, 由于采用 CMOS 技术制造, 因此具有低功耗的特点 , 如 8051功耗约为 630 mW, 而 80C51 的功耗只有 120 mW。 MCS-51 是一个单片机系列产品，具有多种芯片型号。具体说，按其内部资源配置的不同，MCS-51 可分为两个子系列和四种类型.片内 ROM 形式MCS 子系列 无 ROM EPROM E2PROM片内ROM容量片内RAM容量定时器/计数器中断
13、源MCS-51子系列 8031 8051 8751 8951 4KB 128B 216 5MCS-52子系列 8032 8052 8752 8952 8KB 256B 316 6MCS-51 子系列包含 4 个产品，这 4 个产品具有不同的应用特性。8051：单片机 8051 内部包含了 4KB 的 ROM、128B 的 RAM、21 个特殊功能寄存器、4 个 8 位并行口、一个全双工串行口、两个 16 位定时器/计数器以及一个处理功能很强的中央处理器，是一台完整的微型计算机8751：是以 4KB 的 EPROM 代替 4KB ROM 的 8051。8951：是以 4KB 的 E2PROM（或
14、 Flash ROM）代替 4KB ROM 的 8051。8031：是内部无 ROM 的 8051。单片机 8031 不构成完整计算机，必须外接EPROM 作为程序存储器。52 子系列也包含 4 个产品，分别是 51 子系列的增强型。由于资源数量的增加，芯片的功能有所增强。片内 ROM 容量从 4KB 增加到 8KB；RAM 容量从128B 增加到 256B；定时器数目从 2 个增加到 3 个；中断源从 5 个增加到 6 个等。80C51 单片机系列是在 MCS-51 系列的基础上发展起来的。 最早推出80C51 系列芯片的是 Intel 公司，并且作为 MCS-51 系列的一部分，按原 MC
15、S-51系列芯片的规则命名，例如 80C51、80C31、87C51 等（至于 89C51，我们把它归入 89 系列单片机，将在下一节介绍） 。后来越来越多的公司生产 80C51 芯片，而且型号的命名已面目全非，功能上也做了不同程度的改进，如增加了 A/D 转换、高速 I/O 口等。有些还在总线结构上做了重大改进，出现了廉价的非总线型单片机芯片。但是万变不离其宗：CHMOS 工艺芯片 80C51/80C31/87C51/89C51 的基本特征是低功耗、允许的电源电压波动范围较大（为 5V20%） ，并有三种功耗控制方式（增加了待机和掉电保护两种方式） 。习惯上，我们仍然把 80C51 系列作为
16、 MCS-51 的子系列。二、单片机的应用 由于单片机具有体积小、 重量轻、 价格便宜、功耗低 , 控制功能强及运算速度快等特点, 因而在国民经济建设、 军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。 （1）家用电器领域目前国内各种家用电器已普遍采用单片机控制取代传统的控制电路，而做成单片机控制系统。例如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电饭煲、电视机、录像机及其它视频音像设备的控制器。（2）办公自动化领域现代办公室中所使用的大量通信、信息产品多数都采用了单片机，如通用计算机系统中的键盘译码、磁盘驱动、打印机、绘图仪、复印机、电话、传真机、考勤机等。（3）智能仪表。用单片机改造原有的测量、 控制仪
17、表, 促进仪表向数字化、 智能化、 多功能化、 综合化、 柔性化方向发展。 （4）机电一体化产品。 单片机与传统的机械产品相结合, 使传统机械产品结构简化, 控制智能化。（5）商业营销领域由于在商业营销系统已广泛使用的电子称、收款机、条形码阅读器、仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保鲜系统等中，目前已纷纷采用单片机构成专用系统，主要由于这种系统有明显的抗病菌侵害、抗电磁干扰等高可靠性能的保证。（6）汽车电子与航空航天电子系统通常在这些电子系统中的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统以及运行监视器（黑匣子）等都要构成冗余的网络系统。习 题1. 什么叫单片机？除了
18、“单片机”之外，单片机还可以称为什么？2. 单片机主要使用汇编语言，而编写汇编语言程序要求设计人员除了熟练掌握指令系统外，还必须精通什么？3. 8051、8751、8031 单片机的主要区别是什么？4. 与 8051 比较，80C51 的最大特点是什么？5. AT89 系列单片机的最大优点是什么？6. 单片机发展方向是什么？第三讲一、授课内容： 进位计数制及相互转换二、授课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：掌握各数制之间的相互转换五、教学重、难点：重点/难点：掌握各数制之间的相互转换六、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲
19、解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程：（板书）一、进位计数制按进位的原则进行计数的方法称之为进位计数制，简称进位制。人们日常生活中习惯上使用十进制，而二进制使于实现、存储、传输，所以计算机中采用二进制。但二进制不易书写和阅读，因此又引入了八进制和十六进制。1十进制（后缀或下标 D 表示）十进制计数原则：逢十进一十进制的基数为：10十进制的数码为：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9十进制数第 K 位的权为：10 k（第 K 位的权为基数的 K 次方，第 K 位的数码与第 K 位权的乘积表示第 K位数的值） 。例如：8846.78=810 3+8102+4101+
20、6106+7101+8102该数中共出现三次数码 8，但各自的权不一样，故其代表的值也不一样。2二进制（后缀或下标 B 表示）二进制计数原则：逢二进一二进制的基数为：2二进制的数码为：0 1二进制数第 K 位的权为：2 K例如：11010101.01B=127+126+025+124+023+122+021+120+021+122=213.25N 位二进制数可以表示 2N个数。例如 3 位二进制数可以表示 8 个数，如附表1 所示：附表 1二 进 制 数 000 001 010 011 100 101 110 111相应的十进制数 0 1 2 3 4 5 6 73八进制（后缀或下标 O 表示）
21、八进制计计数原则：逢八进一八进制的基数为：8八进制的数码为：0 1 2 3 4 5 6 7八进制数第 K 位的权为：8 K例如：127O=18 2+281+780=87D4十六进制（后缀或下标 H 表示）十六进制计数原则：逢十六进一十六进制的基数为：16十六进制的数码为：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F十六进制第 K 位的权为： 16 k例如：64.4H=616 1+4160+4161=100.25D十六进制数、二进制和十进制数的对应关系如附表 2 所示：附表 2二 进 制 数 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111十 进
22、制 数 0 1 2 3 4 5 6 7十六进制数 0 1 2 3 4 5 6 7二 进 制 数 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111十 进 制 数 8 9 10 11 12 13 14 15十六进制数 8 9 A B C D E F二、不同进位制之间的转换。1二进制数转换为十制数。转换原则：按权展开求和。例如： 10001101.11B=127+026+025+024+123+122+021+120+121+1 22 =141.75D 八进制十六进制转换为十进制数也同样遵循该原则，不再单独介绍了。2十进制数转换为二进制数十进制数转换为二进制数的原则：整
23、数部分：除基取余，逆序排列小数部分：乘基取整，顺序排列例 将十进数 186 和 0.8125 转换成二进制数。因此 ： 186D = 10111010B 0.8125D = 0.11011B注意：当十进制小数不能用有限位二进制小数精确表示时，根据精度要求，采用“0 舍 1 入”法，取有限位二进制小数近似表示。十进制数转换为八进制，十六进制数同样遵循该原则。3二进制转换为十六进制由于十六进制的基数是 2 的幂，所以二进制与十六进制之间的转换是十分方便的，二进制转换为十六进制的原则：整数部分从低位到高位四位一组不足补零，直接用十六进制数来表示；小数部分从高位到低位四位一组不足补零，直接用十六进制数
24、表示。例附2 将二进制数 10011110.00111 转换成十六进制数。1001 1110 . 0011 1000高位低位低位高位9 E 3 8所以 10011110.00111B9E.38H。4十六进制数转换为二进制数十六进制数转换为二进制数的原则：十六进制数中的每一位用 4 位二进制数来表示。例如：将十六进制数 A87.B8 转换为二进制数。A 8 7 . B 8 1010 1000 0111 1011 1000所以 A87.B8H=101010000111.10111000B。八进制的基数同样是 2 的幂，因此二进制与十六进制之间的转换也遵循以上的原则，只是将原则中的四位改成三位。例如
25、：将二进制数 11010110.110101B 转换成八进制数。将八进制数 746.42O 转换成二进制数。011 010 110 . 110 101 7 4 6 . 4 23 2 6 6 5 111 100 110 100 01所以，11010110.110101B=326.65O， 746.42O=111100110.100010B三、八进制数和十六进制数运算1二进制数的运算加法法则 乘法法则000 0 X 0=0011 0 X 1=0101 1 X 0=0110（进位 1） 1 X 1=1注意：二进制数加法运算中 110（进位 1）和逻辑运算中 111 的不同含义。2十六进制数的运算十六
26、进制数的运算遵循“逢十六进一”的原则。 十六进制加法：十六进制数相加，当某一位上的数码之和 S 小于 16 时与十进制数同样处理，如果数码之各 S16 时，则应该用 S 减 16 及进位 1 来取代 S。例如： 0 8 A 3 H+ 4 B 8 9 H5 4 2 CH 十六进制减法十六进制减法也与十进制数类似，够减时直接相减，不够减时服从向高位借 1为 16 的原则。例如： 0 5 C 3 H3 D 2 5 HC 8 9 E H十六进制数的乘除运算同样根据逢十六进一的原则处理，这里不再繁述。第四讲 一、授课内容：计算机中数和字符的表示二、授课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：熟悉计
27、算机中数和字符的表示五、教学重、难点：重点/难点：计算机中数和字符的表示 六、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.七、教学过程：（板书）一、计算机中有符号数的表示。计算机中的数是用二进制来表示的，有符号数中的符号也是用二进制数值来表示，0 表示“”号，1 表示“”号，这种符号数值化之后表示的数称之为机器数，它表示的数值称之为机器数的真值。为将减法变为加法，以方便运算简化 CPU 的硬件结构，机器数有三种表示方法：即原码、反码和补码。1原码最高位为符号位，符号位后表示该数的绝对值。例
28、如：+112原=01110000B112原=11110000B其中最高位为符号位，后面的 7 位是数值（字长为 8 位，若字长为 16 位，则后面 15 位为数值） 。原码表示时112 和112 的数值位相同，符号位不同。说明： 0 的原码有两种表示法：+0 原=00000000B0原=10000000B N 位原码的表示范围为：12 N1 2N11。例如 8 位原码表示的范围为：127+1272反码最高位为符号位，正数的反码与原码相同，负数的反码为其正数原码按位求反。+112 反=01110000B112反=10001111B说明： 0 的反码有两种表示法：+0 反=00000000B0反=
29、11111111B N 位反码表示的范围为： 12 n12 n11；例如 8 位反码表示的范围为 127+127。 符号位为 1 时，其后不是该数的绝对值。例如反码 11100101B 的真值为27，而不是101。3补码最高位为符号位，正数的补码与原码相同；负数的补码为其正数原码按位求反再加 1。例如： +112补 =01110000B112补 =10010000B说明： 0 的补码只有一种表示法：+0=0=00000000B； n 位补码所能表示的范围为2 n12 n11；例如 8 位补码表示的范围为128+127。 八位机器数中：128补=10000000B，128原，128反不存在。 符
30、号位为 1 时，其后不是该数的绝对值。例如：补码 11110010B 的真值为14，而不是114。有符号数采用补码表示时，就可以将减法运算转换为加法运算。因此计算机中有符号数均以补码表示。例如：X8416（84）（16）X补=+84补+16补（+84）补 =01010100B（16）补=11110000B0 1 0 1 0 1 0 0B+ 1 1 1 1 0 0 0 0B0 1 0 0 0 1 0 0B1所以 X补=01000100B，即 X=68。在字长为 8 位的机器中，第 7 位的进位自动丢失，但这不会影响运算结果。机器中这一位并不是真正丢失，而是保存在程序状态字 PSW 中的进位标志
31、Cy 中。又如：X4888（48）（88）X补=+48补+88补+48补 =00110000B88补=10101000B0 0 1 1 0 0 0 0B+ 1 0 1 0 1 0 0 0B1 1 0 1 1 0 0 0B所以 X补=11011000B，即 X=40。为进一步说明补码如何将减法运算转换为加法运算，我们举一日常的例子：对于钟表，它所能表示的最大数为 12 点，我们把它称之为模，即一个系统的量程或所能表示的最大的数。若当前标准时间为 6 点，现有一只表为 9 点，可以有两种调时方法： 936（倒拨） 996（顺拨）即有 9993612693因此对某一确定的模，某数减去小于模的一数，总
32、可以用加上该数的负数与其模之各（即补码）来代替。故引入补码后，减法就可以转换为加法。补码表示的数还具有以下特性：XY补X补Y补XY补X补Y补附表 3 为 n8 和 n16 时 n 位补码表示的数的范围。附表 3 n 位二进制补码数的表示范围十进制数 二进制数 十六进制数 十进制数 十六进制数N=8 n=16+127+126.+2+10-1-2.-126-127-1280111111101111110.0000001000000001000000001111111111111110.1000001010000001100000007F7E.020100FFEE.828180+32767+3276
33、6.+2+10-1-2.-32766-32767-327687FFF7FFE.000200010000FFFFFFFE.800280018000二、无符号整数在某些情况下，处理的全是正数时，就不必须再保留符号位。我们把最高有效位也作为数值处理，这样的数称之为无符号整数。8 位无符号数表示的范围为：0255。计算机中最常用的无符号整数是表示存储单元地址的数。三、字符表示字母、数字、符号等各种字符（例如键盘输出的信息或打印输出的信都是按字符方式输出输出）按特定的规则，用二进制编码在计算中表示。字符的编码方式很多，最普遍采用的是美国标准信息交换码 ASC码。ASC码是 7 位二进制编码。计算机中用一
34、个字节表示一个 ASC码字符，最高位默认为 0，可用作校验位。第五讲 一、授课内容：MCS51 系列单片机 二、授课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：掌握 MCS51 系列单片机的结构引脚功能六、教学重、难点：重点/难点：80C51 单片机的引脚功能。七、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.八、教学过程：（板书）一、MCS-51单片机的基本组成（如下图所示）（1）一个8位微处理器CPU。CPU时 钟 电 路P0 P3P2P1 TXD RXD INT0 INT1并 行 接
35、 口 串 行 接 口 中 断 系 统定 时 /计 数 器RAMROMT0 T1（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）内部程序存储器ROM。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7）中断控制系统。（8）内部时钟电路。二、80C51 单片机的引脚功能结构框图（如下图所示）1主电源引脚 VCC 和 VSS2外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL23控制或其他电源复用引脚 RST/ VPD、ALE/、和/VPP4输入/输出引脚 P0、P1
36、、P2、P3（共 32 根）三、引脚功能（1） 主电源引脚 Vcc 和 Vss VCC: 接+5 V 电源正端; VSS: 接+5 V 电源地端。 （2） 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2XTAL1: 接外部石英晶体的一端。 在单片机内部 , 它是一个反相放大器的输入端, 这个放大器构成了片内振荡器。 当采用外部时钟时 , 对于 HMOS 单片机, 该引脚接地; 对于 CHMOS 单片机, 该引脚作为外部振荡信号的输入端。XTAL2: 接外部晶体的另一端。 在单片机内部 , 接至片内振荡器的反相放大器的输出端。 当采用外部时钟时 , 对于 HMOS 单片机, 该引脚作为外部振荡信号的输
37、入端; 对于 CHMOS 芯片, 该引脚悬空不接。图一 内部振荡方式 图二 外部振荡方式图一 图二（3）输入/输出（I/O）引脚 P0 口、 P1 口、 P2 口及 P3 口（a） P0 口（39 脚32 脚）: P0.0P0.7 统称为 P0 口。（b） P1 口（ 1 脚8 脚） : P1.0P1.7 统称为 P1 口, 可作为准双向 I/O 接口使用。 （c） P2 口（ 21 脚28 脚）: P2.0P2.7 统称为 P2 口, 一般可作为准双向I/O 接口。 （d） P3 口（10 脚17 脚）: P3.0P3.7 统称为 P3 口第六讲 一、授课内容：MCS51 系列单片机 二、授
38、课类型：讲授三、授课时数：2 学时四、教学目标：掌握 MCS51 系列单片机的结构引脚功能六、教学重、难点：重点/难点：80C51 单片机的引脚功能。七、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.八、教学过程：（板书）下面将这 40 条引脚按功能分为四部分叙述其功能。1. 主电源引脚 Vcc 和 VssVcc（40 脚）：接+5V 电压Vss（20 脚）：接地2. 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2XTAL1（19 脚）：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入
39、端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对HMOS 单片机，此引脚应接地；对 CHMOS 单片机，此引脚作为驱动端。XTAL2（18 脚）：接外部晶体管的另一个引脚。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部振荡器时，对于 HMOS 单片机，此引脚应接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对于 CHMOS 单片机，此引脚应悬浮。3. 控制或其他电源复用引脚 RST/VPD、ALE/PROG、PSEN、EA/VPPRST/VPD（9 脚）：振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平使单片机复位。建议在此引脚与 Vss 之间连接一
40、个约 8.2k 的下拉电阻，与Vcc 引脚之间连接一个约 10F 的电容，以保证可靠的复位（详见复位电路内容） 。Vcc 掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保持内部 RAM 的数据不丢失。 ALE/ PROG（30 脚）：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE 端仍然以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器的 1/6。因此，它可以用作对外输出的时钟，或用于定时。对于 EPROM 型的单片机（如 8751） ，在 EPROM 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 PSEN（29 脚）：此引脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。
41、在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期它二次有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这二次有效信号将不出现。它同样可以驱动（吸收或输出电流）8 个 LS 型的 TTL 输入电路。 EA/VPP（31 脚）：当这引脚保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过 0FFFH（对 8051/8751）或 1FFFH（对 8052）时将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当这引脚保持低电平时，则只访问外部程序存储器。对于 8031 来说，无内部程序存储器，端口必须保持低电平，即接地，才能只选择外部程序存储器。对于 EPROM 型的单片机（如 8751） ，在 EPR
42、OM 编程期间，此引脚也用于施加 21V 的编程电源（VPP） 。4. 输入/输出（I/O）引脚 P0、P1、P2、P3（共 32 根）P0 口（39 脚32 脚）：是双向 8 位三态 I/O 口，在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8 个 LS 型的 TTL 输入负载。P1 口（1 脚8 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O 口。P1 口可以驱动（吸收或输出电流）4 个 LS 型的 TTL 负载。对于 8052、8032，P1.0 引脚的第二功能为 T2定时器/计数器的外部输入，P
43、1.1 引脚的第二功能为 T2 的外部控制端。对EPROM 编程和程序验证期间，它接收低 8 位地址。P2 口（21 脚28 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。在访问外部程序存储器时，它可以作为扩展电路高 8 位地址总线送出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证期间，它接收高 8 位地址。P2 口可以驱动（吸收或输出电流）4 个 LS 型的TTL 输入负载。P3 口（10 脚17 脚）：是准双向 8 位 I/O 口，在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。P3 口可以驱动（吸收或输出电流）4 个 LS型的 TTL 输入负载。作为第一功能使用时，为普通 I
44、/O 口，功能和操作方法与P1 口相同。作为第二功能使用时，各引脚的定义见表 2.2。值得强调的是，P3口的每一条引脚均可独立定义为第一功能的输入输出或第二功能。表 6.1 P3 口线的第二功能定义口线 引脚 功能P3.0 10 RxD(串行输入口)P3.1 11 TxD(串行输出口)P3.2 12 INT0(外部中断0)P3.3 13 INT1(外部中断1)P3.4 14 T0(定时器0外部输入)P3.5 15 T1(定时器1外部输入)P3.6 16 WR(外部数据存储器写脉 冲)P3.7 17 RD(外部数据存储器读脉 冲)第七讲 一、授课内容：MCS51 系列单片机 二、授课类型：讲授三
45、、授课时数：2 学时四、教学目标：掌握 MCS51 系列单片机的内部结构六、教学重、难点：重点/难点：80C51 单片机的内部结构。七、教学设想：借助产品、作品演示,一方面可以使课堂生动,另一方面可以腾出大量时间加强对重难点知识的讲解,增强学生对知识的理解,同时提高他们对本学科的兴趣.八、教学过程：（板书）一、MCS-51 单片机的基本结构（如下图所示）二、 MCS-51 单片机硬件结构特点1内部程序存储器（ROM）和内部数据存储器（RAM）容量（如下图所示）2输入/输出（I/O）端口3外部程序存储器和外部数据存储器寻址空间4中断与堆栈5定时/计数器与寄存器区6指令系统三、MCS-51 单片机
46、内部结构1运算器运算器由 8 位算术逻辑运算单元 ALU（Arithmetic Logic Unit） 、8 位累加器 ACC（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 等组成。2控制器主要由程序计数器 PC、指令寄存器 IR、指令译码器 ID、堆栈指针 SP、数据指针 DPTR、时钟发生器及定时控制逻辑等组成。四、MCS-51 单片机的存储器配置（一）内部 RAM 低 128 单元8051 低 128 个单元是真正的内部数据 RAM 区，是一个多功能复用性数据存储器，其按用途可
47、分为三个区域。如图 22 所示：1 工作寄存器区（00H1FH）也称为通用寄存器，该区域共有 4 组寄存器，每组由 8 个寄存单元组成，每个单元 8 位，各组均以 R0R7 作寄存器编号，共 32 个单元，单元的00H1FH。在任一时刻，CPU 只能使用其中一组通用寄存器，称为当前通用寄存器组，具体可由程序状态寄存器 PSW 中 RS1， RS0 位的状态组合来确定。通用寄存器为CPU 提供了就近存取数据的便利，提高了工作速度，也为编程提供了方便。2 位寻址区（20H2FH）内部 RAM 的 20H2FH，共 16 个单元，计 168=128 位，位地址为00H7FH。位寻址区既可作为一般的
48、RAM 区进行字节操作，也可对单元的每一位进行位操作，因此称为位寻址区，是存储空间的一部分。表 71 列出了位寻址区的位地址：表 71 位寻址区的位地址单元地址 MSB 位 地 址 LSB2FH 7FH 7EH 7DH 7CH 7BH 7AH 79H 78H2EH 77H 76H 75H 74H 73H 72H 71H 70H2DH 6FH 6EH 6DH 6CH 6BH 6AH 69H 68H2CH 67H 66H 65H 64H 63H 62H 61H 60H2BH 5FH 5EH 5DH 5CH 5BH 5AH 59H 58H2AH 57H 56H 55H 54H 53H 52H 51H 50H29H 4FH 4EH 4DH 4CH 4BH 4AH 49H 48H28H 47H 46H 45H 44H 43H 42H 41H 40H27H 3FH 3EH 3DH 3CH 3BH 3AH 39H 38H26H 37H 36H 35H 34H 33H 32H 31H 30H25H 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H24H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 2
