MCS-51单片机开发板简介
汽车单片机与车载网络技术(第二版)第2章MCS-51单片机介绍
第2章 MCS-51单片机介绍
2.1.3 单片机在汽车电子控制系统中的应用 在现代的汽车中，电子设备比比皆是，均已涉及汽车的各
主要部件(见表1-1)。其控制装置中的单片机既有功能强大的16 位机或32位机，也有低性能的8位机。
例如，现代汽车发动机的功能越来越完善，其控制系统也 越来越复杂。控制系统需要不断地采集各个传感器的信息，并 按照预定的程序进行实时计算，所以对单片机的运算速度、数 据字长、与外部设备的接口等方面不断提出新的要求。目前， 发动机控制系统内单片机的总线频率已经提高到几十兆赫，机 型多为16位机或32位机。Motorola公司生产的 MC68HC912DG128A单片机就被德尔福等汽车电子企业选用在 自己的电控单元的产品中。
1DH
1CH
1BH
1AH
22H
17H
16H
15H
14H
13H
12H
21H
0FH
0EH
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0AH
20H
07H
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03H
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LSB
79H
78H
71H
70H
69H
68H
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60H
59H
58H
51H
50H
49H
48H
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40H
39H
38H
31H
30H
29H
28H
21H
20H
另外，随着汽车上电子控制单元的增多，为节省导线、 易于布线以及在各控制单元之间快速地传输信息，网络技术 便成为了有效的手段。
第2章 MCS-51单片机介绍
2.2 MCS-51单片机的基本结构
多功能MCS-51单片机开发板设计
（ ）数码管 显 示接 口电路 七 系 统数 码管 显示 及键 盘显示 均 比较灵 活 ，提 供 了专 门的 ＩＯ ／ 接 口，可 以用 ８５ 来控 制 ，也可 以用单 片机来 控制 。开发板 支持 １５ ４位七 段示 Ｌ Ｄ 码显 示器 。 Ｅ数 四、结 束语 限于篇 幅 ，本 文关 于 Ｄ １０ 、ＬＤ显 示接 口以及 系统软 件设 Ｓ３ ２ Ｃ 计 等方 面未 能介 绍 。本文 设计 的单片 机开 发板在 实 际中发挥 了重 要 作用 ，适合 于单 片机 学 习者 及 简单 的工程应 用 。 参 考文 献 ： 【 杨光 友 ． 片微 型计 算机 原理 及 接 口技 术【 ． 利 水 电 出 １ １ 单 Ｍ】 水
社 ．０ ７ ２０
【 Ｘ５ ４ ｔ ｈ ｅ． ｔ ｓ ｃ ０ ６ ５ ０ ５ ａ ｅｔｎｅ ｉｉ ． ０ ］ Ｄａ ｓ Ｉ ｒｌｎ ２
［ 者简 介］ 作 张道 德 （９ ３ ） １７一 ，男 ，博 士 ，研 究方 向：从 事嵌 入 式系 统 、智能控 制等领 域 的研 究。
（ 接第 １７页 ） 上 ６
计 算机 光盘 软件 与应用
２ １ 年 第 ８期 ０１
Ｃ ｍ ｕ ｅ ＤＳ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｓ ｏｐ ｔｒＣ ｏ ｔ ａ ｅ
（ ）键盘 接 口电路 六 在 单 片机应 用系 统 中通 常应 具有 人机 对话 功能能 随时 发 出各 种控 制 指 令 和数 据 输 入 以及 报 告 应用 系 统 的运 行 状 态 与运 行 结 果 。本文 所采用 的是 独立 式键盘 ， 中 ｋ ｙ 其 ｅ 代表 阻值 为 Ｉ ｋ Ｑ的排
版 社 ．０ ２ ２ ０
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图 ５ 看 门狗 接 口电路
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MCS-51单片机内部结构及功能简介
MCS-51 单片机内部结构及功能简介1.结构
(1)中央处理单元(8 位)
数据处理、测试位，置位，复位位操作
(2)只读存储器(4KB 或8KB)
永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM
(3)随机存取内存(128B、128B SFR)
在程序运行时存储工作变量和资料
(4)并行输入/输出口(I / O)(32 条)
作系统总线、扩展外存、I / O 接口芯片
(5)串行输入/输出口(2 条)
串行通信、扩展I / O 接口芯片
(6)定时/计数器(16 位、加1 计数)
计满溢出、中断标志置位、向CPU 提出中断请求，与CPU 之间独立工作(7)时钟电路
内振、外振。
(8)中断系统
五个中断源、2 级优先。
图片1
2.结构特点：
MCS-51 系列单片机为哈佛结构(而非普林斯顿结构)
1)内ROM：4KB
2)内RAM：128B
3)外ROM：64KB
4)外RAM：64KB
5)I / O 线：32 根(4 组，每组8 根)
6)定时/计数器：2 个16 位可编程定时/计数器
7)串行口：全双工，2 根
8)寄存器区：工作寄存器区、在内128B RAM 中，分4 个区
9)中断源：5 源中断，2 级优先
10)堆栈：最深128B
11)布尔处理机：位处理机，某位单独处理
12)指令系统：五大类，111 条。
第1节MCS51单片机介绍
第1节MCS51单片机介绍MCS51单片机是一种非常常见且广泛应用于嵌入式系统中的微控制器，它也是全球最流行的8位单片机之一。
本文将对MCS51单片机进行介绍，包括其起源、特点、应用领域以及未来的发展趋势等。
一、起源MCS51单片机最初由英特尔公司于1980年推出，其核心是Intel 8051微控制器。
当时，随着计算机技术的不断发展，市场对于小型化、低成本、低功耗的嵌入式系统需求日益增加。
MCS51单片机的出现填补了市场空白，迅速成为业界的热点。
二、特点1. 8位结构：MCS51单片机采用8位结构，这意味着处理器的每条指令都可以操作8位的数据。
这种结构在相对低成本和功耗的同时，提供了足够的计算和存储能力，适用于大多数嵌入式应用场景。
2. 可编程性：MCS51单片机具备高度的可编程性，开发者可以使用汇编语言或高级语言（如C语言）来编写程序，实现对系统的控制和管理。
这种可编程性使得MCS51单片机极其灵活和适应性强，适用于各种应用领域。
3. 存储能力：MCS51单片机具备内部存储器和外部存储器扩展能力。
内部存储器包括ROM和RAM，用于存放程序和数据。
而外部存储器可以通过扩展接口来连接更大容量的存储器，满足更高要求的应用场景。
4. 周边接口：MCS51单片机提供了大量的周边接口，包括通用输入输出引脚、串行口、定时器/计数器、中断控制器等。
这些接口可以为外围设备的连接提供便利，实现对其他硬件的控制和通信。
三、应用领域MCS51单片机广泛应用于各个领域的嵌入式系统中，包括但不限于以下几个方面：1. 家电控制：MCS51单片机的低功耗、可编程性和丰富的接口特点使得它非常适用于家电控制领域。
例如，电视、空调、洗衣机等家电产品中都可以采用MCS51单片机来实现智能控制和用户交互。
2. 工业自动化：在工业自动化领域，MCS51单片机可用于实现各种控制任务，如数据采集、温度控制、机器人控制等。
其稳定性和可靠性使得它成为工业环境中的理想选择。
单片机原理第二章、MCS-51单片机的硬件结构
案例三
实现家居设备的智能化控制和管理，通过单片机采集家居设备的状态和信息，实现远程控制和定时控 制。
应用于智能照明、智能安防、智能家电等领域，提高家居生活的便利性和舒适性。
THANKS
感谢观看
02
特点
03
8位处理器，采用CISC（复杂指令集）架构。
04
包含丰富的指令集，支持多种寻址方式。
05
内部集成数据存储器、程序存储器、I/O端口、定时器/计 数器等模块。
06
可通过编程实现各种控制功能，广泛应用于工业自动化、 智能仪表、通信设备等领域。
MCS-51单片机的历史与发展
历史
MCS-51单片机由Intel公司在20世纪80年代初推出，是早期微控制器家族中的一员 。
复位电路
复位电路用于将单片机恢复到初始状 态。
当单片机上电或按下复位按钮时，复 位电路将单片机内部寄存器清零，并 停止CPU运行。
03
CATALOGUE
MCS-51单片机的引脚功能及连接方式
电源引脚
VCC
正电源引脚，接入+5V的直流电压。
VSS
接地引脚，通常与机壳相接。
控制引脚
RESET
复位引脚，低电平有效，用于单 片机的复位操作。
程序存储器用于存储程序和表格。
数据存储器包括内部数据存储器和外部数据存储 器。
输入/输出端口
MCS-51单片机有四个双向的输入/ 输出端口，每个端口有8个引脚。
这些端口可以独立配置为输入或输出 模式，用于与外部设备进行通信。
时钟电路
时钟电路为单片机提供时钟信号，控制指令的执行速度。 MCS-51单片机通常使用外部晶体振荡器产生时钟信号。
--mcs-51单片机介绍
第1章 MCS-51系列单片机的组成
TI（Texas Instruments）公司的 MSP430单片机
• TI公司是闻名全球的DSP制造商，但其前几 年才推出的MSP430系列16位单片机同样在 业界掀起不小的波澜。MSP430系列单片机 最突出的特点是低电压供电和超低功耗， 非常适合应用于采用电池长时间工作的场 合。
第1章 MCS-51系列单片机的组成
1.1.3 单片机的应用领域
• 片机以其体积小、速度快、功耗低、使用 灵活、价格低廉等特点，广泛应用于国民 经济各个领域，对各行各业的技术改造和 产品更新换代起着重要的推动作用。其主 要应用领域可以概括为以下几个方面 ：
– 1. 工业控制 – 2. 智能仪器仪表 – 3. 数据采集与处理 – 4. 家用电器
• 下面将介绍比较常见的MCS-51系列单片机 。
第1章 MCS-51系列单片机的组成
MCS-51单片机及其兼容产品
• Intel公司部分产品：
• Atmel公司部分产品 ：
第1章 MCS-51系列单片机的组成
MCS-51单片机及其兼容产品
• CYGNAL公司部分产品 ：
第1章 MCS-51系列单片机的组成
1.1.1 单片机的发展历史
• 随着大规模集成电路的出现，诞生了微处理器， 也才有了单片机的产生与发展，单片机的发展大 致经历了以下几个阶段：
– 第一阶段（1974年～1976年）为单片机的初级阶段。 – 第二阶段（1976年～1980年）为低性能单片机阶段。 – 第三阶段（1980年～1983年）为高性能单片机阶段。 – 第四阶段（1983年以后）为功能完善阶段。
• Motorola单片机的功能一般都很强，进入我国的 时间也很早，在单片机应用领域有很高威望，但 由于其开发工具价格较高，影响了普及率。
汽车单片机与车载网络技术第2章 mcs51单片机介绍
第2章 MCS-51单片机介绍
(4) 2个可编程的16位定时/计数器T0、T1，用于对外部 脉冲进行计数，也可用来实现定时操作。
(5) 4个8位的并行I/O口P0、P1、P2、P3，可用来实现 数据的并行输入与输出。
(6) 1个全双工异步串行接口，可用来实现单片机与其 他设备之间的串行数据通信。该串行口功能较强，既可作为 全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。
第2章 MCS-51单片机介绍
2.1.3 单片机在汽车电子控制系统中的应用 在现代的汽车中，电子设备比比皆是，均已涉及汽车的各
主要部件(见表1-1)。其控制装置中的单片机既有功能强大的16 位机或32位机，也有低性能的8位机。
例如，现代汽车发动机的功能越来越完善，其控制系统也 越来越复杂。控制系统需要不断地采集各个传感器的信息，并 按照预定的程序进行实时计算，所以对单片机的运算速度、数 据字长、与外部设备的接口等方面不断提出新的要求。目前， 发动机控制系统内单片机的总线频率已经提高到几十兆赫，机 型多为16位机或32位机。Motorola公司生产的 MC68HC912DG128A单片机就被德尔福等汽车电子企业选用在 自己的电控单元的产品中。
第2章 MCS-51单片机介绍
单片机具有功能强、体积小、成本低、功耗小、配置灵 活等特点。以单片机为核心构成的控制系统，成本低廉且能 够适应各种现场环境，具有实时、快速的外部响应，因而被 广泛应用在工业控制、智能化仪器仪表、通信、家电、汽车 等领域中。事实上，单片机是世界上数量最多的计算机。现 代人类生活中，几乎所用的每件电子和机械产品中都会集成 有单片机。手机、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标 等电脑配件中会有1～2部单片机；汽车上一般会配备40多部 单片机；复杂的工业控制系统上甚至可能会有数百台单片机 同时工作。
MCS51单片机的结构
MCS51单片机的结构MCS-51单片机是Intel公司设计开发的一种高度集成的8位微控制器（microcontroller），主要应用于嵌入式系统中。
它采用了Harvard 架构，包含一个CPU核心、片内存储器、外围接口和定时器/计数器等功能模块。
在本文中，我将详细介绍MCS-51单片机的结构。
MCS-51单片机的结构主要分为以下几个部分：1.中央处理器（CPU）核心：MCS-51单片机的CPU核心采用了8位的数据总线和地址总线，以及一组功能强大的指令集。
该CPU支持多种指令，包括数据传送指令、算术逻辑指令、位操作指令和条件跳转指令等。
它还包括一个累加寄存器和标志寄存器，用于存储操作数和标志位信息。
2.存储器部分：MCS-51单片机包含片内存储器和片外存储器。
片内存储器主要用于存储程序代码和数据，包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。
ROM用于存储程序代码，RAM用于存储数据和临时变量。
片外存储器通过地址线和数据线与单片机连接，可以扩展存储器容量。
3.输入输出（I/O）接口：MCS-51单片机通过多个I/O口与外部世界进行数据交互。
每个I/O 口包含一组引脚，可以用作输入或输出。
这些引脚可以通过配置寄存器来选择其功能。
MCS-51单片机还支持中断输入，可以用于实现外部设备的中断功能。
4.定时器/计数器（Timer/Counter）：MCS-51单片机内置了多个定时器/计数器模块，用于生成精确的时间延迟或测量外部事件的时间间隔。
定时器可以产生周期性的中断信号，用于实现定时任务。
计数器可以计数外部事件的脉冲数量，用于测量时间间隔。
5.串行通信接口：MCS-51单片机内置了一个串行通信接口，可以用于与其他设备进行数据传输。
该接口支持异步串行通信协议，如UART（通用异步收发器）或SPI（串行外围接口）等。
它可以通过配置寄存器来设置通信参数，如波特率和数据格式等。
6.时钟电路：MCS-51单片机需要一个精确的时钟源来驱动内部运算和外设操作。