MCS-51单片机应用系统的设计.
MCS-51单片机程序设计
+1
，当X>0
Y= 0
，当X=0
开始
－1
，当X<0
X=0
N
程序流程框图如图4.1所示。 Y
Y←0
X>0 Y
Y←1
N Y←－1
结束
程序如下： ORG
MOV CJNE MOV AJMP MP1： JB MOV LJMP MP2： MOV HERE： SJMP
1000H A，R0 A，#00H，MP1 R1，#00H HERE ACC.7 MP2 R1，#01H HERE R1，#0FFH HERE
1000H DPTR，#2000H DPL DPH DPTR，#3000H R2，DPL R3，DPH
；源数据区首地址 ；源首址暂存堆栈
；目的数据区首地址 ；目的首址暂存寄存器
LOOP：
POP POP MOVX INC PUSH PUSH MOV MOV MOVX MOV MOV DJNZ SJMP
；源数据区首地址 ；目的数据区首地址 ；循环次数 ；取数据 ；数据传送 ；源地址加1 ；目的地址加1 ；循环控制 ；结束
例4.8 外部RAM之间的数据传送程序。
把外部RAM 2000H开始单元中的数据传送到外部RAM 3000H开始的单 元中，数据个数在内部RAM的35H单元中。
START：
ORG MOV PUSH PUSH MOV MOV MOV
K=?
K=0
K=1
转向 0 分支 转向 1 分支
K= n-1
K=n
转向 n-1 分支 转向 n 分支
例4.5 设内部RAM的30H单元有一个数，根据该数值的不同 转移到不同的程序段进行处理，设数值的范围为0～10的 无符号数。
新编MCS51单片机应用设计第二版教学设计
新编MCS51单片机应用设计第二版教学设计一、教学目标本教学设计的目标是旨在培养学生以下方面的能力：1.掌握MCS51单片机体系结构及其编程；2.掌握MCS51单片机I/O端口、中断、定时器/计数器、串口等基本应用；3.能够通过使用MCS51单片机独立完成小规模的嵌入式系统设计；4.能够理解商业现实环境中嵌入式系统的设计流程。
二、教学内容本课程的主要教学内容涵盖以下几个方面：1.MCS51单片机体系结构及编程；2.MCS51单片机I/O端口应用；3.MCS51单片机中断与定时器/计数器应用；4.MCS51单片机串口应用；5.嵌入式系统设计流程。
三、教学方法本课程使用多种教学方法，包括但不限于：1.传统的面授讲解；2.实验课；3.课堂互动；4.讨论活动；5.个人或小组项目作业；6.期末考试。
四、教学任务1. 教学计划时间教学任务内容第1周MCS51单片机基础MCS51单片机体系结构第2周MCS51单片机基础MCS51单片机编程第3周I/O端口应用输入、输出模式、摇杆控制LED灯第4周I/O端口应用光敏传感器控制LED灯，温度传感器显示温度第5周中断与定时器/计数器软中断实现调制解调器通信应用定时器/计数器实现LED呼吸灯效果第6周中断与定时器/计数器应用第7周串口应用软件串口实现与PC的通信第8周嵌入式系统设计流程系统需求分析第9周嵌入式系统设计流程系统框图设计第10嵌入式系统设计流程系统原理图设计时间教学任务内容周期末复习综合实验设计与复习第11周第12期末考试周2. 实验课安排时间实验任务第1周单片机初步实验第2周端口输入输出实验第3周ADC采样实验第4周定时器/计数器实验第5周温度传感器实验第6周光敏传感器实验第7周软件串口实验第8周调制解调器实验第9周预留实验时间第10周预留实验时间第11周综合实验第12周实验报告和综合实验成果展示3. 项目作业在本课程结束时，每个学生或小组将完成一个嵌入式项目作业，并进行展示和报告。
MCS-51单片机原理与应用教学设计
MCS-51单片机原理与应用教学设计介绍MCS-51单片机是一种微型计算机芯片，广泛应用于许多嵌入式系统中。
单片机课程是电子信息类专业的重要课程之一，是培养学生嵌入式系统设计能力的基本环节，也是学生熟练掌握C语言编程技能的关键课程。
本文主要介绍MCS-51单片机原理与应用教学设计的相关内容。
教学目标本教学设计旨在通过讲解MCS-51单片机的基本原理及其应用，培养学生以下几个能力：1.理解MCS-51单片机的基本架构和指令系统。
2.掌握MCS-51单片机的编程工具和编程方法，熟练使用Keil软件。
3.能够完成基本的嵌入式系统设计和开发任务，包括输入输出控制、中断处理、定时器计数、串口通信等。
4.能够将所学知识应用于具体的嵌入式系统设计任务中，并在实践中不断提高自己的技能和分析问题的能力。
教学内容第一章：MCS-51单片机体系结构1.1 MCS-51单片机的基本组成介绍MCS-51单片机的基本构成和各部分的功能，包括CPU、存储器、输入输出接口等。
1.2 MCS-51单片机的寄存器介绍MCS-51单片机的寄存器及其作用，包括通用寄存器、特殊功能寄存器、状态寄存器等。
1.3 MCS-51单片机的指令系统介绍MCS-51单片机的指令系统，包括指令格式、指令类型、指令执行时间等。
第二章：Keil软件的使用2.1 Keil软件的介绍介绍Keil软件的基本功能和使用方法。
包括新建、编译、下载和调试程序等。
2.2 Keil软件的项目管理介绍Keil软件的项目管理功能，包括添加、删除、修改源文件，设置编译选项等。
2.3 Keil软件的调试功能介绍Keil软件的调试功能，包括单步执行、断点调试、变量监视等。
第三章：MCS-51单片机的应用3.1 输入输出控制介绍MCS-51单片机的输入输出控制方法，包括端口输入输出、LED和数码管控制等。
3.2 中断处理介绍MCS-51单片机的中断处理机制，包括硬件中断和软件中断，中断优先级等。
MCS-51单片机应用系统设计
6 通信电路的设计 单片机应用系统一般需要其具有数据通信的能力，通常采用RS-
232C、RS-485、I2C、CAN、工业以太网、红外收发等通信标准。
7 印刷电路板的设计与制作 电路原理图和印制电路板常采用专业设计软件进行设计， 如
Protel、Proteus、OrCAD等。设计印制电路板需要有很多的技巧和经 验。设计好印制电路板图后，应送到专业厂家制作生产，在生产出来 的印制电路板上安装好元件，则完成硬件设计和制作。
3. 程序设计 1 建立数学模型：描述出各输入变量和各输出变量之间 的数 学关系。
2 绘制程序流程图：以简明直观的方式对任务进行描述。 3 程序的编制：选择语言、数据结构、控制算法、存储 空间 分配，系统硬件资源的合理分配与使用，子程序的入/出口 参 数的设置与传递。
4. 软件装配 各程序模块编辑之后，需进行汇编或编译、调试，当满足设
单 片 机 应 用 系 统 设 计 的 一 般 过 程
7.1 MCS-51单片机应用系统设计过程
1. 总体设计 2. 硬件设计 3. 软件设计 4. 可靠性设计 5. 单片机应用系统的调试、测试
7.1.1 总体设计
1．明确设计任务 单片机应用系统的设计是从确定目标任务开始的。 认真进行目标分析，根据应用场合、工作环境、具体用途，
2. 程序设计技术
软件结构实现结构化，各功能程序实行模块化、子程序化。 一般有以下两种设计方法：
1 模块程序设计：优点是单个功能明确的程序模块的设 计和 调试比较方便，容易完成，一个模块可以为多个程序所共 享 。其缺点是各个模块的连接有时有一定难度。
2 自顶向下的程序设计：优点是比较符合于人们的日常 思维 ，设计、调试和连接同时按一个线索进行，程序错误可以 较早的发现。缺点是上一级的程序错误将对整个程序产生影响， 一处修改可能引起对整个程序的全面修改。
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计 (2)
MCS51单片机原理及嵌入式系统应用课程设计一、课程设计背景嵌入式系统是一个以计算机技术为基础，集成了计算机硬件和软件系统的设备。
随着信息技术的飞速发展，嵌入式系统已经成为各种各样产品的重要组成部分，如家电、汽车、医疗器械等。
因此，对嵌入式系统的研究和开发也变得越来越重要。
MCS51是一种被广泛应用于嵌入式系统设计的单片机。
MCS51拥有稳定的性能和丰富的硬件资源，同时使用起来也非常方便。
在本课程设计中，我们将探究MCS51单片机的原理以及其在嵌入式系统中的应用，旨在帮助学生更好地理解嵌入式系统，提高其技能水平，为未来就业做好准备。
二、课程设计内容2.1 MCS51单片机原理MCS51单片机由CPU、存储器、输入输出接口及其它外设组成。
本部分内容主要包括以下几个方面：•MCS51的CPU结构和工作原理•存储器及存储器扩展方式•输入输出接口及其应用•定时器和中断控制器的原理2.2 嵌入式系统应用MCS51单片机在嵌入式系统中的应用非常广泛，包括控制电路、仪器设备、工业控制等领域。
本部分内容将侧重于MCS51单片机在嵌入式系统中的具体应用，主要包括以下几个方面：•定时器的应用•中断的应用•A/D转换的应用•串口通信的应用•基于MCS51的嵌入式系统设计案例2.3 课程设计实践课程设计实践环节是本设计的重点部分。
学生将按照以下流程完成实践：•组建小组，编写嵌入式系统设计方案•搭建硬件平台，包括MCS51单片机和相关外设•编写程序，完成设计方案的实现•测试程序，调试错误并进行优化三、课程设计评估本课程设计采用绩效考核制度。
学生将分小组完成课程设计，小组成员之间责任明确，根据完成情况和实现效果，将对小组进行绩效评估。
评估方案主要从以下方面考虑：•设计方案的合理性•实现方案的正确性及完整性•程序的优化程度及代码质量四、总结本课程设计旨在通过MCS51单片机的原理和应用让学生更好地理解嵌入式系统的设计和开发过程。
MCS51单片机应用系统可靠性及抗干扰设计
（2）死机0316baowencailiao/ 3．系统对被控对象的误操作 4．被控对象状态不稳定
9.2 单片机系统中硬件抗干扰设计
9.2.1 干扰的耦合方式 1．直接耦合 nizifn mynzf mynzf mynzgf 0838mlj zhongtezc topbrightness/
9.3.3 系统复位特征
1．上电标志的设定方法 ① SP建立上电标志。 ② PSW.5建立上电标志。 ③ 内RAM建立上电标志。 2．软件复位与中断激活标志 3．程序失控后恢复运行的方法 4．睡眠抗干扰
9.4 “看门狗”技术和掉电保护
9.4.1 “看门狗”技术
1．软件“看门狗”技术 nizifn mynzf mynzf mynzg mynzg mynzg mljsgf mljnzf
0838mlj zhongtezc topbrightness/
2．硬件“看门狗”技术 hd8go hd88go sj93 oemgc/
189288 hzp580 yjoem
oemdg/ xcdnpx/ skfjk oemdg
3．上电复位与“看门狗”信号复位的不同处 zhongtezc yanjigz/ zg-nsk skf-zt nsk-zt/ fag-zt/ ntn-zt 189286/ xcdnpx/ dgxcdn dgxcpx xcwxpx
理过程
xunchi-px/ oemfy 0759mz lczx188 189287/ tiefen tjjkyq
0316baowencailiao/
9.4.2 掉电保护电路
1．简单的COMS RAM 掉电保护电路 2．可靠的COMS RAM掉电保护电路 nizifn mynzf mynzf mynzg
《单片机应用系统设计》教学大纲及知识点
《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0．1 引言0．2 单片机的特点0．3 单片机的发展0．4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入／输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2．1 MCS-51指令系统概述2．2 数据传送类指令2．3 算术运算类指令2．4逻辑运算及移位类指令2．5 控制转移类指令2．6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3．1 汇编语言源程序的格式3．2 伪指令3．3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章Ｉ/Ｏ扩展技术6．1 Ｉ/Ｏ接口概述6．2 MCS-51并行Ｉ／Ｏ口的直接使用6．3 简单Ｉ／Ｏ扩展6．4 8255并行Ｉ／Ｏ口6．5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7．1 单片机应用系统中的人机通道7．2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7．4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11．1 PIC16F87X的特点11．2 PIC16F87X的结构与配置11．3 PIC16F87X的功能部件11．4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的：进一步掌握开发工具的应用实验内容：学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的：掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容：用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
MCS—51单片机学习开发系统设计-单片机原理及接口技术课程设计说明书
MCS—51单片机学习开发系统设计-单片机原理及接口技术课程设计说明书单片机原理及接口技术课程设计说明书姓名xx所在院（系）电气工程与自动化学院专业班级电气学号指导教师xxx时间MCS—51单片机学习开发系统设计摘要：该MCS--51单片机学习开发系统集成多个资源模块，每个模块各自可以成为独立的单元，也可以相互组合，可完成MCS-51单片机学习过程中的大部分实验。
将MCS-51 设计为多功能可编程接口，该系统工具是初学单片机及单片机爱好者快速掌握51系列单片机不可多得的工具，可以为他们提供不同的开发学习环境。
集成系统主要功能模块组成如下：+5V、-5V、+12V、-12V直流稳压电源模块、8位发光二极管、四位LED数码管、点阵式LCD 液晶显示器、4*4键盘、ISP下载线、并行口扩展控制线接口、A/D、D/A转换接口、串行口通信、PC标准键盘的PS／2接口、继电控制模块等。
关键字：MCS-51单片机系统设计功能模块程序设计目录第1章系统综述 (1)第2章硬件设计 (2)2.1 单片机最小系统 (2)2.2 电源电路 (4)2.3 程序下载口 (4)2.4 LED显示模块 (5)2.5 LCD液晶显示器及PC标准键盘接口 (6)2.6 键盘电路 (7)2.7 DAC0832D/A转换电路 (9)2.8 ADC0809A/D转换电路 (10)2.9 8255输入/输出（或数据总线）扩展 (11)2.10串行通信模块 (12)2.11 继电器控制模块 (14)2.12系统总图 (15)第3章软件设计 (18)3.1 8255并行扩展设计 (18)3.2 8255键盘及显示设计 (19)3.3 串行通信口设计 (20)3.4 A/D转换设计 (22)3.5 D/A转换设计 (24)第4章系统实验 (25)4.1 数码管循环计数显示实验 (25)4.2 串行口两单片机双机通信实验 (26)4.3 简单键盘控制显示实验 (27)4.4 键盘控制位循环显示实验 (27)第5章设计总结 (28)第6章参考文献 (29)附录系统模块程序设计清单 (31)1. 8255并行扩展程序设计 (31)2. 8255键盘及显示控制程序设计 (32)3. A/D转换实验程序设计 (36)4. D/A转换程序设计 (37)5. 双机通信实验程序设计 (40)6. 键盘控制位循环显示实验程序设计 (43)第1章系统综述目前,单片机已广泛应用到工业测控、智能仪表、数据采集、人工智能等领域。
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15.1
MCS-51 单片机应用系统的设计的步骤
设计一个单片机测控系统，一般可分为四个步骤： （1）需求分析，方案论证和总体设计阶段 需求分析:被测控参数的形式（电量、非电量、模拟 量、数字量等）、被测控参数的范围、性能指标、 系统功能、工作环境、显示、报警、打印要求等。 方案论证:根据要求，设计出符合现场条件的软硬件 方案，又要使系统简单、经济、可靠，这是进行方 案论证与总体设计一贯坚持的原则。
抑制，甚至采用隔离措施，包括地线隔离、路间隔
离等等。
综上所述，非电量的转换、信号形式的变换、放大、 滤波、共模抑制及隔离等等，都是信号调理的主要功 能。 信号调理电路包括电桥、放大、滤波、隔离等电路。 根据不同的调理对象，采用不同的电路。电桥电路的 典型应用之一就是热阻测温。 信号放大电路通常由运放承担，运放的选择主要考 虑精度要求（失调及失调温漂），速度要求（带宽、 上升率），幅度要求（工作电压范围及增益）及共模 抑制要求。 滤波和限幅电路通常采用二极管、稳压管、电容等 器件。用二极管和稳压管的限幅方法会产生一定的非 线性且灵敏度下降，这可以通过后级增益调整和非线 性校正补偿。
8031无片内程序存储器，因此，其最小应用系统必须
在片外扩展EPROM，必须有复位及时钟电路。图15-1
为8031外扩程序存储器的最小应用系统。该系统仅 完成数字51的最小系统
15.4.3
以单片机为核心的数据采集系统
一、数据采集系统的组成 数据采集系统一般由信号调理电路、多路切换电路、 采样保持电路、A/D、CPU、RAM、EPROM组成。其 原理框图如图15-3所示。 1. 信号调理电路 是传感器与A/D之间的桥梁，是测控系统中重要组成 部分。主要功能： （1）目前标准化工业仪表通常采用0～10mA，4～20 mA信号，为了和A/D的输入形式相适应，经I/V转 换器变换成电压信号。
决定成败的关键部分。 （4）要合理分配系统资源，包括ROM、RAM、定时器 /计数器、中断源等。其中最关键的是片内 RAM分 配。对8031来讲，片内RAM指00H～7FH单元，这
128个字节的功能不完全相同，分配时应充分发挥
其特长，做到物尽其用。
15.4
MCS-51单片机系统举例
介绍一些基本的单片机应用系统，供设计时参考。 15.4.1 8031的最小系统
I/O
0832 2764
0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1××× 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0××××× ××××××××
6
1 8K
5FF8H-5FFDH
7FFFH 8000H-9FFFH
2．总线的驱动
常用的单向总线驱动器为74LS244。图15-6为 74LS244引脚和逻辑图。8个三态线驱动器分成两 组，分别由1和2控制。
1．尽可能采用功能强的芯片 (1)单片机可考虑优先选用片内带有闪烁存储器 的产品。例如ATMEL公司的89C51/89C52/89C55。 使用此类芯片，可使单片机扩展程序存储器的 工作省去，从而减少芯片的数目，缩小体积。 (2) EPROM空间和RAM空间。目前EPROM容量越来 越大，一般尽量选用容量大的EPROM。
（2）某些测量信号可能是非电量，这些非电压量信号
必须变为电压信号，还有些信号即使是电压信号， 也必须经过放大、滤波，这些处理包括信号形式的 变换、量程调整、环境补偿、线性化等。 （3）某些恶劣条件下，共模电压干扰很强，如共模电 平高达220V，不采用隔离的办法无法完成数据采集 任务，因此，必须根据现场环境，考虑共模干扰的
2. 多路切换电路 3. 采样保持电路（S/H） 4. 模-数转换（ADC）
二、数据采集系统设计中的地址空间分配与总线驱动
有时要扩多片存储器芯片，要解决两个问题： (1)如何把两个64K存储器空间分配给各个芯片; (2)如何解决对多片芯片的驱动问题。 1. 地址空间的分配
图15-4是一个全地址译码的系统实例。各器件芯片所
对应的地址如表15-1所示。
表15-1 器件 6264 8255(1) 8155 RAM
各扩展芯片的地址 片内地址 单元数 8K 4 256 地址编码 0000H-1FFFH 3FFCH-3FFFH 5E00H-5EFFH
地址线(A15-A0) 0 0 0××××× ×××××××× 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1×× 0 1 0 1 1 1 1 0 ××××××××
（2）器件选择，电路设计制作，数据处理，软 件的编制阶段。 （3）系统调试与性能测定。 （4）文件编制
15.2 应用系统的硬件设计
(1)单片机系统的扩展部分设计 包括存储器扩展和I/O接口扩展。存储器的扩展指 EPROM、EEPROM和RAM的扩展，I/O接口扩展是指8255、 8155、8279以及其它I/O功能器件的扩展。它们都属 于单片机系统扩展的内容。前面已作介绍。 (2)各功能模块的设计 如信号测量功能模块、信号控制功能模块、人机对话 功能模块、通讯功能模块等，根据系统功能要求配 置相应的A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等外围 设备。
常用的双向驱动器为74LS245，图15-7为其引脚 和逻辑图，16个三态门每两个三态门组成一路双 向驱动。
（1）直流负载下驱动器驱动能力的估算 驱动器驱动能力主要取决于高电平输出时驱动器能提 供的最大电流和低电平输出时所能吸收的最大电流。 现设 IOH为驱动器在高电平输出时的最大输出电流， IIH为每个同类门负载所吸收的电流。IOL为驱动器 在低电平输出时的最大吸入电流，IIL为驱动器需 要为每个同类门提供的吸入电流。显然，如下关系 满足时才能使驱动器可靠工作。
(3) I/O端口。
(4) A/D和D/A通道。
2．以软代硬。
3．工艺设计。
15.3 应用系统的软件设计
（1）根据软件功能要求，将系统软件分成若干个相 对独立的部分。
（2）各功能程序实行模块化、子程序化。既便于调
试、链接，又便于移植、修改。
（3）在编写应用软件之前，应绘制出程序流程图。
这不仅是程序设计的一个重要组成部分，而且是