51单片机介绍原理及应用知识讲解
51单片机计数器原理
51单片机计数器原理计数器是数字电路中常用的组合逻辑器件，用于实现对输入信号的计数功能。
在电子技术领域中，51单片机计数器是一种常见的计数器，广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍51单片机计数器的原理及其工作方式。
一、51单片机概述51单片机是一种经典的单片机型号，是应用最广泛的8位单片机之一。
它由Intel公司在20世纪80年代中期推出，采用Harvard结构，具有低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点。
51单片机内部包含CPU核心、存储器、计时器和I/O端口等多个模块。
二、计数器的基本原理计数器用于对输入信号的频率或脉冲进行计数。
它采用二进制计数的方式，通过变换二进制数的状态来实现计数功能。
在计数器中，使用触发器来存储并改变二进制计数器的状态。
三、51单片机计数器的工作原理51单片机的计数器由功能寄存器和计数器组成。
功能寄存器用于设置计数器的工作模式、计数方向和计数初值等参数。
而计数器则用于记录已经计数的次数。
1. 时钟源选择在51单片机中，计数器可以使用外部时钟源或内部时钟源作为计数时钟。
通过设置功能寄存器中的位来选择时钟源。
2. 计数方向设置计数器可以选择向上计数还是向下计数。
通过设置功能寄存器中的位来选择计数方向。
3. 计数初值设置计数器的初始值可以通过将特定的值写入计数器寄存器来设置。
初始计数值可以是任何二进制数值。
4. 溢出和中断当计数器溢出时，会触发一个中断。
在51单片机中，可以通过设置中断控制位来选择是否启用溢出中断，并通过中断服务程序进行处理。
四、计数器的应用51单片机计数器在各种电子设备中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 频率计数将计数器连接到需要测量频率的信号上，通过记录计数器溢出的次数，可以计算出输入信号的频率。
2. 脉冲计数计数器可以用于对脉冲信号的个数进行计数。
通过记录计数器溢出的次数以及最后一次溢出前的计数值，可以得到脉冲信号的总数。
3. 时钟分频计数器可以被用作时钟信号的分频器。
单片机原理及应用教程(C语言版)-第5章 MCS-51单片机的中断系统
5.2.5 中断允许控制
例5-1 假设允许INT0、INT1、T0、T1中断，试 设置IE的值。 （2）汇编语言程序 按字节操作： MOV IE,#8FH 按位操作： SETB EX0 ;允许外部中断0中断 SETB ET0 ;允许定时器/计数器0中断 SETB EX1 ;允许外部中断1中断 SETB ET1 ;开定时器/计数器1中断 SETB EA ;开总中断控制位
IP (B8H)
D7 —
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 — PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0
PT2：定时器/计数器T2的中断优先级控制位 PT2设置1则T2为高优先级，PT2设置0则T2为 低优先级。 后面各位均是如此，设置1为高优先级，设置0 为低优先级，不再一一赘述。 PS：串行口的中断优先级控制位。 PT1：定时器/计数器1的中断优先级控制位。 PX1：外部中断1的中断优先级控制位。 PT0：定时器/计数器0的中断优先级控制位。 PX0：外部中断0的中断优先级控制位。
5.2.4 中断请求标志
4．定时器/计数器T2中断请求标志
T2CON D7 D6 D5 (C8H) TF2 EXF2 D4 D3 D2 D1 D0
EXF2：定时器/计数器2的外部触发中断请求标志 位。T2以自动重装或外部捕获方式定时、计数，当 T2EX（P1.1）引脚出现负跳变时，TF2由硬件置1， 向CPU请求中断，CPU响应中断后，EXF2不会被硬 件清0，需要在程序中以软件方式清0。
5.2.3 外中断触发方式
TCON格式如下：
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0=1，外中断0为下降沿触发 CPU在每一个机器周期的S5P2期间对P3.2引 脚采样，若上一个机器周期检测为高电平，紧挨着 的下一个机器周期为低电平，则使IE0置1。 IT1：外中断1触发方式控制位。功能同IT0
《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配
内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0～P0.7
P2.0～P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间：RAM 128B（00H-7FH） SFR 128B（80H-FFH）
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区）都可以 用于存放数据， 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR（专用寄存器）
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块，负责不同的功 17 能——各司其职
换言之：要让单片机实现预定的功能，必须有相应 的硬件和软件，而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令（要求）。
4 堆栈指针ＳＰ
堆栈：
在片内RAM中，指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO）的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用：
22
第4章51单片机内部功能模块及其应用----单片机
第 4 章 51系列单片机的功能模块及其应用本章介绍51内部接口的应用。
51系列单片机内部集成了：●CPU──111条指令●ROM──0K~4K/8K（可扩为64KB）●内RAM──128/256 B（可扩外部64KB）●定时/计数器接口──2个/3个16位定时/计数器T0、T1、T2●全双工异步串行通信接口──●并行接口──提供4个8位并行端口●中断控制器──可以管理5个/6个中断源接口电路（Interface）──简称“接口”，是连接CPU总线和外设的桥梁。
接口卡=适配器（Adapter）──复杂接口电路，仅仅一片IC还不够，需要以某种核心IC芯片搭配外围元器件构造成一个电路板。
比如：网卡、声卡、显卡、数据采集卡、图像采集卡等。
端口（Port）──简称“口”，是指接口电路中的寄存器，硬件连线决定了每个寄存器的I/O地址，对接口电路的编程实质是对接口寄存器的编程。
CPU控制外设的实质就是控制接口电路，控制接口电路的实质就是控制接口寄存器。
4.0 中断系统──（教材第2章第5节）4.0.1 中断概念中断是针对“条件I/O”的外设而设置的一种I/O工作方式（另一种方式是查询）。
与查询方式相比，中断方式减少了CPU的负担，是计算机系统中重要概念和必不可少的内容。
举例：把人看成CPU，手表和电话看成是外设，访问这两个外设就是两种I/O类型：手表──无条件I/O的典型，随时可以访问，自然也不涉及查询和中断方式的选择。
电话──条件I/O的典型，可以设计成查询方式，也可以设计成中断方式。
显然，查询方式用在这里很“愚蠢”！而采用中断方式就很自如。
实现中断工作方式的几个条件：●外设能够产生中断申请信号；●CPU支持中断工作方式──CPU能够接受外设的中断申请并做出响应；●有一个独立于CPU的中断控制电路──能够区分多路中断源，进行中断允许和优先权设置。
正确使用中断需要搞清：中断屏蔽、优先权、响应过程、激活方法、中服调用和返回等。
51单片机基本知识汇总
51单片机基本知识汇总51单片机是一种常见的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对51单片机的基本知识进行汇总，包括其特点、应用领域、工作原理以及相关开发工具等内容。
一、51单片机的特点51单片机是一种8位微控制器，具有体积小、功耗低、价格便宜等特点。
它采用哈佛结构，具有较好的实时性能和嵌入式系统特性。
此外，51单片机还具备较强的扩展性，可通过外部器件和接口扩展其功能。
二、51单片机的应用领域由于其成本低、易学易用的特点，51单片机在各种电子设备中被广泛应用。
比如家用电器、汽车电子、工控设备、通信设备等领域。
在家用电器中，51单片机可以用于控制空调、洗衣机、电视等设备的运行；在汽车电子方面，它可以用于控制车载音响、车灯等；在工控设备中，51单片机可用于控制机械手臂、传感器等；在通信设备方面，它可以用于控制无线路由器、手机等。
三、51单片机的工作原理51单片机的工作原理可以简单概括为：通过外部输入设备（如按键、传感器）获取输入信号，经过A/D转换后输入到单片机内部；单片机根据预先设定的程序进行运算、判断和控制，然后通过输出端口控制外部输出设备（如LED灯、电机）工作。
整个过程是通过时钟信号进行同步控制的。
四、51单片机的开发工具为了方便开发人员进行程序设计和调试，51单片机有一系列的开发工具可供选择。
常用的开发工具有Keil C51、Proteus、IAR等。
Keil C51是一种集成开发环境，提供了编译、调试、仿真等功能，可以方便地编写和调试51单片机的程序。
Proteus是一种虚拟电子电路设计与仿真软件，可用于模拟51单片机的工作过程。
IAR是一种集成开发环境，也是一种常用的编译器，适用于多种单片机开发。
总结：本文对51单片机的基本知识进行了汇总，包括其特点、应用领域、工作原理以及相关开发工具等内容。
51单片机作为一种常见的微控制器，具有广泛的应用前景。
掌握了51单片机的基本知识，可以更好地应用于各种电子设备的开发与控制。
51单片机教程
51单片机教程单片机作为嵌入式系统的关键元素之一，具有广泛的应用前景。
本教程将为大家介绍51单片机的基本知识、应用案例以及编程技巧。
通过学习本教程，读者将能够掌握51单片机的原理和基本操作，为进一步深入学习和应用打下坚实的基础。
一、简介51单片机指的是Intel公司推出的一种经典的8位单片机，广泛应用于电子产品中。
它使用的是哈弗小端字节序，运行稳定可靠，并具备强大的扩展性，便于工程师进行开发和应用。
二、基本原理1. 51单片机的结构51单片机包括中央处理器、存储器和各种外设。
中央处理器由ALU、寄存器组、程序计数器、指令译码器等组成。
存储器包括片内RAM和片内ROM，外设包括I/O口、定时器等。
2. 时序控制51单片机的时序控制通过晶振、分频器和定时器来实现。
晶振提供时钟信号，分频器控制时钟信号的频率，定时器用于定时和计数。
三、编程环境搭建1. 安装编程软件在学习51单片机之前，我们需要安装相应的编程软件。
常用的有Keil C51、WinAVR等。
根据自己的需求选择一个适合的软件进行安装。
2. 设置开发板将开发板与计算机连接，并进行相应的设置。
确认开发板的连接方式和COM口设置正确。
四、基本操作1. 点亮LED灯首先，我们从最简单的实验开始，通过51单片机控制LED灯的点亮和熄灭。
连接好电路后，编写相应的程序，即可实现LED灯的亮灭控制。
2. 按键输入与输出通过接入按键开关，我们可以实现通过按键输入不同的命令，控制LED灯的亮灭。
通过读取按键输入的状态，编写相应的程序进行判断和控制。
五、应用案例1. 温度检测系统通过连接温度传感器，我们可以使用51单片机对周围环境的温度进行检测，并通过LED灯或LCD显示屏来显示当前的温度数值。
2. 蜂鸣器控制将蜂鸣器与51单片机连接，通过编写程序控制蜂鸣器的频率和节奏，可以实现不同的音乐或警报声音。
六、编程技巧1. 中断编程中断编程是51单片机常用的一种编程方式。
51单片机入门教程(两篇)
引言概述：51单片机是一种常见的单片机型号，它具有广泛的应用领域和较高的使用率。
本教程旨在为初学者提供51单片机的入门知识和基础操作指南。
本文将介绍51单片机的基本概念，硬件配置，编程语言，程序以及常见问题解答。
通过学习本教程，读者可以对51单片机有一个全面的了解，并在实践中掌握其基本应用。
正文内容：1.51单片机基本概念介绍单片机的定义和类型，包括其基本构成和特点。
详细解释51单片机的命名由来，并介绍其典型应用场景。
探讨51单片机与其他单片机型号的区别和优势。
2.51单片机硬件配置介绍51单片机开发板的主要组成部分和功能。
讲解51单片机的复位电路、晶振电路以及外部扩展接口。
提供常见的硬件错误排查方法，如常见的电路连接问题和芯片供电问题。
3.51单片机编程语言简要介绍51单片机所支持的主要编程语言。
详细解释汇编语言和C语言在51单片机编程中的应用。
提供汇编语言和C语言的编译和调试方法，以及注意事项。
4.51单片机程序介绍不同的程序方法，如串口、ISP以及仿真器。
解释如何选择合适的方法和调试工具。
提供常见错误和解决方法，如速度慢、失败等问题。
5.51单片机常见问题解答回答常见的初学者问题，如51单片机如何上电启动、如何设置端口输入输出、如何控制LED等。
解决常见的编程问题和错误，如程序死循环、程序崩溃等。
提供进一步学习资源和推荐书籍，以帮助读者更深入地理解和掌握51单片机。
总结：通过本教程的学习，读者获得了对51单片机的基本概念、硬件配置、编程语言、程序以及常见问题解答等方面的全面了解。
无论是初学者还是有一定经验的工程师，都可以通过实践操作和进一步学习，掌握51单片机的基本应用和进阶技巧。
希望本教程能给读者带来实际帮助，并激发更多的学习兴趣和创造力。
引言概述：本文主要介绍了51单片机入门教程。
51单片机是一种非常常见的单片机，广泛应用于各种电子设备和嵌入式系统中。
本文将详细介绍51单片机的基本原理、开发环境、编程语言以及常用功能及应用等方面的内容。
mcs-51单片机原理及应用教程
mcs-51单片机原理及应用教程MCS-51单片机是一种用于嵌入式系统的微处理器，它广泛应用于各种电子设备中。
本教程将介绍MCS-51单片机的原理和应用。
在接下来的内容中，我们将从基本概念开始，逐步深入了解MCS-51单片机的工作原理和常见应用。
1. 概述MCS-51单片机是由Intel公司于20世纪80年代推出的一种8位微处理器。
它包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)接口和定时器等功能模块，可以完成各种数据处理和控制任务。
2. 架构和指令集MCS-51单片机采用哈佛架构，即指令存储器和数据存储器分开存储的结构。
它的指令集包括基本指令、算术指令、逻辑指令和控制指令等，可以完成各种数据操作和控制流程。
3. 存储器和寄存器MCS-51单片机具有内部存储器和外部扩展存储器。
内部存储器包括程序存储器和数据存储器，用于存储指令和数据。
此外，MCS-51单片机还包括多个特殊功能寄存器，用于存储控制和状态信息。
4. 输入/输出(I/O)MCS-51单片机具有多个I/O口，用于连接外部设备。
通过配置I/O口的输入和输出模式，可以实现与外界的数据交换和控制。
5. 中断和定时器MCS-51单片机支持中断功能，可以在特定条件下中断正在执行的程序，并转向处理中断程序。
此外，MCS-51单片机还包含多个定时器/计数器，用于生成精确的时间控制和测量。
6. 应用领域MCS-51单片机广泛应用于各种嵌入式系统中，包括家电、通信设备、汽车电子和工业控制等。
它的低成本、低功耗和高可靠性使其成为许多应用场景的首选。
综上所述，MCS-51单片机是一种功能强大的嵌入式微处理器，具有丰富的功能和广泛的应用领域。
通过学习MCS-51单片机的原理和应用，我们可以更好地理解和应用该技术，为嵌入式系统的开发和设计提供支持。
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B寄存器
B寄存器是一个8位寄存器，主要用于乘除运算。 乘法运算时，A中为被乘数，B中为乘数；乘法操作完成后，乘
积的高8位存于B中，低8位存于A中。 除法运算时，A中为被除数，B中为除数；除法操作完成后，余
数存于B中，商存于A中。 其他情况下，B寄存器也可以作为一般的数据寄存器使用，地
断电，降到一定电压值时，可通过VPD为单片机内部RAM提供电 源，以保护片内RAM中的信息不丢失，上电后能继续正常运行。 ALE / PROG （30引脚） ： ALE为地址锁存允许信号 ➢ 在系统扩展时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器 锁存起来，以实现低8位地址和数据的分时传送机基本结构
2.1 引脚及功能 2.2 结构及组成 2.3 存储器结构 2.4 并行I/O口电路 2.5 时钟电路与时序 2.6 工作方式
2
MCS-51系列单片机芯片引脚
(a) 管脚图
(b) 引脚功能分类
3
2.1 MCS-51系列单片机芯片引脚及其功能
11
MCS-51单片机芯片内部结构框图
12
1. 中央处理器CPU（8位）
单片机内部的核心部件，完成运算和控制操作。包括运算 器、控制器以及若干寄存器等部件组成。
运算器
以算术逻辑单元ALU为核心，加上累加器ACC、寄存器B、暂存 器TMP1和TMP2、 程序状态寄存器PSW、十进制调整电路及专 门用于位操作的布尔处理机组成的。 功能：实现数据的算术逻辑运算，位变量处理和数据传送操作。
信号的输入端。
XTAL2 （18脚） 用作晶体振荡电路的反相器输出端，内部 接至时钟发生器。当采用外部时钟时, 对于HMOS单片机，该 引脚接收振荡器信号；对于CHMOS单片机，该引脚悬浮。
5
2. 输入/输出（I/O）引脚
在单片机中，“口”是一个集 数据输入缓冲、输出驱动及锁 存等多项功能于一体的I/O电路。
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ALU（算术逻辑单元）
功能： 完成8位二进制数的加（带进位加）、减（带借位减）、乘、
除、加 1、减 1、BCD加法的十进制调整、比较等算术运算； 对8位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、求补、清零等逻辑
运算； 左、右移位和半字节（4 位）交换等操作； 数据传送、 程序转移。
14
ACC 或 A（累加器）
➢ 访问外部RAM或内部ROM时，不会产生有效的PSEN信号。
➢ PSEN可驱动8个LSTTL门。 EA/VPP（31引脚）：EA为访问程序存储器（ROM）控制信号 ➢ 对8051和8751，它们的片内有4KB的ROM，当EA为高电平时，
若访问的地址空间在0~4KB范围内，CPU访问片内ROM；若访 问的地址范围超过4KB时，CPU将自动访问外部ROM。 ➢ EA保持低电平，则访问外部ROM。 ➢ 对于8031， EA必须接地，只能访问外部ROM。 ➢ 第二功能为对8751的+25V编程电源输入。
➢ 由于ALE是以1/6晶振频率的固定频率输出的正脉冲，故可作为外 部时钟或外部定时脉冲使用。 ALE可驱动8个LSTTL门。
➢ 第二功能PROG是对8751内部EPROM编程时的编程脉冲输入端。8
PSEN （29引脚） ：外部程序存储器（ROM）读选通信号
➢ 访问外部ROM时，PSEN产生负脉冲作为外部ROM选通信号。
址为F0H。
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PSW（程序状态字）
PSW是一个8位的标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信 息，以供程序查询和判别。 PSW格式及含义如下:
9
2.2 MCS-51系列单片机结构及组成
CPU
图 MCS-51系列单片机内部结构简化框图
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MCS—51系列单片机由8大部分组成：
① 一个8位CPU，包括运算器和控制器。 ② 128个字节（52子系列为256字节）的片内RAM。 4KB（52子系列为8KB）的片内ROM或EPROM（8031和8032
P0.0～P0.7（39脚～32脚） ：8位漏极开路的双向I/O口
当使用片外ROM和RAM时，用作低8位地址和数据分时复用。
P1.0～P1.7（1脚～8脚）：8位带上拉电阻的准双向I/O口
在编程/校验期间，用作输入低8位地址。对于8052，P1.0是定时 器T2的计数输入端；P1.1是定时器T2的外部输入端。
80C51是标准的40引脚双列直插封装（DIP）集成电路芯片
1. 主电源和时钟振荡电路引脚
VCC （40脚）
运行和程序校验时接+5V电源
VSS （20脚)
地线
XTAL1（19脚） 用作晶体振荡电路的反相器输入端，内部接
至振荡器的反相放大器。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
累加器A是一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器 。累加器A的功能有：
① 用于存放操作数，是ALU数据的一个来源。单片机中大部分 单操作数指令的操作数都取自累加器A，许多双操作数指令中 的一个操作数也取自累加器A。
② 累加器A是ALU运算结果的暂存单元，用于存放运算的中间结 果。
③ 累加器A是数据传送的中转站，单片机中的大部分数据传送都 通过累加器进行。
无）
18个（52子系列为21个）特殊功能寄存器SFR。 ① 4个8位并行I/O接口：P0口、 P1口、 P2口、 P3口 ② 1个串行I/O接口 ③ 2个（52子系列为3个）16位定时器/计数器 1个具有5个（52子系列为6个或7个）中断源，可编程为2个优
先级的中断系统。它可以接收外部中断申请、定时器/计数器 中断申请和串行口中断申请。
P2.0～P2.7（21脚～28脚）：8位带上拉电阻的准双向I/O口
当使用片外ROM和RAM时，输出高8位地址。
P3.0～P3.7（10脚～17脚）：8位带上拉电阻的准双向I/O口
P3口具有第二功能
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P3口的第二功能
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3. 控制信号引脚
RST/VPD（9引脚）：RST为复位信号输入端。 ➢ 当RST端保持2个机器周期以上高电平时，单片机完成复位操作。 ➢ 第二功能VPD为内部RAM的备用电源输入端。当主电源VCC发生