第5章MCS51单片机外围模块及应用
MCS51单片机第5章
中断优先级处理原则
同时发生多个中断申请时 多个中断申请时： 对同时发生多个中断申请时： 不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞不同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——先高后低 先高后低 相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ☞相同优先级的中断同时申请(很难遇到) ——按序执行 按序执行 ☞正处理低优先级中断又接到高级别中断 ——高打断低 高打断低 ☞正处理高优先级中断又接到低级别中断 ——高不理低 高不理低
MCS-51单片机的中断系统 MCS-51单片机的中断系统 计算机与外设之间交换信息的方式： 计算机与外设之间交换信息的方式： 无条件传送方式：外设对计算机来说总是准备好的。 （1）无条件传送方式：外设对计算机来说总是准备好的。 （2）查询传送方式：传送前计算机先查询外设的状态， 查询传送方式：传送前计算机先查询外设的状态， 若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。 若已经准备好就传送，否则就继续查询/等待。 中断传送方式： （3）中断传送方式：外设通过申请中断的方式与计算 机进行数据传送。 机进行数据传送。 直接存储器存取方式(DMA) (DMA)： （4）直接存储器存取方式(DMA)：传送数据的双方直 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。 CPU中转 接通过总线传送数据, 不经CPU中转。
中断请求的撤除
为了避免中断请求标志没有及时撤除而造成的重复响应同一中 断请求的错误， CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 断请求的错误， CPU在响应中断时必须及时将其中断请求标志 位撤除。 位撤除。
申请标志 IE0 TF0 IE1 TF1 RI/TI TF2
中断矢量 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
中断优先级 最高优先级
最低优先级
MCS51系列单片机系统其应用
MCS-51系列单片机系统及其应用实验四：时钟实验实验内容：在实验三的基础上，利用LED显示字型的功能，应用单片机的定时器及定时器中断功能编制一程序，让LED数码显示器上显示出按精确秒信号的节律变化的字型，即电子时钟。
实验目的：1：掌握在RAM区内开辟显示缓冲区的方法。
2：进一步熟悉用LED数码管显示字型程序的设计方法。
3：掌握定时器初始值的计算方法。
4：掌握定时器的用法以及定时器中断的控制。
5：明确中断子程序与一般子程序的区别及联系。
6：学会设计简单的数值比较程序，学会设计根据RAM中某一单元的内容进行查表的程序。
实验要求：1：设计程序时，应在内部RAM中开辟显示缓冲区，缓冲区内首先设置时钟的初始时间<12-00-00 ）。
2：利用定时器的计数溢出产生中断，从而产生秒信号。
3：将LED数字显示程序设计为子程序，将时、分、秒加“1”的溢出判断在中断服务子程序中进行，主程序完成初始化后一直调用显示子程序。
程序的设计思路参考如下：1：将内部的RAM中的78H—7FH这八个单元作为显示缓冲区，将时钟要显示的初值的数字<非字型代码）置入这八个单元中，等待显示子程序利用其中的数据去查出相应的字型代码，送出显示。
2：用有寄存器间接寻址功能的工作寄存器R0作为显示缓冲区的指示器，将显示缓冲区内的数据与查表类指令发生联系，以便按显示缓冲区内的数据查表。
3：主程序初始化时首先将定时器中断的总开关关闭，选择一个定时器，设定该定时器的工作方式，将该定时器的两个计数单元赋一预先设好的初始数据。
开启所有与所选择的定时器有关的中断开关，但不启动计数器，作好准备。
4：当主程序初始化完毕之后，开始调用显示子程序之前开启计数器，此时主程序即进入无休止的调用显示子程序的状态，随时准备着被定时器所中断。
5：在中断子程序的入口处若有必要保护主程序在中断时主要寄存器的状态，请务必执行堆栈以保护中断时CPU的现场。
并且关闭所选择的定时器的中断允许控制位，但不要让定时计数器停止计数，重新对定时器的定时单元进行赋值<与主程序初始化时所赋的值相同）。
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。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 99页 5.8M
(1) 用键盘连接的I/O线的二进制组合表示键码。例如用4行、
4列线构成的16个键的键盘，可使用一个8位I/O口线的高、低4 位口线的二进制数的组合表示16个键的编码，如图5.4(a)所示。 各键相应的键值为88H、84H、82H、81H、48H、44H、42H、 41H、28H、24H、22H、21H、18H、14H、12H、11H。这种键 值编码软件较为简单直观，但离散性大，不便安排散转程序的 入口地址。
第5章 MCS–51单片机的接口与应用 JNB ACC.2，K2 JNB ACC.3，K3 JNB ACC.4，K4 JNB ACC.5，K5 JNB ACC.6，K6 ；检测2号键是否按下，按下转 ；检测3号键是否按下，按下转 ；检测4号键是否按下，按下转 ；检测5号键是否按下，按下转 ；检测6号键是否按下，按下转
；0号键功能程序
；0号键功能程序执行完返回 ；0号键功能程序
JMP START
……………………… PROM7： ……………………… JMP START …
；1号键功能程序执行完返回
；7号键功能程序 ；7号键功能程序执行完返回
第5章 MCS–51单片机的接口与应用
5.1.4 行列式键盘
行列式键盘又叫矩阵式键盘。用I/O口线组成行、列结构， 按键设置在行列的交点上。例如4×4的行列结构可组成16个键 的键盘。因此，在按键数量较多时，可以节省I/O口线。 1．行列式键盘的接口 行列式键盘的接口方法有许多，例如直接接口于单片机的 I/O口上；利用扩展的并行I/O接口；用串行口扩展并行I/O口接 口；利用一种可编程的键盘、显示接口芯片8279进行接口等。 其中，利用扩展的并行I/O接口方法方便灵活，在单片机应用系
MOVX @DPTR，A
MCS-51单片机资料
MCS-51单⽚机资料⼀、概述MCS-51单⽚机是把那些作为控制应⽤所必需的基本内容都集成在⼀个尺⼨有限的集成电路芯⽚上。
如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并⾏I/O⼝、串⾏⼝、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。
它们都是通过⽚内单⼀总线连接⽽成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯⽚的传统结构模式。
但对各种功能部件的控制是采⽤特殊功能寄存器（SFR）的集中控制⽅式。
（⼀）控制器控制器是单⽚机的指挥控制部件，控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单⽚机各功能部件，从⽽保证单⽚机各部分能⾃动⽽协调地⼯作。
单⽚机执⾏指令是在控制器的控制下进⾏的。
⾸先从程序存储器中读出指令，送指令寄存器保存，然后送⾄指令译码器进⾏译码，译码结果送定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑产⽣各种定时信号和控制信号，再送到单⽚机的各个部件去进⾏相应的操作。
这就是执⾏⼀条指令的全过程，执⾏程序就是不断重复这⼀过程。
控制器主要包括程序计数器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令译码器、条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。
（⼆）存储器的结构MCS-51单⽚机存储器采⽤的是哈佛结构,即程序存储器空间和数据存储器空间截然分开,程序存储器和数据存储器各有⾃⼰的寻址⽅式,寻址空间和控制系统。
这种结构对于单⽚机⾯向控制的实际应⽤极为⽅便,有利。
在8051/8751弹⽚击中,不仅在⽚内集成了⼀定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功能寄存器,⽽且还具有极强的外存储器的扩展能⼒,寻址能⼒分别可达64KB,寻址和操作简单⽅便.MCS-51的存储器空间可划分为如下⼏类:1.程序存储器单⽚机系统之所以能够按照⼀定的次序进⾏⼯作,主要是程序存储器中存放了经调试正确的应⽤程序和表格之类的固定常数。
程序实际上是⼀串⼆进制码,程序存储器可以分为⽚内和⽚外两部分。
第五章 机电一体化控制系统及其模块电路设计
图5-1 专用微机控制系统的组成
第二节 机电一体化控制系统微控制器的选择
一、微型计算机的系统构成： 人们经常提到“微机”这个术语，该术语是三个概念的 统称，即微处理器、微型计算机与微型计算机系统。 微处理器简称μP或MPU或CPU，它是一个独立的芯片，内 部含有数据通道、多个寄存器、控制逻辑部件、运算逻辑部 件以及时钟电路等。 微型计算机简称μC或MC，它是以微处理器为核心，加上 ROM、RAM、I/O接口电路、系统总线以及其他支持逻辑电 路所组成的计算机。如果以上各部分均集成在一个芯片，那 么这个芯片就叫微控制器，简称MCU，也就是人们常说的 单片机。 微型计算机系统简称MCS，一般将配有系统软件、外围设 备、系统总线接口的微型计算机称为微型计算机系统。 本节主要针对机电一体化设备专用微机控制系统，来讨 论微处理器与微控制器的选择。
集成稳压器的功能是将非稳定的直流电压变换成稳 定的直流电压。集成稳压器按工作方式可分为串联型 稳压器、并联型稳压器和开关型稳压器三种。其中开 关型稳压器的效率最高，可达70%以上，但其输出电 压的纹波较大；并联型稳压器输出电流小，但是电压 的稳定度高，主要用来作电压基准；串联型稳压器的 效率虽较低，但其输出电流范围较宽，主要用于低电 压、小电流的场合，比如，给控制系统的主机电路供 电等。
1）三端固定正电压稳压器 常用型号为7800系列。图5-2是7800稳压器的 外观图和元件符号，图a为金属封装，输出 电流较大；图b为塑料封装，输出电流较小； 图c是7800稳压器的电路符号。7800系列正 稳压器常见的标称输出电压有+5V、+6V、 +8V、+9V、+12V、+15V、+18V、+20V、 +24V等。
C51单片机技术应用与实践课件完整pptx
0FH / 10H 第1组通用寄存器区
07H / 08H 第0组通用寄存器区 00H
数据缓冲区、堆栈区、 工作单元
即可位寻址，又可字节 寻址
R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、 R7
1） 通用寄存器区。四组通用寄存器，每组8个寄存器单元，
每组都以
R0~R7为寄存器单元编号。
RS1 RS0
0
0
理论认知
图 外部数据存储器区空间各单元中的内容
1
（3）程序存储器区
理论认知
图 程序存储器空间各单元中的内容
1
（4）工作寄存器和专用寄存器区
理论认知
图 工作寄存器和专用寄存器区
1
（5）并行输入/输出口
理论认知
图 并行输入/输出接口显示
1
理论认知
3、检查存储器状态
（1）单步运行 单击单步运行按钮 ，或者单击“Debug”下 拉菜单中的“Step” 。
状态寄存器PSW各位的意义
位序 PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW.
7
6
5
4
3
2
1
0
位标 CY
AC
F0 RS1 RS0 OV
∕
P
志
５）数据指针（DPTR） 按16位寄存器使用： DPTR也可以按两个8位寄存器分开使 用：DPH和DPL。
1
理论认知
1
理论认知
连接电脑和编程器，运行编程器RF1800软件，执行程序 烧写（固化）
脱机，现场运行，完成单片机开发
1
理论认知
1
理论认知
一、启动Keil μVision 2 1、双击 ，Keil μVision 2
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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内部总线
D
Q
MUX
P2.n
写锁存器
锁存器 Q
P2.n T
❖ （3） P2口（P2.0～P2.7）： ▪ 作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻。 ▪ 作为扩展外部存储器时的高8位地址总线（A8～ A15）。
❖ （4）P3口（P3.0～P3.7）： ▪ 作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻； ▪ 每个引脚都具有第二功能。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
VCC
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.n
锁存器
Q
内部上拉电阻 P1.n
T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
图 2-5a P1口的口线逻辑电路图
P1口作输出口时，内部数据经过锁存器送到P1.0---P1.7上。由于内部 有上拉电阻，所以P1口作输出口使用时，不用外接上拉电阻。
VCC
读锁存器
第二输出功能
VCC
读锁存器
内部上拉电阻
内部总线 写锁存器
D
Q
P3.n
锁存器
Q
P3.n T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
第二输入功能
图 2-5d P3口的口线逻辑电路图
P3第二功能各引脚功能定义：
P3.0：RXD串行口输入 P3.1：TXD串行口输出 P3.2：INT0外部中断0输入 P3.3：INT1外部中断1输入 P3.4：T0定时器0外部输入 P3.5：T1定时器1外部输入 P3.6：WR外部写控制 P3.7：RD外部读控制
8051共有两个16位的定时/计数器，以实现定时或计数 功能，并以其定时或计数结果对计算机进行控制。 ❖ 串行口
MCS-51单片机有一个全双工的串行口，以实现单片 机和其它设备之间的串行数据传送。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5章MCS51单片机外围模块及应用
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.n
锁存器
Q
内部上拉电阻 P1.n
T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
图 2-5a P1口的口线逻辑电路图
P1口作输入口时，P1.0—P1.7上的信号经过缓冲器送到内部数据 总线上。在读引脚之前，要先将锁存器置1，否则总是读到0。 CPU对I/O口的读操作有2种：读引脚和读锁存器。
▪ 作为普通I/O口使用，须外接上拉电阻； ▪ 作为与外部传送数据的8位数据总线（D0～D7）； ▪ 作为扩展外部存储器时的低8位地址总线（A0～A7）。 （2） P1口（P1.0～P1.7）： ▪ 作为普通I/O口使用，无须外接上拉电阻（80C52的P1.0
和P1.1还具有特殊功能见表2-1）。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
读锁存器
地址/数据
控制
内部总线
D
Q
写锁存器
锁存器 Q
MUX
读引脚
VCC T1 T2
（d）可作为地址/数据总线口的三态双向口P0
第5章MCS51单片机外围模块及应用
❖ 读锁存器和读引脚指令 ▪ 当把P0~P3口作为输入引脚使用时，以I/O口作为 源操作数的数据传送指令、算术/逻辑运算指令及 位测试转移指令等均属读引脚指令。 ▪ 所有的“读—改—写”指令均读I/O口锁存器。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
5.1.1 P1口
❖ 结构组成：它由一个输出锁存器、两ห้องสมุดไป่ตู้三态输入缓冲 器和输出驱动电路组成----准双向口。
❖ 功能：作为通用I/O使用。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
结构组成：它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱 动电路组成----准双向口。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
5.1.3 P2口
❖ 功能：作为通用I/O使用和高8位地址线。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
1.P2口作为普通I/O口
CPU发出控制电平“0” ，使多路开关MUX倒向锁存器输出Q端， 构成一个准双向口。其功能与P1相同。
读锁存器
地址 控制
VCC
内部上拉电阻
（a）单一功能准双向口
读锁存器
第二输出功能
内部总线 写锁存器
D
Q
.
锁存器
Q
VCC 内部上拉电阻
T
读引脚
第二输入功能
第5章MCS51单片机外围模块及应用
（b）多功能准双向口
读锁存器
地址 控制
内部总线
D
Q
MUX
写锁存器
锁存器 Q
VCC 内部上拉电阻
T
读引脚
（c）可作为地址总线口的准双向口P2
第5章MCS51单片机外围模块及应用
VCC
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
P1.n
锁存器
Q
内部上拉电阻 P1.n
T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
图 2-5a P1口的口线逻辑电路图
5.1.2 P3口
❖ 功能：它除了可作为通用I/O端口外，还具有第二功 能。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
作为通用I/O口使用时，与P2口类似。此时第二输出功能控制信 号为1。
5.1 并行口及其应用
❖ 51单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位准双向口 ，共占32根引脚。每个端口都包括一个锁存器(即专用 寄存器P0～P3)、一个输出驱动器和输入缓冲器。通 常把4个端口笼统地表示为P0～P3。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
❖ I/O口引脚 （1） P0口（P0.0～P0.7）：
❖ 51系列单片机的并行口，按其特性可分为以下类型： ▪ 单一的准双向口； ▪ 多种功能复用的准双向口； ▪ 可作为地址总线输出口的准双向口； ▪ 可作为地址/数据总线口的三态双向口。
第5章MCS51单片机外围模块及应用
读锁存器
内部总线 写锁存器
D
Q
锁存器 Q
VCC 内部上拉电阻
T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
第五章 51单片机的外围模块及应用
❖5.1 并行口及其应用 ❖5.2 定时器及应用 ❖5.3 串行口UART ❖5.4 82C552D的AD转换器 ❖5.5 其他外围模块简介
第5章MCS51单片机外围模块及应用
❖ 并行I/O口 MCS-51共有4个8位的I/O口（P0、P1、P2、P3），以
实现数据的并行输入/输出。 ❖ 定时/计数器
读锁存器
第二输出功能
VCC
内部上拉电阻
内部总线 写锁存器
D
Q
P3.n
锁存器
Q
P3.n T
读引脚
第5章MCS51单片机外围模块及应用
第二输入功能
图 2-5d P3口的口线逻辑电路图
2.P3口第二功能
此时CPU自动向锁存器写1，引脚部分输入(第二输出功能控制
信号为1) ,部分输出(从第二输出功能输出信号) 。