PPT内容

这是单片机原理与接口技术课件ppt，包括了微型计算机基础，MCS-51单片机结构与时序，习题课，MCS-51与存储器连接示例，汇编语言程序设计，半导体存储器，中断系统，并行I/O接口，MCS-51串行通讯等内容，欢迎点击下载。

单片机原理及接口技术

课程安排

40学时。

上课共10周。

课程设计一周。

课程重点

教材内容比较多，讲授1～9章内容，重点在MCS-51单片机原理、指令系统、单片机系统接口技术的学习。

每次课前回列出重要知识点。

主题可分为6大部分

微型计算机基础。

51单片机结构及工作原理。

51单片机指令系统及汇编程序设计。

半导体存储器及其与51单片机的连接。

51单片机中断技术

基本I/O接口技术(并口、串口、A/D、D/A)

预备知识：

模电、数电、C/C++程序设计、微型计算机原理与接口技术

第1章 微型计算机基础

计算机的数制与数的转换

进位计数制

进位数制之间的转换

计算机中数的表示方法

二进制数的运算

二进制数的表示方法

原码表示法

反码表示法

补码表示法

补码的加减运算

溢出及判断

二进制编码

BCD编码表

BCD编码二进制数的运算修正

字符代码－ASCII编码

校验码编码

单片机的基本结构

中央处理器

存储器

总线和总线控制逻辑

I/O接口和特殊功能部件

单片机执行程序的过程

单片机的分类

单片机在DDC中的应用

单片机在DCS中的应用

第2章 MCS-51单片机结构与时序

MCS-51系列单片机

CPU结构

专用寄存器组

程序状态寄存器PSW

堆栈指针SP

数组指针DPTR

存储器结构

ROM存储器结构

RAM存储器结构

特殊功能寄存器SFR

I/O端口

并行I/O端口

串行I/O口

定时器/计数器

中断系统

MCS-51单片机的封装

端口线

控制线

电源线

几种晶振连接电路

8031连接片外存储器

MCS-51单片机的工作方式

复位方式

程序执行方式

节电工作方式

电源控制寄存器PCON

空闲方式

掉电方式

掉电/空闲方式的实际应用

编程与校验方式

8751编程方式

8751校验方式

编程/校验时序

EPROM保密编程

MCS-51三种周期

时序

时序示例

读外部ROM指令时序

读外部RAM指令时序

第3章 MCS-51单片机指令系统

基本概念

指令的格式

指令的三种表现形式

指令的字节数

指令的分类

指令中的符号说明

指令对标志位的影响

寻址方式

直接寻址

立即寻址

寄存器寻址

寄存器间址

变址寻址

相对寻址

位寻址

数据传送类指令

内部数据传送指令

立即型数据传送指令

直接型传送指令

寄存器寻址的传送指令

寄存器间址传送指令

内部数据传送指令小结

外部ROM/RAM的传送指令

指令共7条，分为3类

16位数的传送指令(1条)

对外部ROM的读数指令(2条)

对外部RAM的读写指令(4条)

16位数的传送指令

对外部ROM的读数指令

对外部ROM的读数指令举例

对外部RAM的读写指令

对外部RAM的读写指令举例

堆栈操作指令

堆栈操作共两条指令

压栈指令

弹出指令

压栈指令

弹出指令

堆栈指令举例

数据交换指令

数据交换指令共4条

数据交换指令(3条)

半字节交换指令(1条)

数据交换指令

半字节交换指令

数据交换例1

数据交换例2

算术与逻辑运算和移位指令

这类指令共49条，包括

算术指令(24条)

逻辑指令(20条)

移位指令(5条)

算术运算指令

算术运算指令可处理加、减、乘、除算术运算，包括：

加法指令(13条)；

减法指令(8条)；

BCD调整指令(1条)；

乘除指令(2条)；

不带Cy的加法指令

不带Cy加法指令示例1

不带Cy加法指令示例2

带Cy加法指令

加1指令

加法指令例子

带Cy减法指令

带Cy减法指令示例

减1指令

减法指令例子

BCD调整指令

BCD加法调整

BCD减法调整

乘除指令

逻辑运算指令

逻辑乘指令(6条)。

逻辑加指令(6条)。

逻辑异获指令(6条)。

累加器清零和求反指令(2条)

逻辑乘指令

逻辑乘指令示例

逻辑加指令

逻辑加指令示例

逻辑异或指令

逻辑异或指令示例

累加器清零和取反指令

移位及半字交换指令

移位指令例1

移位指令例2

控制转移及位操作指令

控制转移指令(17条)

无条件转移指令(4条)

条件转移指令(8条)

子程序调用与返回指令(4条)

空操作指令(1条)

位操作指令(17条)

无条件转移指令

条件转移指令

累加器A判零转移指令(2条)

比较转移指令(4条)

减1条件转移指令(2条)

累加器A判零转移指令

累加器A判零转移指令示例

比较条件转移指令

比较条件转移指令示例

减1条件转移指令

减1条件转移指令示例

子程序调用与返回指令

包括：

调用指令(2条)

返回指令(2条)

子程序的作用

缩短用户程序长度

节省程序设计时间

什么是子程序

完整程序功能，如多字节加法子程序、三角函数子程序等

通用性，可多次调用

通过调用/返回指令完成对子程序的调用/返回

调用指令的作用

堆栈

转入子程序的第一条指令执行

返回指令的作用

PC

子程序嵌套

短调用指令(2KB范围内)

长调用指令(64KB范围)

返回指令

子程序调用与返回指令例子

空操作指令

位操作指令

位传送指令

位置位/清零指令

位运算指令

以Cy中内容为条件的转移指令

以位地址内容为条件的转移指令

第3章习题课

3-10

3-12

3-15

3-17

3-18

3-23

3-27

3-28

3-10

3-12

3-15

3-17

3-18

3-23

3-27

3-28

第4章 汇编语言程序设计

程序设计语言

汇编程序

汇编语句的格式

汇编语言的构成

ORG/END伪指令

EQU/DATA伪指令

DB/DW/DS伪指令

BIT伪指令

汇编语言程序的设计步骤

汇编语言程序的汇编

汇编语言程序设计示例

简单程序设计

分支程序设计

循环程序设计

循环程序结构

循环程序类型

查表程序设计

查表步骤

子程序设计

子程序设计注意事项

运算程序设计

第5章 半导体存储器

存储器的类型

存储器的层次

内存储器的组成

半导体存储器的种类

半导体存储器的技术指标

半导体存储器的发展前景

单译码半导体存储器结构

双译码半导体存储器结构

只读存储器

掩膜ROM存储器原理

PROM存储器原理

EPROM存储器原理

典型EPROM、E2PROM芯片

27128、2764引脚图

27128原理图及工作方式

2815引脚及工作方式

静态RAM基本存储电路

动态RAM基本存储电路

常见RAM芯片

Intel 6264(SRAM,8KB)

Intel 2116(DRAM,16Kx1)

Intel 2186(全集成化DRAM,8KB)

存储器与CPU连接需考虑的主要问题

存储器容量扩展

存储器容量的位扩展

存储器容量的字扩展

存储器与CPU的连接

线选法产生片选信号

74LS138

局部译码法产生片选信号

全译码法产生片选信号

各种片选的优缺点

MCS-51与存储器连接示例

第6章 中断系统

中断的概念

指CPU在正常运行程序时，因内部或外部事件要求CPU暂时中止执行原程序，转而执行其服务程序(称为中断服务程序)，待服务完毕后自动返回执行原程序的过程。

中断的功能

同步操作，并行处理。

实时处理。

故障处理。

中断源

中断的分类

中断嵌套

中断系统及其功能

可自动完成中断任务的逻辑电路及软件。包括：

识别中断源

对多个中断源进行优先级排队等

一个中断系统应可完成下列任务：

能实现中断响应、中断服务、中断返回。

能实现中断优先级排队。

能实现中断嵌套。

能识别中断源及开关中断。

中断优先权的一般处理原则

多个中断源同时申请时，按优先权从高到低依次处理。

高级别中断源可以中断级别较低且正在处理的中断，排斥同级，同时响应更高级别的中断请求。

同级别多个中断源同时申请中断，应预先排好次序，依次逐个处理。

MCS-51的中断源

MCS-51的中断标志

对中断允许的控制

对中断优先级的控制

MCS-51响应中断的条件

MCS-51对中断的响应时间

MCS-51对中断的撤除

防止CPU重复响应同一个中断

8259A中断控制器

8259A芯片结构

8259A的工作过程

8259A与总线的连接方式(1)

8259A与总线的连接方式(2)

8259A的使用(编程)

通过设置初始化命令字ICW1~ICW4及操作命令字OCW1~OCW3实现，任务包括

优先级设置

优先级循环方式

中断屏蔽方式

中断结束方式

中断请求的触发方式

8031对外部中断源的扩展方式

借用T0/T1扩展

采用查询法扩展

采用8259A扩展

借用定时器溢出中断扩展外部中断源

第7章 并行I/O接口

什么是接口

为什么需要使用接口

接口电路的功能

数据缓冲

数据格式转换

地址译码及设备选择

传递控制及状态信号

电平转换

接口的类型

按照接口的功能分类：

通用接口

专用接口

按照数据传送方式分类

并行接口

串行接口

I/O接口的端口寻址

CPU与外设间的信号

CPU与外设之间交换的信息主要有3类：

数据信息

数字信号。“0或1”形式的二进制数据。

模拟信号。传感器/控制器的输入/输出的表示温度、压力、流量、阀门等数据的电压或电流信号，需要A/D，D/A转换使用。

开关量。表示开、关两种状态，例如电机的启动与停止等。

状态信息

反映外设的工作状态，如“准备好”或“忙”状态。

控制信息

读写控制信号、片选等。

接口的一般结构

接口电路一般包括以下部件：

数据寄存器

状态寄存器

控制(命令)寄存器

I/O数据的四种传送方式

程序控制传送方式

同步传送

异步传送

中断传送

DMA(直接存储器存取)方式

程序控制传送方式

无条件传送方式

条件传送方式

中断传送方式

中断传送方式的接口电路

DMA传送方式

不需要CPU参与。

需要专用控制芯片控制总线的使用及数据存取。

MCS-51内部并行I/O端口

MCS-51并行I/O端口的操作方式

常用并行接口芯片介绍

8255A。

8155。

8255A的基本特性

8255A是一个具有两个8位(A和B口)和两个4位(C口高／低四位)，最多可达24位的并行输入输出端口的接口芯片，它为Intel系列CPU与外部设备之间提供TTL电平兼容的接口，如打印机、A／D、D／A转换器、键盘、步进电机以及需要同时两位以上信息传送的一切形式的并行接口。

8255A的引脚功能

8255A内部结构

8255A的控制字

方式控制字及对C口按位置位/复位控制字

8255A的工作方式

方式0是一种基本输入或输出方式，它适用于无需握手信号的简单输入输出应用场合， 端口A、B、C都可作为输入或输出数据使用，端口B、C输出有锁存而输入无锁存。

方式1也称选通的输入/输出方式。在这种方式下，无论是输入还是输出都通过应答关系实现， 这时端口A或B用作数据口，端口C的一部分引脚用作握手信号线与中断请求线。

若端口A工作于方式1,则B可工作于方式0；

若端口B工作于方式1,则A可工作于方式0或余下的13位可工作于方式0；

若端口A和B同时工作于方式1,端口C余下的两位还可用于传送数据或控制信号。

方式2也称选通的双向I/O方式，仅适用于端口A， 这时A口的PA7-PA0作为双向的数据总线， 端口C有5条引脚用作A的握手信号线和中断请求线，而B口和C口余下的3位仍可工作于方式0或1。

8255A方式0－基本输入输出模式

8255A方式1－选通输入模式

8255A方式1－选通输出模式

8255A方式2－双向输入输出模式

8155A基本特性

2*8位I/O

1*6位I/O

256字节RAM

1*14位定时器

8155A引脚及内部结构

8155A端口地址

8155A命令字

8155A状态字

8155A定时器长度字

8155工作方式

C口引脚在各种方式下的定义

选通I/O输入

选通I/O输出

8155A定时器长度字格式

8155A定时器初始化

8155A定时器应用举例

借用外部RAM地址扩展I/O端口

应用举例

采用8155扩展并行I/O端口(1)

采用8155扩展并行I/O端口(2)

采用8155扩展并行I/O端口(3)

MCS-51内部的定时器/计数器

定时器控制寄存器TCON

定时器方式寄存器TMOD

MCS-51内部定时器工作方式

方式0

方式1

方式2

方式3(只有T0才有)

MCS-51对内部定时器的初始化

计数值初值的计算

定时器初值的计算

初值设置举例

应用举例(1)

应用举例(2)

第8章 A/D与D/A接口

A/D、D/A的用途

D/A转换器原理

T型 电阻网络

D/A转换器性能指标

DAC0832－结构

DAC0832－引脚功能

MCS-51与D/A的接口

DAC的应用

MCS-51对8位DAC的接口

MCS-51对12位DAC的接口

MCS-51对8位DAC的接口

直通方式

单缓冲方式

双缓冲方式

直通方式

单缓冲方式

单缓冲方式－锯齿波程序

单缓冲方式－三角波程序

单缓冲方式－方波程序

MCS-51对12位DAC的接口

DAC1208的结构与原理

MCS-51与DAC1208的接口

A/D转换器

逐次比较式A/D转换器

并行A/D转换器

A/D的性能指标

ADC0809－内部结构

ADC0809－引脚功能

MCS-51对A/D转换器的接口

MCS-51与ADC0809的接口

MCS-51与ADC574A的接口

MCS-51与ADC0809的接口(1)

MCS-51与ADC0809的接口(2 )

ADC574A-结构

ADC574A-引脚功能

ADC574A-引脚功能

第9章 MCS-51串行通讯

串行通信的分类

异步通信

同步通信

异步通信

同步通信

串行通信的制式

调制解调器的作用与原理

调制解调器的分类

调制与解调(以FSK型Modem为例)

串行I/O数据的软件实现

硬件实现－工作原理

硬件实现－UART对RXD的采样

硬件实现－错误校验

MCS-51串口的结构

串行口控制寄存器SCON

电源控制寄存器PCON

MCS-51串行口的工作方式

方式0－同步移位寄存器。

方式1－可变频率10位异步通信。

方式2－固定频率11位异步通信。

方式3－可变频率11位异步通信。

方式0－同步移位寄存器

方式1－10位异步收发

方式2－11位异步收发(固定波特率)

方式3－11位异步收发(可变波特率)

串行口通信波特率

方式0应用－用作输出口

方式0应用－用作输入口

方式1应用

方式2应用

方式3应用(1)－主程序

方式3应用(2)－接收子程序

方式3应用(3)－出错处理程序

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