单片机51系列

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单片机技术应用实训

第4章 51系列单片机外部扩展实训

主讲人：李晓艳 时 间：2011年11月1 1

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单片机技术应用实训

第4章 51系列单片机外部扩展实训1 251系列单片机存储器扩展

51系列单片机I/O口扩展

34 5 6

51系列单片机键盘接口

51系列单片机显示器接口

51系列单片机I2C总线

51系列单片机模-数、数-模转换器

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单片机技术应用实训

4.2 51系列单片机I/O口扩展4.2.1 51系列单片机I/O口扩展基础知识 1.输入/输出接口的功能

CPU与I/O设备间的数据传送，实际上是CPU与I/O接口间的数据 传送。I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器称为I/O端口，1 个I/O接口芯片可以包含几个I/O端口，如数据端口，控制端口，状 态端口等。 单片机应用系统的设计，在某种意义上可以认为是I/O接口芯片的 选配和驱动软件的设计。

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4.2 51系列单片机I/O口扩展

对单片机输出的数据锁存

51系列单片机闭环温度控制实验

(一)、系统的总体设计

1.1 设计背景

温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操51系列单片机直流电机闭环调速实验劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。

本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中。 1.2 电路的总体工作原理

温度控制系统采用AT89S51八位机作为微处理单元进行控制。采用4X4键盘把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器，还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里的数据相比较来控制温度控制器。

系统框图如图1.1：

51系列单片机教学实验板硬件设计

摘要

在全国高等院校电子信息类专业中，已普遍开设单片机及其相关课程。单片机课程是大中专院校电子类专业实践性、应用性和工程性很强的专业基础课或专业选修课。从加强学生能力培养的要求来看，这类课程仅在课堂上讲授基本原理是不够的，必须在教学中加强实践环节，让学生有足够的实践机会。其中，单片机实验板就是一个很好的学习单片机的工具。

目前，市场上单片机实验板的种类较多。此次设计的实验板的特点是将各种单元电路合理的拼凑在一块大印刷电路板上，构成一个有机的整体。设计中利用Protel99SE软件先设计原理图，然后进行元件封装，PCB出图，最后是制板。它与传统的教学实验板相比有如下的优点：⑴价格低廉；⑵使用简单方便，只要有带RS232串口的PC机就能进行实验；⑶功能全，基本上具备单片机常用的接口，如数模转换、模数转换、存储器、LED数码管显示、键盘人机接口、串行接口、温度传感器接口等等。采用本仿真开发实验板，可使初学者迅速掌握单片机原理及应用，熟悉汇编语言、单片机C语言。

关键词：单片机；实验板；接口电路；C语言

51 Series Single-chip Teaching Experimental Board

Hardware Desi

单片机实用技术(人民邮电出版社)

第2章M S-C1系列单5机的片结和原理构 CS-51系列单M片的机结构和理2.原

1MS-51C单片的机本结构 基CSM-51片单机的基结构

2本.2

CMS51的-脚及引总线构 结的脚及引线结总构M C-5S单片机1存储的器置 单片配机的存器配置储C PU时序的辅助电路及 时序的及助辅电路2.3

24.

单片机实用技术(人民邮电出版社)

2.1MCS-5 1片机单的本结基构M C-5S单片机1基本结的构MC-51单片机的基本组S成 2..1 MCS-511片机的单基组本 成MSC5-单片机内部1结构 2..2 M1CS51单-片内机结构 2.部.13输 入/出输(/IO端口)构结 入/输输(I/出)O

单片机实用技术(人民邮电出版社)

MC-5S单片机的基1本组成2 ..11 MSC-5单1片的基机组本成CSM5-1单机主要片以下几由个分组部成： 单片主要机以由下几部个分成： 单片组主机要由下以几部个组成分位微处 器理((1 一个) 微位处理器(CU)。P) 一8位微个理处 器) 片内数。存据器储( ()2281B内数据存储器(R片MA和)182B特殊的能功) 片 数内据储器 )存的 特殊能 寄功存器 寄(器(存FRS)

基于51系列单片机控制步进电机调速实验

实验指导书

仇国庆 编写

重庆邮电大学自动化学院

自动化专业实验中心

2009年2月

基于51系列单片机控制步进电机调速实验

实验目的及要求：

1、熟悉步进电机的工作原理

2、熟悉51系列单片机的工作原理及调试方法

3、设计基于51系列单片机控制的步进电机调速原理图(要求实现电机的速度反馈测量，测量方式：数字测量)

4、实现51系列单片机对步进电机的速度控制(步进电机由实验中心提供，具体型号 42BYG )由按钮控制步进电机的启动与停止；实现加速、匀速、和减速控制。速度设定由键盘设定，步进电机的反馈速度由LED数码管显示。

实验原理：

步进电机控制原理

一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。步进电机是数字控制电机，它将脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲信号，步进电机就转动一个角度，因此非常适合于单片机控制。步进电机可分为反应式步进电机（简称VR）、永磁式步进电机（简称PM）和混合式步进电机（简称HB）。 因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。步进电动机的转子为多极分布，定子上嵌有多相星形连接的控制绕组，由专门电源输入电脉冲信号，每输入一个脉冲

51单片机RAM 数据存储区学习笔记

1.RAM keil C语言编程

RAM是程序运行中存放随机变量的数据空间。在keil中编写程序，如果当前模式为small模式，如果总的变量大小未超过128B，则未初始化的变量的初值默认为0.如果所有的变量超过单片机small模式下的128B大小，则必须对变量进行初始化，否则超过RAM大小变量的值是不确定的，在small模式下超过128B大小的变量也必须在编译器中重新设定存储器的存储模式。

在keil中，可选择small，compact，large三种方式存储数据变量：

在keil中可以用“TargetOptions”来配置这一项：

图1 选择数据存储模式

2.片内数据存储区

(1) 工作寄存器区

工作寄存器区位于片内数据存储器中的00H~1FH单元，共32字节( 如此说来每个单元是一个字节了 )，分成四组。每组8个字节，分别记为R0~R7.

程序默认在0区工作寄存器组存放中间运算数据。等待中断来时，中断数据工作寄存器组由0区切换到其它区域。

选择四组工作寄存器区的哪一组作为R0～R7由位于PSW寄存器的两位RS1,RS0来确定.

RS1,RS0称为区开关或组开关,

单片机原理及应用

串行接口及串行通信技术

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单片机原理及应用

教学目标通过本章教学，要求达到以下目标：

1. 串行通信的基本概念：了解并行/串行通信的概念；理解串行通信中的异步/同步通信的基 本概念；理解波特率的概念，学会计算波特率 的方法；4了解串行通信的三种制式及校验方 法。

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单片机原理及应用

2. AT89C51串行口：串行接口结构及其功能；理解串行数据缓冲器SBUF的功能和读写方 法； 熟悉SCON的结构、控制作用和设置方 法； 了解电源控制寄存器PCON,熟悉 SMOD位。

3.

串行口的工作方式： 理解串行通信4种工作方式的特点和区别；掌握串行工作方式0的应 用； 熟悉串行工作方式1、2、3应用程序的 编制方法。

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单片机原理及应用

4. 多机通信原理：理解多机通信的原理、过程和编制多机通信应用程序的方法。

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单片机原理及应用

1 串行通信基础知识计算机与外界的信息交换称为通信。通信的基

本方式可分为并行通信和串行通信两种。所谓并行通信是指数据的各位同时在多根数据

线上发送或接收。串行通信是数据的各位在同一根数据线上依次 逐位发送或接收。

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单片机原理及应用P

51单片机RAM 数据存储区学习笔记

1.RAM keil C语言编程

RAM是程序运行中存放随机变量的数据空间。在keil中编写程序，如果当前模式为small模式，如果总的变量大小未超过128B，则未初始化的变量的初值默认为0.如果所有的变量超过单片机small模式下的128B大小，则必须对变量进行初始化，否则超过RAM大小变量的值是不确定的，在small模式下超过128B大小的变量也必须在编译器中重新设定存储器的存储模式。

在keil中，可选择small，compact，large三种方式存储数据变量：

在keil中可以用“TargetOptions”来配置这一项：

图1 选择数据存储模式

2.片内数据存储区

(1) 工作寄存器区

工作寄存器区位于片内数据存储器中的00H~1FH单元，共32字节( 如此说来每个单元是一个字节了 )，分成四组。每组8个字节，分别记为R0~R7.

程序默认在0区工作寄存器组存放中间运算数据。等待中断来时，中断数据工作寄存器组由0区切换到其它区域。

选择四组工作寄存器区的哪一组作为R0～R7由位于PSW寄存器的两位RS1,RS0来确定.

RS1,RS0称为区开关或组开关,

1-1 MCS-51单片机由哪几部分组成？

解：MCS-51单片机是个完整的单片微型计算机。具体包括CPU、存贮器和接口部分。存贮器的配置和芯片的型号有关，有三种情况，即片内无ROM，片内有掩模型ROM以及片内有EPROM。而随即存贮器RAM则每一种芯片都有。接口部分包括4个8位I/O口，两个16位定时/计数器和一个主要用于异步通信的串行接口。此外，它们还都内含时钟产生电路。

1-2 8051单片机有多少个特殊功能寄存器？它们可以分为几组？完成什么主要功能？

解：8051单片机内部有21个特殊功能寄存器，它们可以分成6组：用于CPU控制和运算的有6个，即ACC，B，PSW，SP和DPTR（16位寄存器，算2个8位寄存器）；有4个用作并行接口，即P0，P1，P2和P3；有2个用于中断控制，即IE和IP；有6个用于定时/计数器，它们是TMOD，TCON及两个16位寄存器T0和T1；还有3个寄存器用于串行口，即SCON，SBUF和PCON。当然其中有些寄存器的功能不只是一种，也可以有另外的分组方法。如电源控制寄存器PCON除了用于串行口通信外，还可用于供电方式的控制。

1-3决定程序执行顺序的寄存器是哪个？它是几位寄存器？它是不是特殊功能寄存器

第6章 中断系统

在CPU与外设交换信息时，存在一个快速的CPU与慢速的外设间的矛盾。为解决这个问题，采用了中断技术。良好的中断系统能提高计算机实时处理的能力，实现CPU与外设分时操作和自动处理故障，从而扩大了计算机的应用范围。

当CPU正在处理某项事务的时候，如果外界或内部发生了紧急事件，要求CPU暂停正在处理的工作转而去处理这个紧急事件，待处理完以后再回到原来被中断的地方，继续执行原来被中断了的程序，这样的过程称为中断。向CPU提出中断请求的源称为中断源。微型计算机一般允许有多个中断源。当几个中断源同时向CPU发出中断请求时，CPU应优先响应最需紧急处理的中断请求。为此，需要规定各个中断源的优先级，使CPU在多个中断源同时发出中断请求时能找到优先级最高的中断源，响应它的中断请求。在优先级高的中断请求处理完了以后。再响应优先级低的中断请求。

当CPU正在处理一个优先级低的中断请求的时候，如果发生另一个优先级比它高的中断请求，CPU能暂停正在处理的中断源的处理程序，转去处理优先级高的中断.请求，待处理完以后，再回到原来正在处理的低级中断程序，这种高级中断源能中断低级中断源的中断处理称为中断嵌套。

MCS-51