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教你认识单片机
栏目:公司新闻 发布时间:2024-07-16
 本文着手从集成电路角度去认识单片机,主要介绍了单片机的引脚图及引脚功能,以及单片机简易编程。  首先,先看下80C51单片机的功能结构框图。  80C51单片机属于MCS-51系列单片机,采用40引脚双列直插式DIP(Dual In Line Package),内有128个RAM单元及4K的ROM。    80C51单片机的功能结构框图  下面介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示),引

  本文着手从集成电路角度去认识单片机,主要介绍了单片机的引脚图及引脚功能,以及单片机简易编程。

  首先,先看下80C51单片机的功能结构框图。

  80C51单片机属于MCS-51系列单片机,采用40引脚双列直插式DIP(Dual In Line Package),内有128个RAM单元及4K的ROM。

  

  80C51单片机的功能结构框图

  下面介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示),引脚的具体功能将在之后详细介绍。

  

  单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。

  1. 电源:

  ⑴ VCC -芯片电源,接+5V;

  ⑵ VSS - 接地端;

  2. 时钟:

  XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

  3. 控制线:

  控制线共有4根

  ⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲

  ① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址

  ② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。

  ⑵ PSEN:外ROM读选通信号。

  ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

  ① RST(Reset)功能:复位信号输入端。

  ② VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。

  ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

  ① EA功能:内外ROM选择端。

  ② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。

  4. I/O线

  80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。

  

  拿到一块芯片,想要使用它,首先必须要知道怎样连线,我们用的一块称之为89C51的芯片,下面我们就看一下如何给它连线。

  1、电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源,其中正极接40管脚,负极(地)接20管脚。

  2、振荡电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶体振荡器,电容,连上就能了,按图1接上即可。

  3、复位管脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。

  4、EA管脚:EA管脚接到正电源端。 至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。

  我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED,显然,这个LED必须要和单片机的某个管脚相连,不然单片机就没法控制它了,那么和哪个管脚相连呢?单片机上除了刚才用掉的5个管脚,还有35个,我们将这个LED和1脚相连。(见图1,其中R1是限流电阻)

  按照这个图的接法,当1脚是高电平时,LED不亮,只有1脚是低电平时,LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制,也就是说,我们要能够让1管脚按要求 变为高或低电平。即然我们要控制1脚,就得给它起个名字,总不能就叫它一脚吧?叫它什么名字呢?设计51芯片的INTEL公司已经起好了,就叫它 P1.0,这是规定,不能由我们来更改。

  

  图1 单片机简易应用电路图

  单片机简易编程

  名字有了,我们又怎样让它变‘高’或变‘低’呢?叫人做事,说一声就能,这叫发布命令,要计算机做事,也得要向计算机发命令,计算机能听得懂的命令称之 为计算机的指令。让一个管脚输出高电平的指令是SETB,让一个管脚输出低电平的指令是CLR。因此,我们要P1.0输出高电平,只要写SETB P1.0,要P1.0输出低电平,只要写CLR P1.0就能了。

  现在我们已经有办法让计算机去将P10输出高或低电平了,但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢?总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题,还得有几步要走。

  第一,计算机看不懂SETBCLR之类的指令,我们得把指令翻译成计算机能懂的方式,再让计算机去读。计算机能懂什么呢?它只懂一样东西--数字。因此 我们得把SETB P1.0变为(D2H,90H ),把CLR P1.0变为(C2H,90H ),至于为什么是这两个数字,这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的,我们不去研究。

  第二步,在得到这两个数字后,怎样让这两 个数字进入单片机的内部呢?这要借助于一个硬件工具“编程器”.如果你还不知道是什么是编程器,我来介绍一下,就是把你在电脑上写出来来的代码用汇编器等 编译器生成的一个目标烧写到单片机的eprom里面去的工具,80c51这种类型的单片机编程是一件很麻烦的事情,必要要先装到编程器上编程后才能在设备 上使用,而目前最新的AT89s51或者STC89C51单片机能支持在线编程(isp)功能,不用拔出来利用简单的电路就可以实现把代码写入单片机内 部。

  我们将编程器与电脑连好,运行编程器的软件,然后在编缉区内写入(D2H,90H)见图2,写入……好,拿下片子,把片子插入做好的电路板, 接通电源……什么?灯不亮?这就对了,因为我们写进去的指令就是让P10输出高电平,灯当然不亮,要是亮就错了。现在我们再拨下这块芯片,重新放回到编程 器上,将编缉区的内容改为(C2H,90H),也就是CLR P1.0,写片,拿下片子,把片子插进电路板,接电,好,灯亮了。因为我们写入的()就是让P10输出低电平的指令。这样我们看到,硬件电路的连线没有做 任何改变,只要改变写入单片机中的内容,就能改变电路的输出效果。