单片机论文.doc

单片机实训报告
班级: 测控1041
姓名: 贾永飞
学号: 21
指导教师: 罗忠宝
撰写日期: 2013/5/30
目录
第一章单片机简介 1
硬件设计 1
80C51单片机的内部结构 1
80C51单片机的引脚功能 2
应用系统硬件设计 5
硬件系统电路图 5
4049驱动器 6
光电隔离器 6
继电器: 6
第二章应用系统仿真软件Keil 8
Keil介绍 8
第三章实验要求及程序编写 9
串行口自发自收实验 9
实验内容: 9
实验程序 9
系统调试 13
检查硬件连接 13
检查软件系统 13
参考文献 14
第一章单片机简介
硬件设计
80C51单片机的内部结构
80C51 芯片内部集成了 CPU、RAM、ROM、定时/计数器和I/O口等各功能部件,并由内部总线把这些不见连接在一起。
80C51单片机内部包含以下一些功能部件:
(1) 一个8位CPU;
(2) 一个片内振荡器和时钟电路;
(3) 4KB ROM(80C51有4KB掩膜ROM,87C51有4KB EPROM,80C31片内有无ROM);
(4) 128B内RAM;
(5) 可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路;
(6) 两个16位定时/计数器;
(7) 21个特许功能寄存器;
(8) 4个8位并行I/O口,共32条可编程I/O端线;
(9) 一个可编程全双工串行口;
(10) 5个中断源,可设置成2个优先级。
振荡器及
时序 OSC
8051CPU
程序存储器4KB ROM
数据存储器256B
2个16位定时器/计数器
64K总线扩展控制器
可编程I/O
可编程全双工串行口
外时钟源外部事件计数


中断控制并行口串行通信
图1-1 80C51单片机功能结构框图
80C51单片机的引脚功能
80C51单片机一般采用双列直插DIP封装,共40个引脚,图2-2a为引脚排列图。图2-2b为逻辑符号图。40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。
图1-2 80C51引脚图

(1)Vcc——芯片电源,接+5V;
(2)Vss——接地端。

XTAL1、XTAL2——晶体振荡电路反相输入端和输出端。使用内部振荡电路时外接石英晶体。

控制线共有4根,其中3根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能,正常使用时是一种功能,在某种条件下是另一种功能。
80C51在并行扩展外存储器(包括并行扩展I/O口)时,P0口用于分时传送低8位地址和数据信号,且均为二进制数。那么如何区分是低8位地址还是8位数据信号呢?当ALE信号有效时,P0口传送的是低8位地址信号;ALE信号无效时,P0口传送的是8位数据信号。在ALE信号的下降沿,锁定P0口传送的内容,即低8位地址信号。
需要指出的是,当CPU不执行访问外RAM指令(MOVX)时,ALE以时钟振荡频率1 / 6的固定频率输出,因此ALE信号也可作为外部芯片CLK时钟或其他需要。但是,当CPU执行MOVX指令时,ALE将跳过一个ALE脉冲。ALE端可驱动8个LSTTL门电路。
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。
PSEN——外ROM读选通信号。80C51读外ROM时,没个机器周期内PSEN两次有效输出。PSEN可作为外ROM芯片输出允许OE的选通信号。在读内ROM或读外RAM时,PSEN无效。
PSEN可驱动8个LSTTL门电路。RST/Vpd——复位/备用电源。正常工作时,RST(Reset)端为复位信号输入端,只要在该引脚上连续保持两个机器周期以上高电平,80C51芯片即实现复位操作,复位后一切从头开始,CPU从0000H开始执行指令。
Vpd功能:掉电情况下,该引脚可接上备用电源,由Vpd向片内供电,以保持片内RAM中的数据不丢失。
EA/Vpp ——内外ROM选择/片内EPROM编程电源。EA功能:正常工作时,EA为内外ROM选择端。80C51单片机ROM寻址范围为64KB,其中4KB在片内,60KB在片外(80C31芯片无内ROM,全部在片外)。当EA保持高电平时,先访问内ROM,但当PC(程序计数器)值超过4KB(0FFFH)时,将自动转向执行外ROM中的程序。当EA保持低电平时,则只访问外ROM,不管芯片内有否内ROM。对80C31芯片,片内无ROM,因此EA必须接地。
Vpp