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由单片机实现检测控制，其中一个首要的工作就是选择合适的单片机。目前国内在使用单片机作控制系统的微处理器时多选择51系列或Motorola 系列单片机，而本系统选用的PIC系列单片机在多个方面较其它系列单片机更有优越性。下面对PIC单片机作较详细介绍。 2.4.l
由单片机实现检测控制，其中一个首要的工作就是选择合适的单片机。目前国内在使用单片机作控制系统的微处理器时多选择51系列或Motorola
当今世界上涌现出各种各样的单片机，目前应用较广的主要有美国Intel公司开发和生产的MCS一51，MCS一96系列、台湾ICSI公司的8051系列、美国Motorola公司的MC68系列和美国Microchip公司的PIC系列等，其中各个系列的单片机都有其各自的优点，与其它系列相比，美国
力，从而提高了工业电脑自动控制器的适应能力，以下分几个方面通过与其它类型单片机的比较来说明它的优越之处。
(l)哈佛总线结构
PIC系列单片机在架构上采用了与众不同的设计手法，PIC系列单片机不仅采用了哈佛体系结构(也就是两种存储器位于不同的逻辑空间里，这种架构的微控制器、微处理器、数字信号处理器或者微型计算机系统，称为哈佛体系结构)，而且还采用了哈佛总线结构。在PIC系列单片机中采用的这种哈佛总线结构，就是在芯片内部将数据总线和指令总线分离，并且采用不同的宽度，这样做的好处是，便于实现指令提取的“流水作业”，也就是在执行一条指令的同时对下一条指令进行取指令操作;便于实现全部指令的单字节化、单周期化，从而有利于提高CP U执行指令的速度。在一般的单片机中，指令总线和数据总线是共用的(即分时复用)Motorola公司开发的MC68H C05/08系列单片机，其程序存储器和数据存储器统一编址(也就是两种存储器位于同一个逻辑空间里，这种架构的微控制器、微处理器、数字信号处理器或者微型计算机系统，称为普林斯顿体系结构)，早期在国内市场上最流行的单片机产品Intel开发生产的MCS一51系列单片机，其程序存储器和数据存储器虽然独立编址;但是它们与CP U之间传递信息必须共用同一条总线，仍然摆脱不了瓶颈效应的制约，于是影响到CP U运行速度的进一步提高。见图2.6。
(2)指令单字节化
因为数据总线和指令总线是分离的，并且采用了不同的宽度，所以程序器R OM和数据存储器RA M的寻址空间(即地址编码空间)是互相独立的，而且存储器度也不同。这样设计不仅可以确保数据的安全性，还能提高运行速实现全部指令的单字节化。在此所说的字节，特指PIC单片机的指令字节，是常说的8位字节。例如， PIC12C50X/PIC16CS X系列单片机的指令字节12位，PIC16C6X/PIC16C7X/PIC16CS X系列的指令字节为14位;PIC18FXXX系列的字节为16位。它们的数据存储器全为8位宽。而MCS一51系列单片机的R OM和宽度都是8位，指令长度从一个字节(8位)到3个字
节长短不一。另外，PIC
微控制器的取指令和执行指令采用指令流水线结构，当一条指令被执行时允一条指令同时被取出，使得在每个时钟周期内可以获得的最高效率。
其指令线结构见图2.7。
(3)精简指令集(R ISC)技术
PIC系列单片机的指令系统(就是该单片机所能识别的全部指令的集合，叫做指令系统或者指令集)只有35条指令。PIC系列单片机不仅全部指令均为单字节指令，而且绝大多数指令为单周期指令，以利于提高执行速度。这给指令的学习、记忆、理解带来很大的好处，也给程序的编写、阅读、调试、修改、交流都带来极大的便利，真可谓“易学好用”。而MCS一51单片机的指令系统共有In条指令，MC68H COS单片机的指令系统共
有89条指令。
(4)寻址方式简单
寻址方式就是寻找操作数的方法。PIC系列单片机只有4种寻址方式(即寄存器间接寻址、立即数寻址、直接寻址和位寻址)，容易掌握，而
MCS一51单片机则有7种寻址方式，68H C05单片机有6种寻址方式。
(5)代码压缩率高
I KB的存储器空间，对于PIC系列单片机则能够存放的指令条数可达1024条。对于像MCS一51这样的单片机，大约只能存放600条指令，而与几
种典型的单片机相比，PIC系列单片机是一种最节省程序存储器空间的单片机。
(6)寻址空间设计简洁
PIC系列单片机的程序、堆栈、数据三者各自采用互相独立的寻址(或地址编码)空间，而且前两者的地址安排不需要用户操心，这会受到大家的欢迎。而MC68H C05和MC68H Cn单片机的寻址空间只有一个，编程时需要用户对程序区、堆栈区、数据区和1/0端口所占用的地址空间作精心安
排，这样给开发人员在设计上带来很大的麻烦。
(7)外接电路简洁
与MCS一51系列及其它单片机相比，PIC单片机内集成了上电复位电路、1/0引脚上拉电路、看门狗定时器，尤其是集成了A DC模块和CCP模块(输入捕捉/输出比较/脉宽调制)，可以最大程度的减少和免用外接器件，以便实现“纯单片”化，这样，不仅便于开发，而且还可以节省电路板
空间和制造成本。
(8)存储器容量大
PIC18F458系列单片机具有多达1536字节的数据存储器(RA M)，多达256的EEP R OM数据存储器，另外还有多达S Kx l4字节的可多次重复写入的
闪速F L A S H程序存储器。而MCS一51单片机只有4K字节的EEP R OM。128字节RA M以及64K的外部数据、程序存储器空间，无F L A S H程序存储器。
(9)定时器数目多、功能全
PIC系列单片机具有3个定时器:带有8位预分频器的8位定时器/计数器T M R0;带有预分频器的16位定时器/计数器T M R1，并且在休眠期间外部晶振/时钟可以工作;以及带有8位周期寄存器、预分频器和后分频器的8位定时器/计数器T M R3。而MCS一51只有两个16位的定时器/计数器。
(10)独特具有的功能
PIC系列单片机具有两个捕获(Capt u re)、比较(Compare)、脉宽调制(P W M)模式、多通道10位A/D转换器、带有SPI和I Z C的同步串行端口SSP、带有9位地址检测的同步异步接收发送器U S ART(U S ART/SCI)、8位宽并行从属端口(PSP)、有节电锁定复位的节电检测电路等;而MCS一51系列单片
机没有。
2.4.2 PIC18F458单片机的其它优点
(1)CP U的性能特点
它有16位指令，8位宽数据通道，高达2M B的程序存储器，4k B的数据存储器，高达10MIPS的执行速度。DC-40M Hz时钟输入，4-10M Hz带PLL锁
相环有源晶振/时钟输入；带优先级的中断和8 单周期硬件乘法器。
(2)外围功能模块特性
捕捉/比较/脉宽调制（P W M）（CCP）模块；CCP引脚配置如下：捕捉输入:16位，最大分辨率为6.25ns；比较单元：16位，最大分辨率为100ns；脉宽调制（P W M）输出: 分辨率为1-10位；最高P W M频率：88位分辨率时为156k Hz，10位分辨率时为39k Hz。增强型CCP模块具有标准型CCP模块的所有特性，但它在先进的电机控制时还有如下特性：1，2，4路的P W M输出；可选择P W M的极性；可编程的P W M死区时间。
(3)运行速度高
PIC18F458由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行采用了流水作业方式，使得PIC18F458单片机运行速度大大提高，远远高于其它
相同档次的单片机。
(4)功耗低
PIC18F458单片机的功率消耗极低，是目前世界上低的单片机之一。在8M Hz时钟下工作时耗电不超过m A，在睡眠模式下耗电可以低到1m A以
下。
(5)驱动能力强
I/0端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸人和输出电流的最大值可分别达到2m A和20m A，能够直接驱动发光二极管LED、光电祸合器或者
微型继电器等。
(6)独特的C语言开发环境
对于PIC18F458单片机，Microchip公司提供了“C语言编译程序”，这样用C语言这样高级语言来进行程序设计，可大大的提高了工作效率。与一般的C语言版本如Tu r b o C相比，作为单片机的开发语言，PICC增加了针对PIC单片机硬件本身的操作，如端口、引脚的输入输出、寄存器的
位操作等。
(7)产品系列齐全、拥有高性能的高端产品
另外，必须说明的是，PIC系列单片机品种齐全、根据其指令的位数可分为初级产品、中级产品和高级产品，在以后的开发过程中，可根据具体需要选择单片机的型号。其高级产品一16位指令字系列的PIC17C XXX和PIC18C XXX。16位指令字系列是8位单片机中运行速度最快的，它具备一个指令周期内完成8位二进制乘法的能力，可以在一些需要高速运算的应用场合取代DSP数字信号处理器。再加上PIC17C XXX还具有丰富的I/0控制功能，并可以外接扩展EP R OM和RA M，使它成为目前8位单片机中性能最高的品种之一，可被广泛的应用于高中档的电子设备中。而PIC18C XXX系列是一款高性能、全静态设计、内带A/D转换器的CMOS16位单片机，可应用于各种复杂和高性能的电子及工业控制。
正因为如此本课题选用PIC18F458单片机，为以后产品升级及个人能力的进一步提高都将带来便利。
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SN8F2250/2270 Series USB Type Part No. Program Memory RAM (8bit) Stack IO ADC DAC Timer PWM Buzzer SIO LCD Interrupt Int Ext Package Other Features SN8F22511B10K-Flash 512 8 8 - - 4 - 1 - 7/1 SSOP16 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2251B10K-Flash 512 8 8 - - 4 - 1 - 7/0 QFN16 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F22521B10K-Flash 512 8 12 - - 4 2 1 - 7/2 SOP20/SSOP20 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F22531B10K-Flash 512 8 16 - - 4 2 1 - 7/2 QFN24 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2253B10K-Flash 512 8 16 - - 4 2 1 - 7/2 SOP24 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2255B10K-Flash 512 8 24 - - 4 2 1 - 7/2 LQFP32 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2271B5K-Flash 192 8 10 - - 2 - 1 - 5/1 QFN16 Low speed USB2.0,Support Control/2 Interrupt SN8F22721B5K-Flash 192 8 14 - - 2 1 1 - 5/2 DIP20/SOP20/SSOP20 Low speed USB2.0,Support Control/2 Interrupt SN8F2280 Series USB Type Part No. Program Memory RAM (8bit) Stack IO ADC DAC Timer PWM Buzzer SIO LCD Interrupt Int Ext Package Other Features
51单片机简答题部分（经典） 1、什么叫堆栈？ 答：堆栈是在片内RAM中专门开辟出来的一个区域，数据的存取是以"后进先出"的结构方式处理的。实质上，堆栈就是一个按照"后进先出"原则组织的一段内存区域。 2、进位和溢出？ 答：两数运算的结果若没有超出字长的表示范围，则由此产生的进位是自然进位；若两数的运算结果超出了字长的表示范围（即结果不合理），则称为溢出。 3、在单片机中，片内ROM的配置有几种形式？各有什么特点？ 答：单片机片内程序存储器的配置形式主要有以下几种形式：（1）掩膜（Msak）ROM型单片机：内部具有工厂掩膜编程的ROM，ROM中的程序只能由单片机制造厂家用掩膜工艺固 化，用户不能修改ROM中的程序。掩膜ROM单片机适合于 大批量生产的产品。用户可委托芯片生产厂家采用掩膜方法 将程序制作在芯片的ROM。 （2）EPROM型单片机：内部具有紫外线可擦除电可编程的只读存储器，用户可以自行将程序写入到芯片内部的EPROM 中，也可以将EPROM中的信息全部擦除。擦去信息的芯片 还可以再次写入新的程序，允许反复改写。 （3）无ROM型单片机：内部没有程序存储器，它必须连接程序存储器才能组成完整的应用系统。 无ROM型单片机价格低廉，用户可根据程序的大小来选择外接 程序存储器的容量。这种单片机扩展灵活，但系统结构较复 杂。 （4）E2ROM型单片机:内部具有电可擦除叫可编程的程序存储器,使用更为方便。该类型目前比较常用 （5）OTP(One Time Programmable)ROM单片机：内部具有一次可编程的程序存储器，用户可以在编程器上将程序写入片内程 序存储器中，程序写入后不能再改写。这种芯片的价格也较 低。 4、什么是单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期？它们之间是什么关系？ 答：某条指令的执行周期由若干个机器周期（简称M周期）构成，一个机器周期包含6个状态周期（又称时钟周期，简称S周期），而一个状态周期又包含两个振荡周期（P1和P2，简称P周期）。也就是说，指令执行周期有长有短，但一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周
1、单片机的机器周期、状态周期、振荡周期和指令周期之间是什么关系？ 答：一个机器周期恒等于6个状态周期或12个振荡周期，即1M=6S=12P。 2、存储器中有几个保留特殊功能的单元用做入口地址？作用是什么？ 答：MCS-51系列单片机的存储器中有6个保留特殊功能单元； 作用：0000H为复位入口、0003H为外部中断0入口、000BH为T0溢出中断入口、0013H为外部中断1入口、001BH为T1溢出中断入口、0023H为串行接口中断入口。 3、开机复位后，CPU使用是的哪组工作寄存器？它们的地址是什么？CPU如何确定和改变当前工 作寄存器组？ 答：开机复位后，CPU使用的是第0组工作寄存器。 它们的地址是00H~07H。CPU通过对程序状态字PSW中RS1、RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。如：RS1、RS0为00则指向第0组；为01则指向第1组；为10则指向第2组；为11则指向第3组。 4、MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期的如何分配的？当振荡频率为8MHz时，一个单片 机时钟周期为多少微秒？ 答：MCS-51的时钟周期是最小的定时单位，也称为振荡周期或节拍。一个机器周期包含12个时钟周期或节拍。不同的指令其指令周期一般是不同的，可包含有1~4个机器周期。 当振荡频率为8MHz时，一个单片机时钟周期为0.125μs 。 5、EA/V 引脚有何功用？8031的引脚应如何处理？为什么？ PP 答：EA/V PP是双功能引脚： （1）EA接高电平时，在低4KB程序地址空间（0000H~0FFFH），CPU执行片内程序存储器的指令，当程序地址超出低4KB空间（1000H~FFFFH）时，CPU将自动执行片外程序存储器的指令。 （2）EA接低电平时，CPU只能执行外部程序存储器的指令。 8031单片机内部无ROM，必须外接程序存储器。因此，8031的EA引脚必须接低电平。 在对8751单片机内部的EPROM编程时，此引脚V PP外接+12V电压，用于固化EPROM程序。 6、单片机对中断优先级的处理原则是什么？ 答：⑴低级不能打断高级，高级能够打断低级； ⑵一个中断以被响应，同级的被禁止； ⑶同级，按查询顺序，INT0→T0→INT1→T1→串行接口。 7、MCS-51的外部中断的触发方式有哪两种？他们对触发脉冲或电平有什么要求？ 答：有电平触发和脉冲触发。
松翰单片机问答集——IO口 Q322001. 当SONIX MCU的I/O口作OPEN DRAIN输出时，外接上拉电阻的供电电压比IC电源电压高，是否允许？ Ans: 我们IC 的open drain 是属于pseudo open drain, 外接上拉电阻的电压要小于等于MCU 的VDD, 主要目的是应用在多个output 并接bus 上(例如I2C), 或者是电压比VDD低的接口电压电平的转换。用户可以通过外接三极管来解决这个问题。 Q322002. 低功耗I/O口应如何设置？ Ans: 正确设定I/O口状态，可以避免I/O口的漏电流： 1.对空闲口的设置，空闲口一般设定为输入上拉或输出低电平。 2.对ADC I/O通道，应用P4CON的设定，可以避免I/O口的漏电流。 3.对于不同的外部硬件电路，考虑I/O的状态设置，设定不当，会有漏电流，特别注意上拉电阻的正确设定，若I/O 口外接低点平，又将pull-up enable会造成漏电，例如：VDD=5V 会有约5V / 100K = 50uA 漏电。 Q322003. SONIX MCU的I/O上拉电阻是多少？ Ans: 此点在芯片的规格书中（电气特性章节）有所描述。 Vdd＝3V时，上拉电阻典型值为200K欧姆。 Vdd＝5V时，上拉电阻典型值为100K欧姆。 Q322004. 独立按键与MCU如何连接能有效避免I/O口损伤？ Ans: 在产品开发时，按键是最常见的功能，由于考虑到成本等因素，很多客户都是将按键的两端分别与MCU和GND 相连，这种做法在大部分情况下是没有问题的。但是，当该产品的工作环境比较差时，比如静电、电源噪声等，此时若按键被按下，则相当于将MCU的一个I/O口直接与GND相连，此时就很可能会有瞬间大电流或高电压甚至负压灌入I/O口，造成I/O损坏。 减少这种问题的防范措施是：根据实际电路的需要，在按键与MCU的I/O之间串接100ohm ~ 1Kohm电阻，可有效避免上述问题带来的损伤。 Q322005. I/O外接下拉电阻，没有外接信号时芯片为何读不到低电平？ Ans: SONIX MCU的普通I/O口内建上拉电阻，其等效阻值大概是100 Kohm@5V、200 Kohm@3V。如果客户在程序中将某I/O的上拉电阻使能，同时又在该I/O的外围接有下拉电阻，在没有信号输入的情况下，相当于内置上拉电阻与外接下拉电阻串联分压，所以会导致I/O口读不到低电平。例如，在VDD=5V的情况下，内置上
第二章习题参考答案 一、填空题： 1、当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。 2、MCS-51的堆栈是软件填写堆栈指针临时在片内数据存储器内开辟的区域。 3、当使用8751且EA=1，程序存储器地址小于1000H 时，访问的是片内ROM。 4、MCS-51系统中，当PSEN信号有效时，表示CPU要从外部程序存储器读取信息。 5、MCS-51有4组工作寄存器，它们的地址范围是 00H~1FH 。 6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以位寻址。 7、PSW中RS1 RS0=10时，R2的地址为 12H 。 8、PSW中RS1 RS0=11时，R2的地址为 1AH 。 9、单片机系统复位后，（PSW）=00H，因此片内RAM寄存区的当前寄存器是第 0 组，8个寄存器的单元地址为 00H ~ 07H 。 10、PC复位后为 0000H 。 11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。 12、PC的内容为将要执行的的指令地址。 13、在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为 2us 。 14、内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为 26H 。 15、若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 0 。 16、8051单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 04H ，因上电时PSW= 00H 。这时当前的工作寄存器区是第 0 工作寄存器区。 17、使用8031芯片时，需将/EA引脚接低电平，因为其片内无程序存储器。 18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分：工作寄存器区、位寻址区 和用户RAM区。 19、通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把 PC 的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 PC 。 20、MCS－51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS －51的PC是16位的，因此其寻址的范围为 64 KB。 21、MCS-51单片机片内RAM的寄存器共有 32 个单元，分为 4 组寄存器，每组 8 个单元，以R0~R7作为寄存器名称。 22、但单片机的型号为8031/8032时，其芯片引线EA一定要接低电平。 二、选择题： 1、当MCS-51复位时，下面说法正确的是（ A ）。 A、 PC=0000H B、 SP=00H C、 SBUF=00H D、 P0=00H 2、PSW=18H时，则当前工作寄存器是（ D ）。 A、 0组 B、 1组 C、 2组 D、 3组 3、MCS-51上电复位后，SP的内容应是（ B ）。 A、 00H B、 07H C、 60H D、 70H 4、当ALE信号有效时，表示（ B ）。 A、从ROM中读取数据 B、从P0口可靠地送出低8位地址 C、从P0口送出数据 D、从RAM中读取数据 ５、MCS—51单片机的CPU主要的组成部分为（ A ）。 A、运算器、控制器 B、加法器、寄存器 C、运算器、加法器 D、运算器、译码器
Series 系列型号 FPPA 核心数 OTP ROM (K Word) RAM (Byte) ADC (bit*ch) I/O LCD (bit*ch) PWM INT Special Functions Package Re. PMS150-S081160-6--1-SOP82501C，12C509 PMC150-S081160-6--1-SOP8131，513 PMC153-S141164-12--2- SOP14153，2511，16C505 PMC156-S161164-14?VDD*4-2- SOP16156 PMC156-S181164-16?VDD*4-2- SOP1816C56 PMC251-S082160-6--1-SOP8153+ PMC251-D082160-6--1-DIP82511+ PMC251-S14 2160-12--2- SOP14 PMC251-D142160-12--2-DIP14 PMC271-S0821648*26?VDD*2-2-SOP816C71 PMC271-S1421648*512?VDD*4-2-SOP14 PMC271-S1621648*614?VDD*4-2-SOP16 PMC271-S1821648*716?VDD*4-2- SOP18 P201CS082158-69*321-SOP8EM78P152 P201CD082158-69*321-DIP8SN8P2501 P201CS142158-129*422- SOP148P53 P201CD142158-129*422- DIP14 EM78P163N P201CS162158-149*422- SOP16 P201CD162158-149*422-DIP16 PMC131-S081 1.58812*46-218*8加乘器SOP82711+ PMC131-S141 1.58812*912-448*8加乘器 SOP1671AS+ PMC131-S161 1.58812*1114-648*8加乘器 SOP16712+ PMC232-S14 2216012*61213*312- SOP1478P259 PMC232-S162216012*71413*422- SOP162712+ PMC232-S20 2216012*91813*422- SOP20 PMC234-S202420812*101821*432- SOP2078P346 PMC234-S242420812*102221*432- SOP242712+ PMC234-S28 2420812*102621*432- SOP28 P232CS142220012*612-12- SOP14EM78P259 P232CD142220012*612-12- DIP14SN8P2711/22 P232CS202220012*1018-22- SOP20HT46R064/65 P232CD202220012*1018-22- DIP20 HT46R46/47 P234CSS202420012*101816*422- SSOP20EM78P418 P234CS202420012*101816*422- SOP20EM78P346 P234CS242420012*102216*432- SOP24HT46R066/67 P234CK242420012*102216*432- SKDIP24 P221CS1821648*41611*4-2- SOP18EM78P156/159、SH69P20 P221CD1821648*41611*4-2- SOP18SN8P2602B/C、HT48R05/06 ① 产品名称说明： Ｐ２３２ＣＳ１４ P = PADAUK 2 = FPPA Count 3 = Series 2 = ROM size(K word) C = Program Memory Type(C=OTP/F=FLASH/R=MASK) S = Package Type 14 = Pin Count ② PMC为P的升级版，引入单一FPPA运作模式，降低功耗，工作电压更宽，内部基准电压更准。但P系列比PMC系列多了一个硬件比较器。 P201C、PDK22、P211C、P221C、P232C、P234C全系列将于2015年停产，请优先选择PMC系列芯片。 ③ 全系列都带16位定时器，含PWM功能的芯片另带8位定时器并可产生PWM波形。 ④ 含A/D功能的芯片，晶圆上均有1个通道为内置Band-gap参考电压生成器，可用于绝对电压的测量。 ⑤ PMC系列通常为金线封装，高抗干扰(High EFT)，工作温度(-40℃ ~ 85℃)。 ⑥ PMS系列通常为合金线封装，请勿使用于AC阻容降压供电，强电源纹波，或高EFT要求的应用场景，工作温度(0℃ ~ 70℃)。 ⑦
SyncMOS MCU Selection Guide V e r. K 2012/1 SM59RXX 系列 (RISC 1T/2T) Part No. VCC Speed FLASH RAM Size I/O Pin Package EEPROM SPI IIC UART ISP&ICP WDT Power Down Wake-Up OPA PCA PWM ADC EEI&KBI RTC&MDU IRC ICE Function SM59R02A1 3.0/5 25MHZ 8KByte 256+1KB 36/40/44 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Dual DPTR SM59R03A1 3.0/5 25MHZ 12KByte 256+1KB 36/40/44 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Dual DPTR SM59R04A1 3.0/5 25MHZ 16KByte 256+1KB 36/40/44 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Dual DPTR SM59R04A2 3.0/5 25MHZ 16KByte 256+1KB 36/40/44 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R08/16A2 3.0/5 25MHZ 32/64KB 256+2KB 48 W/U Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes(2)Reset/INT/ KBI 16bit 4ch 12/16bit 4ch10bit 8ch EEI MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R05A3 3.0/5 25MHZ 20KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R09A3 3.0/5 25MHZ 36KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R16A3 3.0/5 25MHZ 64KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R05A5 3.0/5 25MHZ 20KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/INT/ WDT/ KBI/ LVI/ RTC Yes 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI RTC/MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R09A5 3.0/5 25MHZ 36KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/INT/ WDT/ KBI/ LVI/ RTC Yes 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI RTC/MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R16A5 3.0/5 25MHZ 64KByte 256+2KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X2 ISP/ICP Yes RST/INT/WDT/KBI/LVI/RTC Yes 16bit 4ch 10/16bit 8ch10bit 8ch KBI RTC/MDU Yes Yes Dual DPTR SM59R05G6 2.7~5.5 25MHZ 20KByte 256+1KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI 16bit 4ch 10/16bit Yes Yes Dual DPTR SM59R09G6 2.7~5.5 25MHZ 36KByte 256+1KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI 16bit 4ch 10/16bit Yes Yes Dual DPTR SM59R16G6 2.7~5.5 25MHZ 64KByte 256+1KB 38/42/46 P/J/Q/V Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI 16bit 4ch 10/16bit Yes Yes Dual DPTR SM59R02G1 2.7~5.5 25MHZ 8KByte 256Byte 38/42 P/J/Q/V Yes X1 ISP Yes RST/ INT/ WDT/ LVR 16bit 4ch 16bit Yes Dual DPTR SM39RXX 系列 (RISC 1T~8T , Low Pin Count) Part No. VCC Speed FLASH RAM Size I/O Pin Package EEPROM SPI IIC UART ISP&ICP WDT Power Down Wake-Up OPA PCA PWM ADC KBI IRC ICE Function SM39R02G1 2.7~5.5 25MHZ 2KByte 256Byte 12 N(14)/O Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI Yes Yes Dual DPTR SM39R04G1 2.7~5.5 25MHZ 4KByte 256Byte 8/12 N(14)/O/M Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI Yes Yes Dual DPTR SM39R2051 2.7~5.5 25MHZ 2KByte 256Byte 18 20(N/S) Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI Yes Yes Dual DPTR/ SM39R4051 2.7~5.5 25MHZ 4KByte 256Byte 18 20(N/S) Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ LVI Yes Yes Dual DPTR/ SM39R08A2 2.7~5.5 25MHZ 8KByte 256Byte 18~26 N/S/K/G Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI Yes 16bit 2ch 10/16bit 8ch10bit 4-ch KBI Yes Yes Dual DPTR SM39R12A2 2.7~5.5 25MHZ 12KByte 256Byte 18~26 N/S/K/G Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI Yes 16bit 2ch 10/16bit 8ch10bit 4-ch KBI Yes Yes Dual DPTR SM39R16A2 2.7~5.5 25MHZ 16KByte 256Byte 18~26 N/S/K/G Yes Yes Yes X1 ISP/ICP Yes RST/ INT/ WDT/ KBI/ LVI Yes 16bit 2ch 10/16bit 8ch10bit 4-ch KBI Yes Yes Dual DPTR SM59XX 系列 (12T) Part No. VCC Speed FLASH RAM Size I/O Pin Package TWSI UART ISP WDT Power Down Wake-Up SPWM PWM ADC RTC Function SM5964A 3.3/5 25/40MHZ 64KByte 256+768 Byte(1)32/36P/J/Q Yes X1 ISP Reset/ INT 2-ch (5,8)bit VESA DDC/CI SM5964 5 40MHZ 64kByte 256+768 Byte 32/36 P/J/Q X1 ISP Yes(2)Reset 5-ch (5,8)-bit SM59264 5 40MHZ 64+64KB(D) 256+768 Byte(1)32/36 P/J/Q Yes X1 ISP Yes Reset 4-ch (5,8)-bit VESA DDC/CI SM59128 5 40MHZ 128KByte 256+768 Byte(1)32/36 P/J/Q Yes X1 ISP Yes Reset 4-ch (5,8)-bit VESA DDC/CI SM79XX 系列 (12T) Part No. VCC Speed FLASH RAM Size I/O Pin Package UART WDT Power Down Wake-Up SPWM PWM ADC RTC Function SM79108 3.3/5 40MHZ 8KByte 256Byte 32/36 P/J/Q X1 Yes Reset 1-ch (5,8)-bit 1-ch (5,8)bit 4-ch 8bit LCDD 4X14 SM79164 3.3/5 25/40MHZ 64KByte 256+3840B(1) 32/36 P/J/Q X1 Yes Reset 8-ch (5,8)bit SM89XX 系列 (12T) Part No. VCC Speed FLASH RAM Size I/O Pin Package UART WDT Power Down Wake-Up SPWM PWM ADC RTC Function SM894051 3.3/5 25MHZ 4KByte 128Byte 15 20(P/S)X1 Yes(2) Reset LED Drive sink 20mA SM8951A/52A 3.3/5 40MHZ 4/8KByte 256Byte 32/36 P/J/Q X1 Yes(2) Reset SM8954A/58A/516A 3.3/5 40MHZ 16/32/64KB 256+768 Byte(1) 32/36 P/J/Q X1 Yes Reset 5-ch (5,8)-bit SM89516 3.3/5 25MHZ 64KByte 256+768 Byte 32/36 P/J/Q X1 Yes(2) Reset SM89S16R1 3.3/5 40MHZ 64KByte 256+768 Byte(1) 32/36 P/J/Q X1 Reset/ RTC/ INT 2-ch (5,8)bit 4-ch 6bit RTC (1): Expanding RAM is default disable (2): WDT Clock is from External X’tal WDT Clock is from Internal X’tal define 250KHz (without (2) ) IIC =TWSI =Two-Wire Series Interface EX_INT=External Interrupt Wake-Up ADC = Analog and Digital Converter (類比數位轉換器) KBI=Keyboard Interface=EEI (擴充外部中斷) RTC = Real Time Clock (時鐘裝置) MDU=Multiplication-Division unit (硬件乘除法器) PCA=Programmable Counter Array (16bit Timer 2) =capture 、compare 、clock out 、16bit PWM SM59R16A5ihhkL yymmv (yy: year ,mm: month ,v: version) i: process ( L: 3.3V C: 5V W:2.7~5.5 ) hh: Max Speed (Before SM59RxxG6) or Pin Count (After SM39R & SM59RxxG6) k: package type { J:44(PLCC) M:10(MSOP-118mil) N:14/20/24/28(PDIP-300mil) O:14(SOP-150mil) {P:40(PDIP) Q:44(QFP) U:64(LQFP) V:48(LQFP) W:64(TQFP) S:20/24/28(SOP-300mil)} {K:24/28(Skinny PDIP-300mil) G:20(SSOP-150mil } L:PB Free {No text is Non-PB Free, "P" is PB Free} ＳＺ恒信宇电子有限公司 ｈｔｔｐ：／／ｗｅｎｋｕ．ｂａｉｄｕ．ｃｏｍ／ｖｉｅｗ／４４ｂ３ｄ４ｄ２５０ｅ２５２４ｄｅ５１８７ｅｂ０．ｈｔｍｌ 技术信息咨询：１０９１９４４０７９＠Ｑ Ｑ．ＣＯＭ
SN8F2250/2270 Series USB Type Part No. Program Memory RAM (8bit) Stack IO ADC DAC Timer PWM Buzzer SIO LCD Interrupt Int Ext Package Other Features SN8F22511B10K-Flash 512 8 8 - - 4 - 1 - 7/1 SSOP16 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2251B10K-Flash 512 8 8 - - 4 - 1 - 7/0 QFN16 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F22521B10K-Flash 512 8 12 - - 4 2 1 - 7/2 SOP20/SSOP20 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F22531B10K-Flash 512 8 16 - - 4 2 1 - 7/2 QFN24 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2253B10K-Flash 512 8 16 - - 4 2 1 - 7/2 SOP24 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2255B10K-Flash 512 8 24 - - 4 2 1 - 7/2 LQFP32 Full speed USB2.0,Support Control/3 Interrupt SN8F2271B5K-Flash 192 8 10 - - 2 - 1 - 5/1 QFN16 Low speed USB2.0,Support Control/2 Interrupt SN8F22721B5K-Flash 192 8 14 - - 2 1 1 - 5/2 DIP20/SOP20/SSOP20 Low speed USB2.0,Support Control/2 Interrupt SN8F2280 Series USB Type Part No. Program Memory RAM (8bit) Stack IO ADC DAC Timer PWM Buzzer SIO LCD Interrupt Int Ext Package Other Features 1 / 11
单片机经典教程 目录
第一课 第二课 第三课 第四课 第五课 第六课 第七课 第八课 第九课 第十课 第十一课 第十二课 第十三课 第十四课 第十五课 第十六课 第十七课 第十八课 第十九课 第二十课 第二十一课 第二十二课 第二十三课 第二十四课 单片机的概述 单片机的硬件结构与开发过程 单片机的内部结构 一 半导体存储器 单片机的内部结构 二 工作寄存器 单片机的内部结构 三 时序与时钟 单片机的内部结构 四 并行口 单片机的内部结构 五 数据与地址 单片机的内部结构 六 特殊功能存储器 单片机的工作方式 单片机的寻址 单片机的指令 一 数据传递类指令 单片机的指令 二 数据传递类指令 单片机的指令 三 算术逻辑运算类指令 单片机的指令 四 控制转移类指令 单片机的指令 五 位及位操作指令 单片机的程序设计方法 单片机的定时 计数器 单片机的中断系统 单片机的定时/中断实验 一 单片机的定时/中断实验 二 键盘接口及编程方法 一 独立式按键 键盘接口及编程方法 二 矩阵式按键 单片机显示器接口及编程方法 数码管的静态扫描与编程方法 6 9 11 15 18 20 24 27 29 32 35 38 42 47 51 55 64 68 73 78 81 87 90 94
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第一课 单片机的概述
因为我们的主要课程是单片机的应用 本来不想讲解单片机的历史与发展 这话说现状更确切 些 但为了兼顾大多数朋友 我还是简单的介绍一下这方面的相关知识 一 单片机的由来 单片机 专业名称—Micro Controller Unit(微控制器件) 它是由大名鼎鼎的 INTEL 公司发明的 最早的系列是 MCS-48 后来有了 MCS-51 我们经常说的 51 系列单片机就是 MCS-51 micro controller system 它是一种 8 位的单片机 8 位是什么意思 我们以后再讲 后来 INTEL 公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司 不过 再小也有几个亿的销售/ 年哦 所以世界上就有许多公司生产 51 系列兼容单片机 比如飞利浦的 87LPC 系列 华邦的 W78 系列 达拉斯的 DS87 系列 现代的 GSM97 系列等等 目前在我国比较流行的就是美国 ATMEL 公司的 89C51 它是一种带 Flash ROM 的单片机 至于什么是 Flash ROM 我在这儿先不作介绍 等以后大家学到相 关的知识时自然就会明白 我们的讲座就是以该型号的单片机来作实验的 讲到这里 也许有的人会 问 我平时在各种书上看到全是讲解 8031 8051 等型号的单片机 它们又有什么不同呢 其实它们同 属于一个系列 只是 89C51 的单片机更新型一点(事实上,89C51 目前正在用 89S51 代替 我们的实验系 统采用就是 89S52 的 兼容 89C52) 这里随便说一下 目前国内的单片机教材都是以 8051 为蓝本的 尽管其内核也是 51 系列的 但毕竟 8051 的单片机已经属于淘汰产品 在市场上也很少见到了 所以由 此感叹 国内的高等教育是如此的跟不上时代的发展需要 这话可能会引起很多人的不满,所以大家别 说是我讲的哦 二 主要单片机的分类 接着上面的话题 再给大家介绍一下我们经常在各种刊物上看到的 AVR 系列和 PIC 系列单片机是 怎么回事 以便让大家对单片机的发展有一个较全面的认识 在没有学习单片机之前 这是一个令很多 初学者非常困惑的问题 这么多的单片机我该先学哪一种呢 AVR 系列单片机也是 ATMEL 公司生产的一种 8 位单片机 它采用的是一种叫 RISC 精简指令集单 片机 的结构 所以它的技术和 51 系列有所不同 开发设备也和 51 系列是不通用的 它的一条指令的 运行速度可以达到纳秒级 即每秒 1000000000 次 是 8 位单片机中的高端产品 由于它的出色性能 目前应用范围越来越广 大有取代 51 系列的趋势 所以学完了 51 系列的 看来必须学会 AVR 的才行 可叹知识爆炸 人生苦短 说完了 AVR 的 再来说说另一种--PIC 系列单片机 它是美国 MICROCHIP 公 司 唉 又是老美 叫微芯公司的生产的另一种 8 位单片机 它采用的也是 RISC 的指令集 它的指令 系统和开发工具与 51 系列更是不同 但由于它的低价格和出色性能 目前国内使用的人越来越多 国 内也有很多的公司在推广它 不过它的影响力远没有 51 系列的大 所以作为初学者 51 系列当然是首 选 以上几种只是比较多见的系列 其实世界上还有许多的公司生产各种各样的单片机 比如 MOTOROLA 的 MC68H 系列 老牌的单片机 TI 的 MSP430C 系列 极低功耗的单片机 德国的西门子 SIEMENS 等等 它们都有各自的结构体系 并不与 51 系列兼容 为了不搞大家的脑筋 这里就不介绍了 等大 家入了门以后自己去研究它吧 我们还是回来了解一下 51 系列单片机到底是个什么东西 它有那些部 分组成 请接着往下看 三 单片机的结构及组成 单片机到底是一种什么 DD 它究竟能做什么呢 其实它就是一种能进行数学和逻辑运算 根据不 同使用对象完成不同控制任务的面向控制而设计的集成电路 此话好象有点绕口 没关系 大家都应该 知道我们经常使用的电脑吧 在电脑上 我们可以用不同的软件在相同的硬件上实现不同的工作 比如 我们用 WORD 可以打字 用 PROTEL 可以设计图纸等等 单片机其实也是如此 同样的芯片可以根据我们 不同的要求做出截然不同的产品 只不过电脑是面向应用的 而单片机是面向控制的 比如控制一个指
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C8051F单片机选型表 Number MIPS (peak) Flash Memory (bytes) RAM (bytes) Ext Mem I/F Digital Port I/O Pins Serial Buses Timers (16- bit) PCA Chnls Internal Osc ADC1 ADC2 D C8051F005 25 32KB 2304 - 32 UART, SMBus, SPI 4 5 ±20%12-bit, 8ch., 100ksps - 1 2 C8051F015 25 32KB 2304 - 32 UART, SMBus, SPI 4 5 ±20%10-bit, 8ch., 100ksps - 1 2 C8051F020 25 64KB 4352 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 5 ±20% 12-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F021 25 64KB 4352 Y 32 2 UARTs, SMBus, SPI 5 5 ±20% 12-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F022 25 64KB 4352 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 5 ±20% 10-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F023 25 64KB 4352 Y 32 2 UARTs, SMBus, SPI 5 5 ±20% 10-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F040 25 64KB 4352 Y 64 CAN2.0B, 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 12-bit, 13ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F060 25 64KB 4352 Y 59 CAN2.0B, 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 16-bit, 2ch., 1Msps 10-bit, 8ch., 200ksps 1 2 C8051F064 25 64KB 4352 Y 59 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 16-bit, 2ch., 1Msps - - C8051F120 100 128KB 8448 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 12-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F124 50 128KB 8448 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 12-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F126 50 128KB 8448 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 10-bit, 8ch., 100ksps 8-bit, 8ch., 500ksps 1 2 C8051F130 100 128KB 8448 Y 64 2 UARTs, SMBus, SPI 5 6 ±2% 10-bit, 8ch., 100ksps - - C8051F206 25 8KB 1280 - 32 UART, SPI 3 - ±20%12-bit, 32ch., 100ksps - - C8051F230 25 8KB 256 - 32 UART, SPI 3 - ±20%- - -C8051F236 25 8KB 1280 - 32 UART, SPI 3 - ±20%- - - C8051F300 25 8KB 256 - 8 UART, SMBus 3 3 ±2%8-bit, 8ch., 500ksps - - C8051F304 25 4KB 256 - 8 UART, SMBus 3 3 ±20%- - -C8051F305 25 2KB 256 - 8 UART, SMBus 3 3 ±20%- - - C8051F310 25 16KB 1280 - 29 UART, SMBus, SPI 4 5 ±2%10-bit, 21ch., 200ksps - - C8051F314 25 8KB 1280 - 29 UART, SMBus, SPI 4 5 ±2%- -C8051F315 25 8KB 1280 - 25 UART, SMBus, SPI 4 5 ±2%- - C8051F320 25 16KB 2304 - 25 USB 2.0, UART, SMBus, SPI 4 5 ±1.5% 10-bit, 17ch., 200ksps - - C8051F326 25 16KB 1536 - 15 USB 2.0, UART, SMBus, SPI 2 - ±1.5%- - - C8051F327 25 16KB 1536 - 15 USB 2.0, UART, SMBus, SPI 2 - ±1.5%- - - C8051F330 25 8KB 768 - 17 UART, SMBus, SPI 4 3 ±2%10-bit, 16ch., 200ksps - 1 1