单片机第17讲

单片机的引脚原理图及说明HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】一、P0端口的结构及工作原理P0端口8位中的一位结构图见下图：由上图可见，P0端口由锁存器、输入缓冲器、切换开关、一个与非门、一个与门及场效应管驱动电路构成。

再看图的右边，标号为P0.X引脚的图标，也就是说P0.X引脚可以是P0.0到P0.7的任何一位，即在P0口有8个与上图相同的电路组成。

下面，我们先就组成P0口的每个单元部份跟大家介绍一下：先看输入缓冲器：在P0口中，有两个三态的缓冲器，在学数字电路时，我们已知道，三态门有三个状态，即在其的输出端可以是高电平、低电平，同时还有一种就是高阻状态（或称为禁止状态），大家看上图，上面一个是读锁存器的缓冲器，也就是说，要读取D 锁存器输出端Q的数据，那就得使读锁存器的这个缓冲器的三态控制端（上图中标号为‘读锁存器’端）有效。

下面一个是读引脚的缓冲器，要读取P0.X引脚上的数据，也要使标号为‘读引脚’的这个三态缓冲器的控制端有效，引脚上的数据才会传输到我们单片机的内部数据总线上。

D锁存器：构成一个锁存器，通常要用一个时序电路，时序的单元电路在学数字电路时我们已知道，一个触发器可以保存一位的二进制数（即具有保持功能），在51单片机的32根I/O口线中都是用一个D触发器来构成锁存器的。

大家看上图中的D锁存器，D端是数据输入端，CP是控制端（也就是时序控制信号输入端），Q是输出端，Q非是反向输出端。

对于D触发器来讲，当D输入端有一个输入信号，如果这时控制端CP没有信号（也就是时序脉冲没有到来），这时输入端D的数据是无法传输到输出端Q及反向输出端Q非的。

如果时序控制端CP的时序脉冲一旦到了，这时D端输入的数据就会传输到Q及Q非端。

数据传送过来后，当CP时序控制端的时序信号消失了，这时，输出端还会保持着上次输入端D的数据（即把上次的数据锁存起来了）。

单片机解密方法简单介绍下面是单片机解密的常用几种方法,我们做一下简单介绍:1：软解密技术，就是通过软件找出单片机的设计缺陷，将内部OTP/falsh ROM 或eeprom代码读出，但这种方法并不是最理想的，因为他的研究时间太长。

同一系列的单片机都不是颗颗一样。

下面再教你如何破解51单片机。

2：探针技术，和FIB技术解密，是一个很流行的一种方法，但是要一定的成本。

首先将单片机的C onfig.(配置文件)用烧写器保存起来，用在文件做出来后手工补回去之用。

再用硝酸熔去掉封装，在显微镜下用微形探针试探。

得出结果后在显微镜拍成图片用FIB连接或切割加工完成。

也有不用FIB用探针就能用编程器将程序读出。

3：紫外线光技术，是一个非常流行的一种方法，也是最简单的一种时间快、像我们一样只要30至1 20分钟出文件、成本非常低样片成本就行。

首先将单片机的Config.(配置文件)用烧写器保存起来，再用硝酸熔去掉封装，在显微镜下用不透光的物体盖住OTP/falsh ROM 或eeprom处，紫外线照在加密位上10到120分钟，加密位由0变为1就能用编程器将程序读出。

（不过他有个缺陷，不是对每颗OT P/falsh都有效）有了以上的了解解密手段，我们开始从最简的紫外光技术，对付它：EMC单片机用紫外光有那一些问题出现呢？：OTP ROM 的地址(Address:0080H to 008FH) or (Address:0280h to 028FH) 即:EMC的指令的第9位由0变为1。

因为它的加密位在于第9位，所以会影响数据。

说明一下指令格式："0110 bbb rrrrrrr" 这条指令JBC 0x13,2最头痛,2是B，0X13是R。

如果数据由0变为1后："0111 bbb rrrrrrr"变成JBS 0x13,2头痛啊，见议在80H到8FH 和280H到28FH多用这条指令。

51单片机的结构及其组成在前面的五节课当中，我们讲述的都是一些基础概念的知识，从这节开始，我们就正式的切入到我们所在学习的对象--51单片机。

学习单片机的内部结构之前，我们先了解下我们现在正在使用的计算机的几大组成部份：计算机的五个组成部份：运算器：用于实现算术和逻辑运算。

计算机的运算和处理都在这里进行；控制器：是计算机的控制指挥部件，使计算机各部份能自动协调的工作；存储器：用于存放程序和数据；（又分为内存储器和外存储器，内存储器就如我们电脑的硬盘，外存储器就如我们的U盘）输入设备：用于将程序和数据输入到计算机（例如我们电脑的键盘、扫描仪）；输出设备：输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存（例如我们的打印机）。

注：1、通常把运算器和控制器合在一起称为中央处理器（Central Processing Unit）,简称CPU。

2、通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起称之为计算机的外部设备。

上面讲的是我们的个人办公计算机，那么51单片机的内部又有些什么部件组成呢？1、中央处理单元（8位）数据处理、测试位，置位，复位位操作2、只读存储器（4KB或8KB）永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM3、随机存取内存（128B、128B SFR）在程序运行时存储工作变量和资料4、并行输入/输出口（I / O）（32条）作系统总线、扩展外存、I / O接口芯片5、串行输入/输出口（2条）串行通信、扩展I / O接口芯片6、定时/计数器（16位、加1计数）计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与CPU之间独立工作7、时钟电路内振、外振。

8、中断系统五源中断、2级优先。

结构特点：MCS-51系列单片机为哈佛结构（而非普林斯顿结构）1）内ROM：4KB2）内RAM：128B3）外ROM：64KB4）外RAM：64KB5）I / O线： 32根（4埠，每埠8根）6）定时/计数器：2个16位可编程定时/计数器7）串行口：全双工，2 根8）寄存器区：工作寄存器区、在内128B RAM中，分4个区，9）中断源：5源中断，2级优先10）堆栈：最深128B11）布尔处理机：位处理机，某位单独处理12）指令系统：五大类，111条上图就是我们要研究学习的对象，51单片机摧部结构图了。

单片机原理及应用讲的什么简介单片机，也称为微控制器，是一种集成了处理器核、存储器和各种输入/输出设备的微型计算机系统。

单片机在现代电子产品中发挥着重要的作用，广泛应用于工业控制、家用电器、汽车电子、通信设备等领域。

那么，单片机原理及应用主要讲解了什么内容呢？单片机原理1.单片机结构：单片机由中央处理器、存储器和输入/输出设备等组成。

中央处理器负责主要的计算和控制任务，存储器用于存储程序和数据，输入/输出设备用于与外部环境进行信息交互。

2.单片机指令集：单片机通过一组指令来实现各种功能，指令集包括算术运算、逻辑运算、数据传输、控制流程等操作。

掌握单片机的指令集是理解单片机原理的关键。

3.中断和定时器：中断用于处理紧急事件或按键输入等外部触发的事件，定时器用于生成精确的时间延迟。

中断和定时器功能使单片机能够在复杂的环境中高效地完成任务。

4.串行通信：单片机通过串行通信接口与其他设备进行数据交换，常见的串行通信协议包括SPI、I2C和UART等。

掌握串行通信原理可以实现单片机与外部设备的数据传输。

单片机应用单片机在各个领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.工业控制：单片机通常用于工业自动化领域，用于控制各种工业设备，包括机器人、传感器、驱动器等。

单片机的高性能和可编程性使其在工业控制中得到广泛应用。

•工作流程自动化：通过编程实现工业生产线上的自动化流程控制，提高生产效率和质量。

•数据采集和处理：通过连接传感器和执行器，实现对各种数据的采集和处理，用于分析和优化生产过程。

2.家用电器：单片机在家用电器中的应用也非常广泛，可以实现各种功能的控制与管理。

•温度控制：通过连接温度传感器，实现对冰箱、空调等家用电器的温度控制，提供更加舒适的生活环境。

•定时功能：通过定时器功能，实现对洗衣机、烤箱等家用电器的定时开关，方便用户的生活。

3.汽车电子：单片机在汽车电子领域的应用不断增加，用于实现各种功能的控制和监测。

第一章、绪论单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。

单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；结构灵活,应用广泛。

单片机发展趋势：数据位长1——>4——〉8-->16--〉32位；CPU处理能力和速度不断提高；增大片内RAM和ROM容量；增加片内I/O口和功能模块种类和数量；扩大对外部RAM/IO 口和程序存储器寻址能力；缩小体积，降低功耗。

单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。

软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识.应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。

要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。

应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。

第三章：MCS—51单片机结构与原理3。

1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构51单片机的引脚定义：P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD(后备电源引入端）；EA (读内/外ROM控制）/Vpp(编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG(编程脉冲)；PSEN （外部ROM读选通信号)；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）Vcc （+5v电源）；Vss （地)逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）51单片机基本组成：一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口;一个串行端口，用于数据的串行通信;中断控制系统;内部时钟电路。

MCS-51单片机的CPU：运算器:由8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器ACC（Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。

第一讲思考题与作业思考：1.什么是单片机？主要用途是什么？列举你所知道的单片机？答：随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片及其外围芯片的集成度越来越高，已经可以将CPU和外围芯片，如程序存储器、数据储存器、并行、串行I/O口、定时器/计数器、中断控制器及其他控制部件集成在一个芯片之中，制成单片机。

单片机（Single－Chip Computer 缩写SCC）是发展初期由结构命名的，它从构成的侧面强调在单芯片上集成了必备成分的小计算机；微控制器（Microcontroller）是当前由功能命名的，是因为用计算机的逻辑功能解决简单的控制问题比以往来得更容易，而且应用也更广泛；嵌入式系统SoC（System on Chip或Embedded System ）是当前又由结构命名。

嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。

2. 51核单片机是否代表当前先进水平的单片机？51核单片机不是代表当前先进水平的单片机，它是目前在中国大陆最流行的单片机系列。

作业：1-1、51-1.说明MCS-51有哪些产品，它们有何区别？答：MCS-51是Intel公司1980年开始推出的系列产品，主要有8031、8051、8751；8032、8052、8752；80C31、80C51和87C51。

它们的区别是末尾是“1”的，内部ROM（如果有的话）4K字节，内部RAM128字节，有T0、T1两个计数器。

末尾是“2”的，内部ROM（如果有的话）8K字节，内部RAM256字节，有T0、T1和T2三个计数器。

倒数第二位是“5”的有内部ROM，是“3”的无内部ROM。

第二位是“7”的内部是EPROM，是“0”的ROM必须有厂家才能一次性写入代码。

是“0”的ROM必须有厂家才能一次性写入代码。

至于其它厂家生产的51增强核系列是MCS-51的扩充，一般不再称为MCS-51。