第六章单片机系统扩展
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《单片机应用系统设计》课程教学大纲一、本课程的地位、作用和任务本课程是在学生学完电子技术类基础课程和微机应用类基础课程之后,为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现电子技术、计算机技术综合应用的综合性课程。
本课程的任务是使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能,掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法,并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。
初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
二、理论教学内容绪论单片机概述0.1 引言0.2 单片机的特点0.3 单片机的发展0.4 MCS-51单片机系列简介第一章MCS–51单片机的结构和原理1. 1 单片机的内部结构1. 2 MCS–51的外部引脚及功能1. 3 MCS–51的存储器配置1. 4 并行输入/输出接口电路1. 5 时钟电路与时序1. 6 MCS –51最小系统设计第二章MCS-51的指令系统2.1 MCS-51指令系统概述2.2 数据传送类指令2.3 算术运算类指令2.4逻辑运算及移位类指令2.5 控制转移类指令2.6 布尔变量操作类指令第三章汇编语言程序设计3.1 汇编语言源程序的格式3.2 伪指令3.3 汇编语言程序举例第四章MCS—51的中断与定时4.1 MCS—51单片机的中断系统4.2 MCS–51的定时/计数器第五章存储器扩展技术5.1 概述5.2 程序存储器的扩展5.3 数据存储器的扩展5.4 PROME2及其扩展第六章I/O扩展技术6.1 I/O接口概述6.2 MCS-51并行I/O口的直接使用6.3 简单I/O扩展6.4 8255并行I/O口6.5 8155简介第七章键盘/显示器扩展技术7.1 单片机应用系统中的人机通道7.2 键盘及其接口7. 3 显示器及接口7.4 专用的8279键盘/显示器接口第八章模拟量输入/输出通道8.1 模拟量输入通道8.2 模拟量输出通道第九章MCS-51的串行通信9.1 串行通信基础9.2 串行接口的构成与工作方式9.3 串行口的典型应用9.4 单片机的多机通信9.5 RS-232C串行总线第十章应用程序设计技术10.1 智能仪表的一般结构10.2 单片机应用系统设计举例第十一章高性能单片机PIC16F8XX介绍11.1 PIC16F87X的特点11.2 PIC16F87X的结构与配置11.3 PIC16F87X的功能部件11.4 PIC16F87X的应用举例三、实践教学的内容和要求实验一联机仿真操作练习实验目的:进一步掌握开发工具的应用实验内容:学习PC机与开发机联机仿真的操作方法实验二指令系统和编程练习实验目的:掌握8051单片机常用指令的使用和编程实验内容:用8051单片机的常见指令编写简单的多字节加减法程序。
单片机系统扩展技术1. 引言单片机是一种集成了处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。
单片机系统的应用范围广泛,涵盖了从工业自动化到家电控制等多个领域。
然而,随着应用需求的不断增加,单片机系统的功能往往面临着限制。
为了满足更高的要求,需要使用扩展技术来增强单片机系统的功能。
本文将介绍一些常见的单片机系统扩展技术。
2. 外部存储器扩展技术在某些应用场景中,单片机的内部存储器容量可能不足以存储所有的数据和程序。
这时可以通过外部存储器扩展技术来扩大系统的存储容量。
常见的外部存储器包括SD卡、EEPROM和闪存等。
2.1 SD卡扩展SD卡是一种常用的便携式存储介质,具有容量大、速度快和易于移植的特点。
通过使用SD卡模块,可以将SD卡连接到单片机系统中,并使用相应的驱动程序实现对SD卡的读写操作。
这样可以使单片机系统具备更大的存储容量,以便存储更多的数据和程序。
2.2 EEPROM扩展EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)是一种可擦写的非易失性存储器。
通过使用外部连接的EEPROM芯片,可以在单片机系统中实现额外的存储容量。
EEPROM的读写速度相对较慢,但具有较高的可擦写次数和较低的功耗,适合存储一些需要长期保存的数据。
2.3 闪存扩展闪存是一种常见的存储介质,具有容量大、读写速度快和抗震动的特点。
通过使用外部连接的闪存芯片,可以在单片机系统中实现更大的存储容量。
闪存的读写速度相对较快,适合存储需要频繁读写的数据和程序。
3. 通信接口扩展技术在一些应用中,单片机系统需要与外部设备进行通信,例如传感器、执行器和其他单片机等。
为了实现与这些外部设备的通信,可以通过扩展通信接口来满足需求。
3.1 UART扩展UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是一种常见的串行通信接口。
第三章习题解答4.在8051片内RAM中,已知(30H)=38H,(38H)=40H,(40H)=48H,(48H)=90H,试分析下段程序中各条指令的作用,说出按顺序执行完指令后的结果:MOV A.40H ;(A)=48HMOV R1,A ;(R1)=48HMOV P1,#0FOH ;(P1)=F0HM0V @R1,30H ;(48H)=38HMOV DPTR,#1234H ;(DPTR)=1234HMOV 40H,38H ;(40H)=40HMOV R1,30H ;(R1)= 38HMOV 90H,R1 ;(90H)= 38H ,P1的地址为90HMOV 48H,#30H ;(48H)= 30HMOV A,@R1 ; (A)= 40HMOV P2,P1 ; (P2)= 38H F0H错误8.试编程将片外数据存储器80H单元的内容送到片内RAM的2BH单元。
MOV DPTR, #0080H 或:MOV R0, #80HMOVX A, @DPTR MOV P2,#00HMOV 2BH, A MOVX A, @R0MOV 2BH, A10.试编程将片内RAM20H单元中的两个BCD数拆开,并变成相应的ASCII码存入片内RAM 21H和22H单元。
MOV A, 20H ;20H的内容不变ANL A,#0F0HSWAP A ;4次移位 RR A 也可以ADD A,#30HMOV 21H, AMOV A, 20HANL A,#0FHADD A,#30HMOV 22H, A12.试分析以下两段程序中各条指令的作用,程序执行完后转向何处?(1) MOV P1,#0CAH ;(P1)= 11001010MOV A,#56H ;(A)= 01010110JB P1.2,L1JNB ACC.3,L2 ;转向L2L1:…L2:…(2)MOV A,#43H ;(A)=01000011JBC ACC.2,L2JBC ACC.6,L2 ;转向L2L1:…L2:…18.分析下列程序执行后,(SP)的值。
6.4 单片机系统扩展总线1. MCS-51单片机扩展结构特点扩展都是通过接口来扩展,需要注意I/O口的结构特点。
⑴ I/O口的复用和多用① I/O口的复用:由于受到引脚数限制,P0口复用,既作低8位地址线,又作数据线,但分时使用,用ALE信号锁存切换。
② I/O口的多用:P3口可作通用I/O口,在扩展时,具有“第二功能”。
P3.0 RXD P3.2 INT0 P3.4 T0 P3.6 WRP3.1 TXD P3.3 INT1 P3.5 T1 P3.7 RD⑵产生接口控制信号的指令MCS-51无I/O专用指令,把I/O寄存器看成存储器的一部分,所以对I/O 寄存器的操作都用数据传输指令。
①输入指令MOV A,P1MOV @Ri,P1 MOV Rn,P1 MOV direct,P1MOVX A,@RiMOVX A,@DPTR②输出指令MOV P1,AMOV P1,@Ri MOV P1,Rn MOV P1,directMOVX @Ri,AMOVX @DPTR,A2. 扩展总线由于数据线与低8位地址线复用P0口,为了把它们分离与片外芯片相连,通常要加锁存器才能构成总线结构。
6.5 存储器扩展1. EPROM扩展(1) 程序存储器有独立的地址空间(0000H~FFFFH),可寻址范围64 kB。
程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线(2) 对片内有ROM/EPROM 的单片机,片内ROM 与片外ROM采用相同的操作指令,片内与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现,即由EA的高低电平来选择。
(3) 虽然程序存储器与数据存储器地址重叠,但不会发生冲突。
因为程序存储器使用单独的控制信号和指令,用PSEN作为读操作信号,读取数据用MOVC查表指令。
而读取数据存储器用RD信号和MOVX指令,(4) 随着大规模集成电路的发展,单片程序存储器的容量越来越大,构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少,因此地址选择大多采用线选法,而不用地址译码法。