1、4. 借助单片机开发工具软件（如： STC_ISP下载软件）读写设备将仿真中调试好的 .hex程序拷到单片机的程序存储器里面。5.根据设计实物搭建单片机系统。2.1MCS-51单片机的组成：（有两个定时器）CPU（进行运算、控制卜RAM（数据存储器）、ROM（程序存储器）、I/O 口（串口、并口）、内 部总线 和中断系统等。工作过程框图如下：组成：8位算术逻辑运算单元 ALU8位寄存器B、程序状态字寄存器TMP2 等。功能：完成算术运算和逻辑运算控制器程序计数器 PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针 DPTR、 定时控制逻辑和振荡器 OSC等电路。CPU根据PC中的地址
2、将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在 IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时控制逻辑在 OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。2.2存储器MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器 ，又有片内和片外之分。（1）程序存储器HFFFHOFFf II内部UFPFH外部程序存储魁（你三til）OOOOII届=0）町字牡Jilt 亦叩位；3址（2）数据存储器一般将随机存储器（可分为片内和片外两部分。片外 访问。片内 RAMRAM ）可寻址空间为64KB 。 MCS-51数据存储器128B （007FH）如图所示。2.3定时器/计数器用做数据存储器。RA
3、M :最大范围：0000H FFFFH , 64KB ;用指令 MOVX:00HFFH , 256B ;用指令 MOV访问。又分为两部分：低 为真正的 RAM区，高128B （ 80FFH）为特殊功能寄存器（SFR）区。（TLO, THO, TL1 禾R TH1 ）1000H外部 税序 存储器4殂述川寄存 刚代予也町柞： hamWH量邯可伦；7111: 处怔亍字节64KB，用于存放用户程序、ROM型（如8031）和内部引脚有区别。程序存储器结构如图所示：一般将只读存储器（ROM ）用做程序存储器。可寻址空间为 数据和表格等信息。MCS-51单片机按程序存储器可分为内部无 有ROM型（如8051
4、 ）两种，Ea连接时MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1 ,它们由4个8位寄存器（TL0, TH0, TL1和TH1 ）组成，2个16位定时器/计数器是完全独立的。可以单独对这 4个寄存器进行 寻址，但不能把 T0和T1当做16位寄存器来使用。T0和T1的计数脉T1的计数脉冲可以从TMOD和定时器控制8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器，均为二进制加1计数器，分别命名为 T0 和T1。T0和T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器模式下， 冲可以由单片机时钟脉冲经 12分频后提供。在计数器模式下， T0和P3.4和P3.5引脚上输入。对T0和T1的控制由定
5、时器方式选择寄存器 寄存器TCON完成2.4中断系统,并在服务完后中断：指CPU暂停原程序执行，转而为外部设备服务（执行中断服务程序）返回到原程序执行的过程。中断系统：指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路。中断源：指能产生中断请求信号的源泉。8051可处理5个中断源（2个外部，3个内部）发出的中断请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以从 P 3.2, 边沿两种触发方式；内部中断源有 的中断系统主要由中断允许控制器2.5MCS-51单片机外部引脚卩卩 P _r P PHPRST/Vpci RXD.P3.t rXB PJ ITOTl P3 JT0/P3 4TI/PJ 5WIVP3.
6、6P3 7X7AJ.2X I AL 1GNDL 匚 匚 匚C CC 匚OQR7ft5432lwy8765432 -T 3 3 3 3 3 _3 3 3 3 m 二二 22 2 2V（ c mo/Aix）PO l/ADlPO 27ADZPO 3/AD3PO 4/AlM PO.刃 AU5PO.77AD7EA/VpE ALL/PFRGPSE-N7/A I 5P2.6/AH P2 5/A 13P2.3/AI IP2.2/AK）P2.I/A9P2.O7AX（1右 t c =H引ftsr9RsrWI上电自动鼬蛾电源线GND :接地引脚20。VCC :2.6MCS-51单片机的工作方式：MCS-51系列单片
7、机的工作方式可分为 护方式、节电工作方式和正电源引脚40。接+ 5V电源复位方式、程序执行方式、单片执行方式、掉电保 EPROM编程/校验方式。/按键手动复位，如图所示。程序执行方式是单片机基本工作方式，可分为连续执行工作方式和单步执行工作方式。节电工作方式是一种低功耗的工作方式，可分为空闲（等待）方式和掉电（停机）方式。是 针对CHMOS类芯片而设计的，HMOS型单片机不能工作在节电方式，但它有一种掉电保 护功能。1. HMOS单片机的掉电保护当VCC突然掉电时，单片机通过中断将必须保护的数据送入内部 VPD可以维持内部RAM中的数据不丢失。2. CHMOS单片机的节电方式CHMOS型单片机
8、是一种低功耗器件，正常工作时电流为 1122mA，空闲状态时为1.75mA，掉电方式为 550 A。因此，CHMOS型单片机特别适用于低功耗应用场合， 它的空闲方式和掉电方式都是由电源控制寄存器 PCON中相应的位来控制。3. 空闲工作方式：将IDL位置为1 （用指令MOV PCON, #01H ）,则进入空闲工作方式， 其内部控制电路如右图所示。此时，复位电路有两种：上电自动复位和上电RAM，备用电源CPU进入空闲待机状态，中断系统、串行口、定时器 /计数器，仍有时钟信号，仍继续工作。退出空闲状态有两种方法：一是中断退出，二是硬件 复位退出。4.掉电工作方式：将PD置为1 （用指令MOV P
9、CON, #02H），可使单片机进入掉电工作方式。此时振荡器停振，只有片内的 RAM和SFR中的数据保持不变，而包括中断系统在内的全部电路都将处于停止工作状态。退出掉电工作方式，只能采用硬件复位的方法。欲使8051从掉电方式退出后继续执行掉电前的程序， 则必须在掉电前预先把 SFR中的内容保存到片内RAM中，并在掉电方式退出后恢复 SFR掉电前的内容。2.7单片机的时序1HrP3.3 （即 INT0和 INT1 ）引脚上输入，有电平或3个，2个定时器/计数器中断源和1个串行口中断源。8051 IE和中断优先级控制器IP等电路组成。8051单片机有40个引脚，分为端口线、电源线和控制线三类。时序
10、：CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序称为时序。时序是用定时单位来描述的， MCS-51的时序单位有四个，分别是时钟周期（节拍） 、状态、机器周期和指令周期。MCS-51的时序单位：1.时钟周期：又称为振荡周期、节拍（用P表示），定义为单片机提供时钟信号的振荡源 （OSC）的周期。它是时序中的最小单位。2.状态（用S表示）：单片机振荡脉冲经过二分频后即得到整个单片机工作系统的状态。一P2。个状态有两个节拍，前半周期对应的节拍定义为 P1,后半周期对应的节拍定义为3.机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。 MCS-51中规定一个机器周期包含12个时钟周期，即有 6个状态，分
11、别表示为 S1S6。若晶振为6MHz，则机器 周期为2卩S,若晶振为12MHz，则机器周期为1卩So4.指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期。它是时序中的最大单位。一个指令周期通常含有14个机器周期。指令所包含的机器周期数决定了指令的运算速度，机器 周期数越少的指令，其执行速度越快。 以机器周期为单位，指令可分为单周期、双周期和四周期指令。3.1单片机系统的工程设计 设计要求：一、 可靠性和稳定性是衡量单片机系统工程设计指标。提高系统可靠性的几种基本方法包括： 1系统采用双机系统 2.采用集散式控制系统 3.进行软硬件滤波：几种常用的数字滤波方法包括： （1）中值滤波 算术平均值滤波
12、 （3）防脉冲干扰平均值滤波4.提高元器件的可靠性 5.提高印制电路板的质量：设计是布线及接地要合理 6.对供电电源采用抗干扰措施 7.加强输入输出通道的抗干扰性二、 系统自诊断功能当系统正常运行的时候，定时对各工作模块进行监控，并对外界的情况作出快速应变处理。 应能自己及时切换到后备装置投入运行或及时发出信号，以便手动操作。三、 操作维修方便尽量降低对操作人员的专业知识要求，于，控制开关尽量少， 操作顺序简便，数据输入与输出显示采用十进制表示，能有效地定位故障，以便进行维修和系统的推广。四、 性能/价格比设计的时候尽量考虑花钱少，能用软件实现的应该采用软件实现。 设计方法：-提高工作一、 总体设计：1.掌握工作原理 2.机器和元器件的选择 3.软硬件功能的划分：硬 速度，减少工作量，花钱多；软 -花钱少，增加软件复杂性，降低系统工作速度二、 硬件设计任务1.掌握工作原理三、 软件设计1.系统定义2.软件结构3.程序设计4.1模拟量输入通道的一般组成/数转换器模拟量输入通道一般由信号预处理、多路转换器、前置放大器、采样保持器、模PC总 线r&r 变送器3 过程参数4.2A / D转换器及技术指标：A/D转换器的作用是将模拟量转换为数字量， 通道的核心部件，是模拟系统和计算机之间的接口。分辨率：通常用数字量的
