2.4-2.5 MCS-51系列单片机引脚及功能、基本时序和复位电路（课件）-《单片机技术与应用》(高教版第二版) 同步精品课堂

单片机技术与应用 -第9课时- 高教版第二版 MCS-51系列单片机引脚及功能、基本时序和复位电路 教学目标 了解 MCS - 51 系列单片机引脚的分布和功能 掌握单片机基本时序的相关概念和周期关系 理解单片机复位电路的工作原理和实现方式 教学重难点 振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期的概念和关系 不同控制信号引脚在不同场景下的功能应用 理解单片机基本时序对内部工作协调的影响 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 在单片机的应用中，引脚是与外部设备连接的桥梁，时序是内部工作协调的基础，复位电路则是保证单片机正常启动和运行的关键。 MCS - 51 系列单片机的引脚有哪些？它们的功能是什么？ 单片机的时序是如何定义的？复位电路又是怎样工作的？ 让我们一起开启单片机的学习之旅。 新知讲授 MCS - 51 系列单片机引脚概述 MCS - 51 系列单片机引脚大多采用双列直插封装形式，共有 40 个引脚，包括电源引脚、并行 I/O 口引脚、时钟引脚和控制信号引脚。 MCS-51系列单片机引脚及功能 新知讲授 电源引脚 ① 40 脚 Vcc 为电源引脚，接 + 5V 电源。 ② 20 脚 GND 为接地引脚。 MCS-51系列单片机引脚及功能 时钟引脚 18 脚、19 脚：XTAL1、XTAL2，接外部石英晶体振荡器，也可引入外部时钟。 新知讲授 并行 I/O 口引脚 ① 32 脚 - 39 脚：P0 口（P0.0 - P0.7） ② 1 脚 - 8 脚：P1 口（P1.0 - P1.7） ③ 21 脚 - 28 脚：P2 口（P2.0 - P2.7） ④ 10 脚 - 17 脚：P3 口（P3.0 - P3.7） MCS-51系列单片机引脚及功能 新知讲授 控制信号引脚 - 9 脚 该引脚有两个功能，一是复位信号引脚 RST；二是备用电源引脚 VPD，一旦 Vcc 电位突然下降或断电，可保护片内 RAM 中的信息不被丢失，使复电后能正常工作。 MCS-51系列单片机引脚及功能 新知讲授 控制信号引脚 - 29 脚 PSEN 为外部程序存储器的读选通信号。 MCS-51系列单片机引脚及功能 制信号引脚 - 31 脚 该引脚有两个功能，EA 是外部程序存储器访问允许信号，EA = 1，访问内部程序存储器；EA = 0，访问外部程序存储器。Vpp 用于输入编程电压。 新知讲授 控制信号引脚 - 30 脚 该引脚有两个功能，ALE 为地址锁存允许信号；对于 EPROM 型单片机，PROG 在 EPROM 编程时用于输入编程脉冲。 MCS-51系列单片机引脚及功能 新知讲授 单片机基本时序 - 相关术语 振荡周期（P）：为单片机提供定时信号的振荡源的周期，是振荡器 OSC 振荡频率的倒数。 状态周期（S）：是振荡周期的 2 倍，前半周期为 P1，后半周期为 P2。 机器周期：MCS - 51 系列单片机的 1 个机器周期等于 6 个状态周期（即 12 个振荡周期），依次表示为 S1 - S6。 指令周期：CPU 执行一条指令所用的时间，以机器周期为单位。 单片机基本时序 新知讲授 1个机器周期=6个状态周期=12个振荡周期 单片机基本时序 单片机基本时序 - 周期关系 MCS-51 系列单片机的几种典型指令 (1) 单字节单周期指令 单字节单周期指令的指令长度为一个字节，即占用一个内存单元； 指令的执行时间为一个 机器周期，即该指令的指令周期为一个机器周期。 新知讲授 单片机基本时序 MCS-51 系列单片机的几种典型指令 (2) 双字节单周期指令 双字节单周期指令的指令长度为两个字节，即占用两个内存单元； 指令的执行时间为一个 机器周期，即该指令的指令周期为一个机器周期。 (3) 单字节双周期指令 单字节双周期指令的指令长度为一个字节，即占用一个内存单元； 指令的执行时间为两个 机器周期，即该指令的指令周期为两个机器周期。 新知讲授 单片机基本时序 MCS-51 系列单片机的单片机的基本时序关系如图所示 新知讲授 复位 - 概述 是单片机的初始化操作，以便使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的状态，并从这个状态开始工作。当单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死锁存时，也可按复位键重新启动。 单片机复位的条件 使单片机的RST端（引脚9的RESET端）加上持续两个机器周期的高电平。例如，若时钟频率为12MHz，每机器周期为1ms，则只需在RST引脚出现2ms以上时间的高电平，就可以使单片机复位。 单片机复位电路 新知讲授 单片机复位电路 - 概述 复位是单片机的一种重要工作方式，是进入工作状态的初始化操作。 MCS - 51 系列单片机是高电平复位，在时钟电路工作后，必须在 RST 脚（9 脚）至少维持两个机器周期以上的高电平。 单片机复位电路 - 复位方式 1.上电复位：上电瞬间，电容两端电压不能突变，RST 脚为高电平，随着充电 RST 脚电位下降，只要高电平保持两个以上机器周期，单片机复位，又称自动复位。 2. 按键复位：按下按键，RST 为高电平，复位有效，又称手动复位。 单片机复位电路 新知讲授 单片机复位电路 - 上电复位电路 （a）如图所示为上电复位电路，它是利用电容充电来实现的。在通电瞬间，RESET端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RESET的电位逐渐下降。只要保证RESET为高电平的时间大于两个机器周期，就能正常复位。 单片机复位电路 新知讲授 单片机复位电路 - 按键复位电路 （a）如图所示为按键复位电路，需复位时，按下RESET键，此时电源VCC经电阻R1、R2分压，在RESET端产生一个复位高电平使单片机复位。 单片机复位电路 新知讲授 单片机复位后特殊功能寄存器的初始状态 单片机复位电路 寄存器 状态 寄存器 状态 ACC 00H TL0 00H PC 0000H TCON 00H PSW 00H TH0 00H SP 07H TL1 00H DPTR 0000H TH1 00H IP xxx00000B SBUF 不定 IE 0xx00000B TMOD 00H P0 - P3 0FFH B 00H 随堂检测1 MCS - 51 系列单片机的电源引脚是哪两个？ 答案：40 脚 Vcc 为电源引脚，接 + 5V 电源；20 脚 GND 为接地引脚。 简述振荡周期、状态周期和机器周期的关系。 答案：振荡周期是为单片机提供定时信号的振荡源的周期，状态周期是振荡周期的 2 倍，MCS - 51 系列单片机的 1 个机器周期等于 6 个状态周期（即 12 个振荡周期）。 练一练 随堂检测2 31 脚的功能是什么？ 答案：该引脚有两个功能，EA 是外部程序存储器访问允许信号，EA = 1，访问内部程序存储器；EA = 0，访问外部程序存储器。Vpp 用于输入编程电压。 MCS - 51 系列单片机复位通常采用哪两种方式？ 答案：通常采用上电复位和按键复位两种方式。上电复位是上电瞬间利用电容特性使 RST 脚为高电平实现复位，又称自动复位；按键复位是按下按键使 RST 为高电平实现复位，又称手动复位。 练一练 随堂检测3 单字节双周期指令的特点是什么？ 答案：单字节双周期指令的指令长度为一个字节，即占用一个内存单元；指令的执行时间为两个机器周期，即该指令的指令周期为两个机器周期。 单片机复位后，累加器 ACC 的初始状态是什么？ 答案：单片机复位后，累加器 ACC 的初始状态是 00H。 练一练 师生互动 1 假如要设计一个基于 MCS - 51 系列单片机的智能温湿度监测系统，在硬件设计中如何合理使用单片机的引脚？在软件编程中如何考虑单片机的基本时序和复位情况？请各小组讨论并给出具体方案。 课题小结 1. MCS - 51 系列单片机引脚 MCS-51系列单片机引脚及功能、基本时序和复位电路 2. 单片机基本时序 振荡周期 状态周期 机器周期 指令周期 电源引脚 并行 I/O 口引脚 时钟引脚 控制信号引脚 复位方式 复位后特殊功能寄存器的初始状态 3. 单片机复位电路 谢谢观看 THANKS UTC 2025-09-04 12:16:36 Lavf58.76.100 $