C51单片机教案续表快闪程序存数据存寻址范围寻址范围井行1/0串行定时器/工作频率型号中断源储器（KB)接口线储器(B)ROM(KB)RAM(KB)UART计数器(MHz)256.646432I3 ×160~24AT89LV52664441531X16110~24AT89C1051641552×16AT89C1051U14410~244X2×16212815150~24AT89C20514128441552X160~24AT89C40512025664643263X160~331AT89C557122566464323X160~33AT89S53190256646432173X160~33AT89S82526464901283252×160~24AT88SC54C1采用了快闪存储器(FlashMemory)的AT89系列单片机，不但具有一般MCS-51系列单片机的基本特性（如指令系统兼容，芯片引脚分布相同等），而且还具有以下一些独特的优点。(1)片内程序存储器为电擦写型ROM(可重复编程的快闪存储器)。整体擦除时间仅为10ms，可写入/擦除1000次以上，数据保存10年以上。(2)两种可选编程模式，即可以用12V电压编程，也可以用VCC电压编程。(3）宽工作电压范围，VCC为2.76V。（4)全静态工作，工作频率范围为0～24MHz，频率范围宽，便于系统功耗控制。（5）3层可编程的程序存储器上锁加密，使程序和系统更加难以仿制。总之，AT89系列单片机与MCS-51系列单片机相比，前者和后者有兼容性，但前者的性能价格比等指标更为优越。/！友情提醴：初学单片机时总觉得这也不清楚那也不明白，学了半天还是一头雾水，这一是与现行的教材只讲理论，理论与实验脱离有关，二是对单片机的整个开发过程不知有关。实际上学习单片机要换一种思路来学，单片机的有些知识你不要问为什么，你照着做就行了。例如：对于每条指令你能间为什么这样吗？不能，这是设计工程师设计时设计的。要知道单片机种类很多，但不管哪种单片机，厂家都要配套提供编程器（固化程序）、硬件仿真器、开发软件（编译软件）、指令系统，芯片使用说明书，没有这些你很难进行二次开发，除非你是绝对高手，破解芯片。知道了这些，就懂得了我们所做的工作就是按厂家提供的方法怎样使用好这个芯片、设计好你所需要的电路、按产品所要实现的功能编好程序。步骤三课堂小结单片机是微型计算机的一个分支，由硬件系统和软件系统构成。单片机是将CPU、存储器（RAM和ROM)、定时器/计数器以及I/O接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计6
C51 单片机教案 6 采用了快闪存储器(Flash Memory)的 AT89 系列单片机，不但具有一般 MCS-51 系列单 片机的基本特性(如指令系统兼容，芯片引脚分布相同等)，而且还具有以下一些独特的优 点。 (1)片内程序存储器为电擦写型 ROM(可重复编程的快闪存储器)。整体擦除时间仅为 10ms， 可写入/擦除 1000 次以上，数据保存 10 年以上。 (2)两种可选编程模式，即可以用 12V 电压编程，也可以用 VCC 电压编程。 (3)宽工作电压范围，VCC 为 2.7～6V。 (4)全静态工作，工作频率范围为 0～24MHz，频率范围宽，便于系统功耗控制。 (5)3 层可编程的程序存储器上锁加密，使程序和系统更加难以仿制。 总之，AT89 系列单片机与 MCS-51 系列单片机相比，前者和后者有兼容性，但前者的 性能价格比等指标更为优越。 ！！友情提醒： 初学单片机时总觉得这也不清楚那也不明白，学了半天还是一头雾水，这一是与现行 的教材只讲理论，理论与实验脱离有关，二是对单片机的整个开发过程不知有关。实际上 学习单片机要换一种思路来学，单片机的有些知识你不要问为什么，你照着做就行了。例 如：对于每条指令你能问为什么这样吗？不能，这是设计工程师设计时设计的。 要知道单片机种类很多，但不管哪种单片机，厂家都要配套提供编程器（固化程序）、 硬件仿真器、开发软件（编译软件）、指令系统，芯片使用说明书，没有这些你很难进行二 次开发，除非你是绝对高手，破解芯片。知道了这些，就懂得了我们所做的工作就是按厂 家提供的方法怎样使用好这个芯片、设计好你所需要的电路、按产品所要实现的功能编好 程序。 步骤三 课堂小结 单片机是微型计算机的一个分支，由硬件系统和软件系统构成。单片机是将 CPU、存 储器(RAM 和 ROM)、定时器/计数器以及 I/O 接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计
C51单片机教案算机。它具有功能强、体积小、抗干扰能力强、性价比高等特点，可作为常规器件应用于各种智能化系统中。单片机与一般的微型计算机相比，在硬件结构和指令设置上有以下主要特点。(1)大多数单片机采用哈佛(Harvard)结构体系，存储器ROM和RAM是严格区分、相互独立的。小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度，同时程序在只读存储器ROM中运行，不易受外界侵害，可靠性高。(2)I/O引脚通常是多功能的。(3)有面向控制的指令系统，如丰富的转移指令、I/O接口的逻辑操作以及位处理指令等。使单片机具有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。(4)外部扩展能力强。如扩展存储器、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等，可与许多通用的微机接口芯片兼容，系统设计方便灵活。步骤四布置作业课外指导及作业：备注采用现场软件教学方式：讲授、上机各半，边讲边练7
C51 单片机教案 7 算机。它具有功能强、体积小、抗干扰能力强、性价比高等特点，可作为常规器件应用于 各种智能化系统中。 单片机与一般的微型计算机相比，在硬件结构和指令设置上有以下主要特点。 (1)大多数单片机采用哈佛(Harvard)结构体系，存储器 ROM 和 RAM 是严格区分、相 互独立的。小容量的数据存储器能以高速 RAM 形式集成在单片机内，以加速单片机的执 行速度，同时程序在只读存储器 ROM 中运行，不易受外界侵害，可靠性高。 (2)I/O 引脚通常是多功能的。 (3)有面向控制的指令系统，如丰富的转移指令、I/O 接口的逻辑操作以及位处理指令 等。使单片机具有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。 (4)外部扩展能力强。如扩展存储器、I/O 接口、定时器/计数器、中断系统等，可与许 多通用的微机接口芯片兼容，系统设计方便灵活。 步骤四 布置作业 课外指导 及作业： 备注 采用现场软件教学方式；讲授、上机各半，边讲边练
C51单片机教案第2讲MCS-51系列单片机的内部结构授课序号：2班级授课日期第2周第2讲MCS-51系列单片机的内部结构课题名称MCS-51系列单片机的内部结构和引脚说授课时数授课内容4明教学目标与本章主要介绍MCS-51系列单片机芯片内的硬件结构、性能特性目的要求教学重点重点要求掌握MCS-51型单片机的内部结构框图以及8051内部组成部件难点及突破难点的通过多媒体，结合有关的图形加以讲解办法讲授教学过程及时间分配：教具：教学环节1.组织教学2分钟1、多媒体教室，U盘时间分配2.讲授内容83分钟2、讲义与实验指导、教材类型：3.课堂小结5分钟3、教学系统5.实验90分钟授课主要内容和实施步骤复习：以提问的形式复习上一次课的主要内容步骤一：新课引入MCS-51系列单片机产品有8051，8031，8751，80C51，80C31，89C51等型号（前三种为CMOS芯片，后两种为CHMOS芯片）。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上有所不同。8051内部设有4K字节的掩模ROM程序存储器，8031片内没有程序存储器，而8751是将8051片内的ROM换成EPROM。89C51将EPROM改成了4K的闪速存储器，可擦写1万次以上不坏，本章将对8051单片机的结构作一介绍。步骤二：新课讲解一、MCS-51型单片机的内部结构框图8051单片机片内集成了中央处理器（CPU)、4KB程序存储器（ROM）、128B数据存储器(RAM)、128B特殊功能寄存器（SFR）、2个16位的定时器/计数器（TO和T1)、4个8位的并行I/O端口(PO、P1、P2、P3）、1个串行口、中断系统等。它们是通过片内单一总线连接起来的。如图所示为8051单片机功能方框图。8
C51 单片机教案 8 第 2 讲 MCS-51 系列单片机的内部结构 授课序号：2 授课日期 第 2 周 班级 课题名称 第 2 讲 MCS-51 系列单片机的内部结构 授课内容 MCS-51 系列单片机的内部结构和引脚说 明 授课时数 4 教学目标 与 目的要求 本章主要介绍 MCS-51 系列单片机芯片内的硬件结构、性能特性 教学重点 重点要求掌握 MCS-51 型单片机的内部结构框图以及 8051 内部组成部件 难点及突 破难点的 办法 通过多媒体，结合有关的图形加以讲解 教学环节 时间分配 类型： 讲授教学过程及时间分配： 1.组织教学 2 分钟 2.讲授内容 83 分钟 3.课堂小结 5 分钟 5.实验 90 分钟 教具： 1、多媒体教室，U 盘 2、讲义与实验指导、教材 3、教学系统 授课主要内容和实施步骤 复习：以提问的形式复习上一次课的主要内容 步骤一:新课引入 MCS-51 系列单片机产品有 8051，8031，8751，80C51，80C31，89C51 等型号（前三种 为 CMOS 芯片，后两种为 CHMOS 芯片）。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的 配置上有所不同。8051 内部设有 4K 字节的掩模 ROM 程序存储器，8031 片内没有程序存储 器，而 8751 是将 8051 片内的 ROM 换成 EPROM。89C51 将 EPROM 改成了 4K 的闪速存储器， 可擦写 1 万次以上不坏，本章将对 8051 单片机的结构作一介绍。 步骤二:新课讲解 一、MCS-51 型单片机的内部结构框图 8051 单片机片内集成了中央处理器(CPU)、4KB 程序存储器(ROM)、128B 数据存储器 (RAM)、128B 特殊功能寄存器(SFR)、2 个 16 位的定时器/计数器(T0 和 T1)、4 个 8 位的并 行 I/O 端口(P0、P1、P2、P3)、1 个串行口、中断系统等。它们是通过片内单一总线连接 起来的。如图所示为 8051 单片机功能方框图
C51单片机教案外时钟源外部事件计数振荡器和时序程序存储器数据存储器2×16位定时器/计数器OSC4KBROM256BRAM/SFR80C51CPU↑↑64KB总线可编程全双工内部中断可编程I/O接口扩展控制器串行接口n外部中断控制申行通信并行口图2.18051单片机功能方框图注：图中4K（4096）字节的ROM存储器部分用EPROM替换就成为8751：图中去掉ROM部分就成为8031的结构图。二、8051内部组成部件介绍1.中央处理器CPU(8位机)CPU由运算器和控制器组成，是单片机的核心，完成运算和控制操作。1）运算器ALU运算器是单片机的运算部件，用于实现二进制的算术运算和逻辑运算。它由图2.2中的ALU(算术运算单元)、累加器ACC、寄存器B、程序状态字PSW、两个暂存器和位处理机等组成。(1)算术逻辑单元ALU与累加器ACC、寄存器B。运算器以ALU为核心，它不仅能完成8位二进制的加、减、乘、除、加1、减1及BOD加法的十进制调整等算术运算，还能对8位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。累加器（ACC，简称累加器A)为一个8位寄存器，它是CPU中使用最频繁的寄存器。进入ALU作算术和逻辑运算的操作数多来自A，运算结果也常送回A保存。寄存器B是为ALU进行乘除法运算而设置的。若不作乘除运算时，则可作为通用寄存器使用。(2)程序状态字程序状态字PSW是一个8位的标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。其各位的定义如下：9
C51 单片机教案 9 注：图中 4K（4096）字节的 ROM 存储器部分用 EPROM 替换就成为 8751；图中去掉 ROM 部 分就成为 8031 的结构图。 二、8051 内部组成部件介绍 1．中央处理器 CPU(8 位机) CPU 由运算器和控制器组成，是单片机的核心，完成运算和控制操作。 1)运算器 ALU 运算器是单片机的运算部件，用于实现二进制的算术运算和逻辑运算。它由图 2.2 中 的 ALU(算术运算单元)、累加器 ACC、寄存器 B、程序状态字 PSW、两个暂存器和位处理机 等组成。 (1)算术逻辑单元 ALU 与累加器 ACC、寄存器 B。 运算器以 ALU 为核心，它不仅能完成 8 位二进制的加、减、乘、除、加 1、减 1 及 BCD 加法的十进制调整等算术运算，还能对 8 位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、循环移 位、求补、清零等逻辑运算，并具有数据传输、程序转移等功能。 累加器(ACC，简称累加器 A)为一个 8 位寄存器，它是 CPU 中使用最频繁的寄存器。进 入 ALU 作算术和逻辑运算的操作数多来自 A，运算结果也常送回 A 保存。 寄存器 B 是为 ALU 进行乘除法运算而设置的。若不作乘除运算时，则可作为通用寄存 器使用。 (2)程序状态字 程序状态字 PSW 是一个 8 位的标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程 序查询和判别。其各位的定义如下：
C51单片机教案PSW.7PSW.6pSw.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0PCFOOv字节地址DOHACRS1RSO（3)布尔处理机（位处理机）它可对直接寻址的位（bit）变量进行位处理，如置位、清零、取反、测试转移以及逻辑“与”、“或”等位操作，使用户在编程时可以利用指令完成原来单凭复杂的硬件逻辑所完成的功能，并可方便地设置标志等，2)控制器控制器是单片机的神经中枢，它保证单片机各部分能自动而协调地工作。控制器由定时和控制电路单元、程序计数器PC、PC增量器、指令寄存器、指令译码器、堆栈指针SP和数据指针DPTR等部件组成。其中，程序计数器PC是一个不可寻址的16位专用寄存器（不属于特殊功能寄存器），用来存放下一条指令的地址，具有自动加1的功能。单片机执行指令是在控制器的控制下进行的当CPU执行指令时，根据程序计数器PC中的地址从程序存储器中读出指令，送入指令寄存器中保存，然后送入指令译码器中进行译码，译码结果送到定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号，再送到系统的各个部件去进行相应的操作，随后程序计数器中的地址自动加1，以便为CPU取下一个需要执行的指令码做准备。当下一条指令码取出执行后，PC又自动加1，使指令被一条条地执行。这就是执行指令的全过程。2．内部程序存储器（ROM)8051单片机内有4KB掩膜ROM，主要用于存放程序、原始数据和表格等内容，因此称为内部程序存储器或片内ROM。3.内部数据存储器（RAM)8051单片机中共有256个RAM单元，但其中后128个单元被特殊功能寄存器（SFR）占用，可供用户用来存放可读取数据的只有前128个单元，通常把这部分单元称为内部数据存储器或片内RAM。4.定时器/计数器8051单片机片内有2个16位的定时器/计数器（T0、T1)，并能以其定时或计数的结果对系统进行控制。5.并行1/0接口8051单片机片内有4个8位并行I/0接口(PO、P1、P2、P3）。它们可双向使用，实现数据的并行输入/输出。6.串行通信口8051单片机片内有一个全双工的串行通信口，实现单片机和其他数据设备间的串行数据传送。该串行通信口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位寄存器使用。7.中断控制系统8051单片机共有5个中断源，即如下所列：(1)2个外部中断源。10
C51 单片机教案 10 (3)布尔处理机（位处理机） 它可对直接寻址的位(bit)变量进行位处理，如置位、清零、取反、测试转移以及逻辑 “与”、“或”等位操作，使用户在编程时可以利用指令完成原来单凭复杂的硬件逻辑所完 成的功能，并可方便地设置标志等。 2)控制器 控制器是单片机的神经中枢，它保证单片机各部分能自动而协调地工作。控制器由定 时和控制电路单元、程序计数器 PC、PC 增量器、指令寄存器、指令译码器、堆栈指针 SP 和数据指针 DPTR 等部件组成。 其中，程序计数器 PC 是一个不可寻址的 16 位专用寄存器(不属于特殊功能寄存器)， 用来存放下一条指令的地址，具有自动加 1 的功能。单片机执行指令是在控制器的控制下 进行的当 CPU 执行指令时，根据程序计数器 PC 中的地址从程序存储器中读出指令，送入 指令寄存器中保存，然后送入指令译码器中进行译码，译码结果送到定时控制逻辑电路， 由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号，再送到系统的各个部件去进行相应的操 作，随后程序计数器中的地址自动加 1，以便为 CPU 取下一个需要执行的指令码做准备。 当下一条指令码取出执行后，PC 又自动加 1，使指令被一条条地执行。这就是执行指令的 全过程。 2．内部程序存储器(ROM) 8051 单片机内有 4KB 掩膜 ROM，主要用于存放程序、原始数据和表格等内容，因此称 为内部程序存储器或片内 ROM。 3．内部数据存储器(RAM) 8051 单片机中共有 256 个 RAM 单元，但其中后 128 个单元被特殊功能寄存器(SFR)占 用，可供用户用来存放可读取数据的只有前 128 个单元，通常把这部分单元称为内部数据 存储器或片内 RAM。 4．定时器/计数器 8051 单片机片内有 2 个 16 位的定时器/计数器(T0、T1)，并能以其定时或计数的结果 对系统进行控制。 5．并行 I/O 接口 8051 单片机片内有 4 个 8 位并行 I/O 接口(P0、P1、P2、P3)。它们可双向使用，实现 数据的并行输入/输出。 6．串行通信口 8051 单片机片内有一个全双工的串行通信口，实现单片机和其他数据设备间的串行数 据传送。该串行通信口功能较强，既可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移 位寄存器使用。 7．中断控制系统 8051 单片机共有 5 个中断源，即如下所列： (1)2 个外部中断源