MCS-51系列单片微型计算机及其应用 上课地点：西二楼 - 西３０５上课时间：周１（ 5 、 6 节）、周四（１、２节）考核方式：平时 30% ，考试 70%

使用教材：薛钧义、张彦斌， MCS-51/96 系列单片微型计算机及其应用，西安交通大学出版社，1997

目的：1 ）熟悉典型的 8位单片机的基本原理、结构及指令系统；2 ）掌握计算机控制系统的软、硬件设计方法，逐步培养

独立解决工程实际的设计思想。 教学基本要求：

1 ）掌握 MCS-51系列单片机的系统结构，主要包括：处理器、存贮器、串 /并行口、定时 /计数器及中断系统等；了解 MCS-51系列单片机的内部资源。

2）掌握 MCS-51指令系统和简单的程序设计。3）掌握系统扩展技术。主要包括：程序存贮器、数据存

贮器、定时 /计数器、串 /并行口的扩展等。

课程要求

章节安排1. 单片计算机概述2. MCS-51 单片机的组成及结构分析3. 汇编语言指令系统4. 定时器 / 计数器5. 串行通讯及接口6. 中断7. 常用接口芯片8. 单片机系统的扩展9. MCS-51单片机应用举例

1. 单片微型计算机概述1-1 微型计算机与单片微型计算机1 ）定义 微型计算机（ Microcomputer ）：具有完整运算机控

制功能的计算机。它包括微处理器（ CPU ）、存储器（ RAM 和 ROM ）、输入 / 输出（ I/O ）接口适配器、输入 / 输出（ I/O ）设备等。一般为主板 + 多块功能板结构。

单片机全称为单片微型计算机（ Single Chip Micro-computer ） 。它是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU 、 ROM 、 RAM 、 I/O 接口等。

单板机：单板、多芯片的微型计算机系统。

1. 单片微型计算机概述世界上生产单片机的主要厂家有： Intel 公司、 Motorola 公

司、 Mitsubishi （三菱）公司、 NEC 公司、 Toshiba( 东芝 ) 公司、 Hitachi ( 日立 ) 公司、 ATMEL 公司、 Phlips 公司、 SIEMENS 公司等。

通常按单片机数据总线的位数将单片机分为 4 位、 8 位、 16 位、 32 位机。

8 位单片机是目前品种最为丰富、应用最为广泛的单片机（市场占有率 39% ），有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点。

8 位单片机在工业控制产品（自动化装置、智能仪器仪表、过程控制）、通信（电话机、手机） 、家用电器（洗衣机、电冰箱、空调器、电饭锅、电视机、音响、影碟机、照相机）、办公自动化产品（打印机、复印机、绘图仪、传真机）等许多领域得到广泛应用。

1. 单片微型计算机概述

１） MCS-51 系列 8 位单片机 按内部程序存储器类型可分为 4个系列 80 系列 ROM/ 无 ( 芯片制造厂掩膜 )

83 系列 EPROM

87 系列 一次性可编程 ROM （用户） 89 系列 EEPROM/flash ROM

1. 单片微型计算机概述51 系列单片机的片内资源： 程序存储器 数据存储器 定时器8031 外部 128 28032 外部 256 38x51 4K 128 28x52 16k 256 38x54 16k 256 38x58 32k 256 38x51RB+ 16K 256+1K 38x51RC+ 32K 256+1K 38x51RD+ 64K 256+1K 3

1. 单片微型计算机概述1-2 单片机的开发与开发工具1 ）单片机的开发过程

脱机运行调试

技术论证和制定总体方案

进行软、硬件设计

系统仿真调试

单片机应用系统的硬件设计： 系统扩展（存储器、 I/O 、定时器 / 计数器等的

扩展） 系统配置（配置外围设备：打印机、键盘、显示器、

A/D 、 D/A)单片机应用系统的软件设计： 软件结构设计 划分不同模块 模块化编程

1. 单片微型计算机概述系统仿真是软、硬件结合进行单片机控制系统排错调试

的一种手段。必须借助于开发工具——微机开发系统 MDS (Microcomputer Development System) 。

2 ）单片机开发工具基本功能： a. 系统硬件电路的诊断与检查； b. 用户程序的输入与修改； c. 程序的运行与调试、单步运行、设断点

运 行等； d. 程序能固化到 EPROM 芯片上。

1. 单片微型计算机概述 仿真过程：将开发机（系统）的 CPU 和 RAM暂时出借给单片机控制系统，利用开发系统及通用调试程序进行调试，然后把调试好的程序固化到单片机控制系统的 EPROM 中。

图 1-2 单片机的开发过程