51单片机的入门及简单应用

摘要在中国,高校的单片机课程大多数都是51,而51经过这么多年的发展,也增长了许多的系列,功能上有许多改进,也扩展出不少分支。芯片的控制在单片机应用中重要性不言而喻,51单片机的入门首先学会DS18B20芯片的控制与使用。

关键词51单片机;入门;应用

中图分类号TP3文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0013-01

51单片机已经有30多年的历史了,在中国,高校的单片机课程大多数都是51,而51经过这么多年的发展,也增长了许多的系列,功能上有了许多改进,也扩展出了不少分支。而国内书店的单片机专架上,也大多数都是51系列。可以预见,51单片机在市场上只会越来越多,功能只会越来越丰富,在可以预见的数十年内是不可能会消失的。

1功能特性概述

AT89S51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O口线,看门狗(WDT),两个数据指针,两个16位定时/计数器,一个5向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

251单片机结构原理

引脚功能说明

1)Vcc:电源电压GND:地。

2)P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/0口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在F1ash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。

3)P1口:Pl是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,Pl的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“l”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。

4)P3口:P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/0口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“l”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(IIL)。

5)RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。WDT溢出将使该引脚输出高电平,设置SFR AUXR的DISRT0位(地址8EH)可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。

6)ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对F1ash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。

3控制原理

在数字电路中,电压信号只有两种情况,高电平和低电平,用数字来记录就是1和0。单片机内部的CPU,寄存器,总线等等结构都是通过1和0两种信号来运作的,数据也是以1或者0来保存的。单片机的输入输出管脚,也就是IO口,也是只输出或识别1和0两种信号,也就是高电平和低电平。当单片机输出一个或一组电平信号到IO口后,外部的设备就可以读到这些信号,并进行相应操作,这就是单片机对外部的控制。当外部一个或一组电平信号送到单片机的IO口时,单片机也可以读到这些信号,并进行分析操作,这就是单片机对外部设备信号的读取。当然实际的操作中,这些信号可能十分复杂,必须严格地按照规定的时间顺序(时序)输入输出。每种设备也都规定了自己的时序,只要都严格遵守,就可以控制任何设备,做出只要想象得出的任何事情。

4简单应用例程

利用51单片机、DS18B20芯片、数码管制作电子温度计DS1820数字温度计提供9位温度读数,指示器件的温度信息经过单线接口送入DS1820或从DS1820送出因此从中央处理器到DS1820仅需连接一条线和地读写和完成温度变换所需的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DS1820有唯一的系列号silicon serial number因此多个DS1820可以存在于同一条单线总线上这允许在许多不同的地方放置温度灵敏器件此特性的应用范围包括HVAC环境控制建筑物设备或机械内的温度检测以及过程监视和控制中的温度检测。

5结语

51单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flash rom技术的发展,8031单片机取得了长足的进展,成为目前应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出,在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。

参考文献

[1]肖洪兵.跟我学用单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.

[2]夏继强.单片机实验与实践教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

[3]李全利.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社,2001.

[4]李广弟.单片机基础(第二版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.

[5]李强.51系列单片机应用软件编程技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2009.