随着网络技术的发展,Internet已经成为信息社会的重要组成部分,Internet技术已经深入到日常生活中和工作中。Internet技术得以迅速发展,其主要推动力之一是标准成熟的PC工业。无论是PC机的硬件平台,还是软件操作系统,都要求高度标准化,上网方式也大同小异。而对于各类家用电器和智能装置,情况就不同了,它们的心脏多是单片机,但由于单片机芯片品种繁多,其结构和指令系统也各不相同,因此,它不能像PC机那样通过标准的硬件接口和接口软件直接接到Internet,如果能够将各类智能装置或家用电器与Internet连接起来,一方面可充分利用Internet资源,另一方面还可获得一些电子设备信息。由此可见,单片机与Internet的紧密结合将为单片机应用系统的发展开创另一片天地。
机电一体化是机械工业发展的方向。它是通过机械技术与微电子技术、信息技术紧密结合而成的一个新的学科领域。这种结合形成一种技术趋势,涌现了崭新的产品及先进的制造技术,因而使整个机械、仪表、控制的产品结构发生根本变化。机电一体化产品是指机械微电子技术、机电转换技术、自动控制技术与计算机于一体,具有智能化特征的机电产品。采用单片机作为机电产品的控制器,可充分发挥其体积小、功能强、可靠性高、价格低、安装灵活方便等优点,提高产品的自动化、智能化水平。
1.3 MCS-51单片机的基本组成
1.3.1 MCS-51单片机的内部结构及管脚功能
一、MCS-51单片机的内部结构
MCS-51单片机的功能框图如图1.1所示。在一块小芯片上集成了一个微型计算机的各个部分,其核心部分是中央处理器CPU,它由运算器和控制器两大部分组成。运算器用来完成算术运算、逻辑运算和进行位操作,由算术逻辑单元(ALU)、位处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2等组成。
控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件,它由控制逻辑、内部振荡电路OSC、指令寄存器及其译码器、程序计数器PC及其增量器、程序地址寄存器、程序状态字寄存器PSW、RAM地址寄存器、数据指针DPTR、堆栈指针SP等组成。
图1.1 MCS-51单片机内部结构
二、MCS-51单片机的管脚功能
采用HMOS制造工艺的MCS-51单片机都采用40管脚双列直插式封装;而采用CHMOS制造工艺的80C51/80C31,除采用40脚双列式直插式封装外,还有用方形的封装方式。如图1.2所示为双列直插式封装单片机管脚图。
图1.2 8031管脚 各管脚功能说明如下: ⑴ 电源管脚
VCC(40脚):接+5V;VSS(20脚):接地。 ⑵ 时钟信号脚
XTAL1(19脚),XTAL2(18脚):外部时钟信号脚。 ⑶ 控制线
1)RST/Vpd(9脚):当作RST使用时,为复位输入端;当作为Vpd使用时,当VCC掉电下,可作备用电源。
2)
/Vpp(31脚):
为访问内部或外部程序储存器的选择号。对片
内RPROM编程时,Vpp接入21V编程电压。
3)ALE/
(30脚):当访问外部储存器时,ALE信号的负跳变将P0
口上的低8位送入地址锁存器,不访问外部储存器时,ALE端仍以固定的振荡频率的1/6速率输出正脉冲信号。当对片内EPROM编程时,该管脚PROG用于输入编程脉冲。
4)
(29脚):外部程序存储器读选通信号。
⑷ 输入/输出口线
1)P0口(32~39脚):双向I/O口,既可接地址锁存器作低8位地址I/O口使用也可以作数据I/O口使用。能驱动8个LSTTL负载。
2)P1口(1~8脚):具有内部上位电阻的8位准双向I/O口,可驱动4个LSTTL负载。
3)P2口(21~28脚):8位具有内部上位电阻的准双向I/O口,在接收外部存储器时,P2口作为地址高8位。能驱动4个LSTTL负载。
4)P3口(10~17脚):8位具有内部上位电阻的准双向I/O口,其每一位又有如下特殊功能:
P3.0(RXD):串行口输入端。 P3.1(TXD):串行口输出端。 P3.2(
):外部中断0输入端,低电平有效。