單片機(jī)預(yù)備知識(shí)課件

1、單片機(jī)十天征服你！第1頁(yè)，共53頁(yè)。自我介紹姓名：郭天祥出生年月：1983年10月家鄉(xiāng)：新疆伊寧郵箱：電話站： 2004年5月首次與電子元件見(jiàn)面，6月開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)，9月參加黑龍江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽獲一等獎(jiǎng)，04年主要學(xué)會(huì)了單片機(jī)的匯編語(yǔ)言編程和非常簡(jiǎn)單的常用電路設(shè)計(jì)。第2頁(yè)，共53頁(yè)。 05年開(kāi)始學(xué)單片機(jī)C語(yǔ)言編程，5月獲學(xué)校五四杯電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽二等獎(jiǎng)，6月參加“梟龍杯”全國(guó)空中機(jī)器人比賽于11月在成都舉行，獲全國(guó)亞軍，9月參加“索尼杯”全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽未獲獎(jiǎng)。05年期間學(xué)會(huì)了C語(yǔ)言、C+語(yǔ)言、VC+編程、VHDL語(yǔ)言、FPGA/CPLD（可編程邏輯器件）。第

2、3頁(yè)，共53頁(yè)。06年5月獲校五四杯電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)，同年被免試保送信通學(xué)院讀碩士研究生。06年開(kāi)始和同學(xué)一起對(duì)外承接工程項(xiàng)目，同時(shí)學(xué)習(xí)DSP（數(shù)字信號(hào)處理器），8月建立了個(gè)人網(wǎng)站（天祥電子），主要是產(chǎn)品宣傳與銷售。07年5月獲校五四杯電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)，黑龍江省挑戰(zhàn)杯電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)。07年主要對(duì)外承接工程項(xiàng)目，同年學(xué)習(xí)ARM7（嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)）。第4頁(yè)，共53頁(yè)。 以此鼓勵(lì)同學(xué)們，希望同學(xué)們從現(xiàn)在開(kāi)始你們的電子創(chuàng)新生活，只要大家有信心、有熱情，不久的將來(lái)必將碩果累累、前途無(wú)量。第5頁(yè)，共53頁(yè)。第一講學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？什么是單片機(jī)、單片機(jī)能做什么、怎么開(kāi)始學(xué)習(xí)單片機(jī)。學(xué)單片機(jī)需要的

3、一些預(yù)備知識(shí)C51基礎(chǔ)知識(shí)。了解TX-1C單片機(jī)學(xué)習(xí)板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何用TX-1C單片機(jī)學(xué)習(xí)板在短時(shí)間內(nèi)掌握51單片機(jī)和C語(yǔ)言編程。KEIL工程建立詳細(xì)介紹及KEIL軟件使用方法從點(diǎn)亮實(shí)驗(yàn)板上的一個(gè)發(fā)光二極管開(kāi)始第6頁(yè)，共53頁(yè)。學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？與以前所學(xué)的知識(shí)關(guān)聯(lián)很少；只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識(shí)，如二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，與、或、非邏輯關(guān)系等；對(duì)各種器件的概念基本上是從0開(kāi)始；如果要用C語(yǔ)言編程，需具備簡(jiǎn)單的C語(yǔ)言基礎(chǔ)；所有人都站在了同一起跑線上;第7頁(yè)，共53頁(yè)。 什么是單片機(jī)？單板機(jī) 將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝

4、配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱單板機(jī)）。單板機(jī)第8頁(yè)，共53頁(yè)。單板機(jī)的I/O設(shè)備簡(jiǎn)單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計(jì)算機(jī)原理的教學(xué)及簡(jiǎn)單的測(cè)控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。第9頁(yè)，共53頁(yè)。 單片機(jī) 在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)。 Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：集成 8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。單板機(jī)單片機(jī)第10頁(yè)，共53頁(yè)。單片機(jī)能

5、做什么實(shí)物展示用到單片機(jī)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)介紹 手持糧庫(kù)溫度尋檢設(shè)備畢設(shè)答辯打分器電話臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)水龍頭凡是與控制或簡(jiǎn)單計(jì)算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，再根據(jù)具體實(shí)際情況選擇不同性能的單片機(jī)，如：atmel,stc,pic,avr,凌陽(yáng)，80C51，arm等第11頁(yè)，共53頁(yè)。工業(yè)自動(dòng)化：數(shù)據(jù)采集、測(cè)控技術(shù)。智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號(hào)源、數(shù)字萬(wàn)用表、感應(yīng)電流表等。消費(fèi)類電子產(chǎn)品：洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、微波爐、手機(jī)、IC卡、汽車電子設(shè)備等。通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機(jī)、小靈通等。武器裝備：飛機(jī)、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)、魚(yú)雷制導(dǎo)、智能武器等。等等.第12頁(yè)，共53

6、頁(yè)。怎么開(kāi)始學(xué)習(xí)？實(shí)踐第一。補(bǔ)充必要的理論知識(shí)，即缺什么補(bǔ)什么。做工程項(xiàng)目積累經(jīng)驗(yàn)。（可在網(wǎng)絡(luò)上搜集題目，也可自己有什么想法大膽的去試驗(yàn)）第13頁(yè)，共53頁(yè)。預(yù)備知識(shí)電平特性2進(jìn)制與16進(jìn)制的表示及轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算8051單片機(jī)介紹C51基礎(chǔ)知識(shí)第14頁(yè)，共53頁(yè)。關(guān)于電平特性數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低（本課程中）定義單片機(jī)為TTL電平： 高 +5V 低 0VRS232電平：計(jì)算機(jī)的串口 高 -12V 低+12V 所以計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間通訊時(shí)需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232（實(shí)驗(yàn)板上左下角）。第15頁(yè)，共53頁(yè)。二進(jìn)制數(shù)字電路中的兩種電平特性決定了它0 0 6 1101 171112

7、10810003 11910014 1001010105 10111 1011第16頁(yè)，共53頁(yè)。十六進(jìn)制是二進(jìn)制的簡(jiǎn)短表示形式。 十進(jìn)制中的0-15分別表示為十六進(jìn)制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟練掌握二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換。 規(guī)律：一般把四個(gè)二進(jìn)制數(shù)放在一起轉(zhuǎn)換成一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換時(shí)先把二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，再把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。第17頁(yè)，共53頁(yè)。如：0001B - 1 - 1H B表示為二進(jìn)制，H為十六進(jìn)制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH第18頁(yè)，共53頁(yè)。 各種

8、進(jìn)位制的對(duì)應(yīng)關(guān)系 十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008第19頁(yè)，共53頁(yè)。 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算 1. “與”運(yùn)算 “與”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“必須都有,否則就沒(méi)有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)算。 運(yùn)算符為“ ”, 其運(yùn)算規(guī)則如下:00=0, 01=10=0, 11=1 第20頁(yè)，共53頁(yè)。 2. “或”運(yùn)算 “或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“只要其中之一有,就有”這種邏輯關(guān)系的一種運(yùn)算, 其運(yùn)算符為“+”。 “或”運(yùn)算規(guī)則如下:0

9、+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=1第21頁(yè)，共53頁(yè)。 3. “非”運(yùn)算 “非”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“求反”這種邏輯的一種運(yùn)算，如變量A的“非”運(yùn)算記作 。 其運(yùn)算規(guī)則如下: A第22頁(yè)，共53頁(yè)。 4. “異或”運(yùn)算 “異或”運(yùn)算是實(shí)現(xiàn)“必須不同, 否則就沒(méi)有”這種邏輯的一種運(yùn)算, 運(yùn)算符為“”。其運(yùn)算規(guī)則是: 第23頁(yè)，共53頁(yè)。 80C51系列介紹 Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等； ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等； Philips、華邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的許多產(chǎn)

10、品 。補(bǔ)充：關(guān)于型號(hào)的介紹 80C51是MCS-51系列中的一個(gè)典型品種；其它廠商以8051為基核開(kāi)發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。當(dāng)前常用的80C51系列單片機(jī)主要產(chǎn)品有：第24頁(yè)，共53頁(yè)。80C51的引腳封裝總線型非總線型第25頁(yè)，共53頁(yè)。P3第二功能各引腳功能定義：P3.0：RXD串行口輸入P3.1：TXD串行口輸出P3.2：INT0外部中斷0輸入P3.3：INT1外部中斷1輸入P3.4：T0定時(shí)器0外部輸入P3.5：T1定時(shí)器1外部輸入P3.6：WR外部寫控制P3.7：RD外部讀控制第26頁(yè)，共53頁(yè)。第27頁(yè)，共53頁(yè)。 總線（BUS）是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息

11、的公共通道。微機(jī)中有內(nèi)部總線和外部總線兩類。內(nèi)部總線是CPU內(nèi)部之間的連線。外部總線是指CPU與其它部件之間的連線。 外部總線有三種: 數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）, 地址總線 AB（Address Bus）和控制總線 CBControl Bus）。第28頁(yè)，共53頁(yè)。CPU：由運(yùn)算和控制邏輯組成，同時(shí)還包括中斷系統(tǒng)和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以讀寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)；ROM：用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；I/O口：四個(gè)8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個(gè)定時(shí)/記數(shù)器，既可以工作在定時(shí)模式，也可以工作在記數(shù)模式；第2

12、9頁(yè)，共53頁(yè)。五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機(jī)型號(hào)及性能。第30頁(yè)，共53頁(yè)。C51知識(shí)C語(yǔ)言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它兼顧了多種高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，并具備匯編語(yǔ)言的功能。目前，使用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已經(jīng)成為軟件開(kāi)發(fā)的一個(gè)主流。用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開(kāi)發(fā)周期，明顯增強(qiáng)程序的可讀性，便于改進(jìn)、擴(kuò)充和移植。而針對(duì)8051的C語(yǔ)言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實(shí)用高級(jí)語(yǔ)言。第31頁(yè)，共53頁(yè)。C語(yǔ)言作為一種非常方便的語(yǔ)言而得到

13、廣泛的支持，很多硬件開(kāi)發(fā)都用C語(yǔ)言編程，如：各種單片機(jī)、DSP、ARM等.C語(yǔ)言程序本身不依賴于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可將程序從不同的單片機(jī)中移植過(guò)來(lái)。C提供了很多數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算，開(kāi)發(fā)效率高，故可縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，增加程序可讀性和可維護(hù)性。 C-51的特點(diǎn)第32頁(yè)，共53頁(yè)。C-51與ASM-51相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：1.對(duì)單片機(jī)的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對(duì)8051 的存貯器結(jié)構(gòu)有初步了解；2.寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理；3.程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分成不同的函數(shù)，這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化；4.提供的庫(kù)包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；5.由于具有

14、方便的模塊化編程技術(shù)，使已編好程序可容易地移植；第33頁(yè)，共53頁(yè)。C51的數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型類型符號(hào)關(guān)鍵字?jǐn)?shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實(shí)型有無(wú)(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed) long32-2147483648214748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有float323.4e-383.4e38有double641.7e-3081.7e308有char8-128127無(wú)uns

15、igned char80255第34頁(yè)，共53頁(yè)。C語(yǔ)言中的基本數(shù)據(jù)類型類型符號(hào)關(guān)鍵字?jǐn)?shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實(shí)型有無(wú)(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed) long32-2147483648214748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有float323.4e-383.4e38有double641.7e-3081.7e308有char8-128127無(wú)unsigned char80

16、255第35頁(yè)，共53頁(yè)。C51的數(shù)據(jù)類型擴(kuò)充定義sfr:特殊功能寄存器聲明sfr16:sfr的16位數(shù)據(jù)聲明sbit:特殊功能位聲明bit:位變量聲明例：sfr SCON = 0X98; sfr16 T2 = 0 xCC; sbit OV = PSW2;第36頁(yè)，共53頁(yè)。例：數(shù)據(jù)類型 變量名char var1;bit flags;unsigned char vextor10;int wwww;注意：變量名不能用C語(yǔ)言中的關(guān)鍵字表示。C-51數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型第37頁(yè)，共53頁(yè)。C-51的包含的頭文件通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdli

17、b.h absacc.h常用有:reg51.h reg52.h （定義特殊功能寄存器和位寄存器）； math.h （定義常用數(shù)學(xué)運(yùn)算）； 第38頁(yè)，共53頁(yè)。C-51的運(yùn)算符與C語(yǔ)言基本相同：+ - * / （加 減 乘 除） = （位右移 位左移）& | (按位與 按位或) (按位異或 按位取反)第39頁(yè)，共53頁(yè)。 C-51的基本語(yǔ)句 與標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言基本相同： if 選擇語(yǔ)言 while 循環(huán)語(yǔ)言 for 循環(huán)語(yǔ)言 switch/case 多分支選擇語(yǔ)言 do-while 循環(huán)語(yǔ)言 第40頁(yè)，共53頁(yè)。中斷服務(wù)程序函數(shù)名（）interrupt n using m函數(shù)內(nèi)部實(shí)現(xiàn) . I/O口定義

18、sbit beep=P23;第41頁(yè)，共53頁(yè)。單片機(jī)主要掌握以下幾點(diǎn)最小系統(tǒng)能夠運(yùn)行起來(lái)的必要條件。 1.電源 2.晶振3.復(fù)位電路對(duì)單片機(jī)任意IO口的隨意操作 1.輸出控制電平高低2.輸出檢測(cè)電平高低。定時(shí)器：重點(diǎn)掌握最常用的方式2中斷：外部中斷、定時(shí)器中斷、串口中斷串口通信：?jiǎn)纹瑱C(jī)之間、單片機(jī)與計(jì)算機(jī)間第42頁(yè)，共53頁(yè)。KEIL的使用掌握KEIL工程的建立和軟件的開(kāi)發(fā)；掌握KEIL中軟件仿真的基本應(yīng)用；掌握用KEIL直接硬件仿真TX-1C單片機(jī)學(xué)習(xí)板的方法第43頁(yè)，共53頁(yè)。Main 函數(shù)格式：void main()特點(diǎn)：無(wú)返回值，無(wú)參。任何一個(gè)C程序有且僅有一個(gè)main函數(shù)，它是整個(gè)程序開(kāi)始執(zhí)行的入口。例：void main