競(jìng)賽單片機(jī)部分講義

1、單片機(jī)部分講義內(nèi)容1、單片機(jī)的基本組成2、單片機(jī)的復(fù)位電路3、單片機(jī)的時(shí)鐘電路4、最基本的單片機(jī)系統(tǒng)5、單片機(jī)的常用輸入輸出接口6、單片機(jī)的鍵盤(pán)與顯示驅(qū)動(dòng)7、單片機(jī)的簡(jiǎn)單接口擴(kuò)展8、AD DA轉(zhuǎn)換芯片12-1-1 MCS-51單片機(jī)的基本組成2-1 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)時(shí)鐘電路SFR和RAMROMCPU定時(shí)/計(jì)數(shù)器并行端口中斷系統(tǒng)串行端口系 統(tǒng) 總 線(xiàn)時(shí)鐘源T0 T1P0 P1 P2 P3TXD RXD INT0 INT1（1）一個(gè)8位微處理器CPU； （5）四個(gè)位的I/O并行端口； （2）RAM和特殊功能寄存器SFR（6）一個(gè)串行端口； （3）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM） （7）中斷控制系統(tǒng)； （4

2、）兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器； （8）內(nèi)部時(shí)鐘電路。22-2 MCS-51單片機(jī)引腳2-2-1MCS-51單片機(jī)引腳描述1I/O口線(xiàn)功能4個(gè)8位并行 I/O 接口引腳 P0.0P0.7 、P1.0P1.7 、P2.0P2.7和 P3.0P3.72控制線(xiàn)ALE：地址鎖存允許信號(hào)端PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)端EA/VPP：程序存儲(chǔ)器選擇信號(hào)端和編程電源輸入端RST/VPD：復(fù)位信號(hào)端和后備電源輸入端。為多功能引腳，可自動(dòng)切換用作數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)和或I/O 接口外部引腳。32.4 MCS-51的時(shí)序及輔助電路2-4-1 單片機(jī)的時(shí)鐘電路。1內(nèi)部時(shí)鐘方式：內(nèi)部一個(gè)高增益反相放大器與片外石英晶

3、體或陶瓷諧振器構(gòu)成了一個(gè)自激振蕩器。晶體振蕩器的振蕩頻率決定單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。2外部時(shí)鐘方式：外部振蕩器輸入時(shí)鐘信號(hào)。42-4-3單片機(jī)復(fù)位電路及復(fù)位狀態(tài)單片機(jī)常采用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。 按鍵復(fù)位又分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位，按鍵電平復(fù)位是將復(fù)位端通過(guò)電阻與VCC相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來(lái)達(dá)到復(fù)位目的。 上電復(fù)位電路，在通電瞬間，在RC電路充電過(guò)程中，RST端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機(jī)復(fù)位。528031最小應(yīng)用系統(tǒng) 8031是片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)芯片，因此，其最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)在片外擴(kuò)展EPROM。右圖為用8031外接程序存儲(chǔ)器構(gòu)成的最小系統(tǒng)。66-1-2 MC

4、S-51單片機(jī)的外部擴(kuò)展性能1. MCS-51單片機(jī)的片外總線(xiàn)結(jié)構(gòu) 單片機(jī)都是通過(guò)片外引腳進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的。為了滿(mǎn)足系統(tǒng)擴(kuò)展的要求，MSC-51系列單片機(jī)片外引腳可以構(gòu)成如圖6-3所示的三總線(xiàn)結(jié)構(gòu), 即地址總線(xiàn)(AB),數(shù)據(jù)總線(xiàn)(DB)和控制總線(xiàn)(CB)。所有外部芯片都通過(guò)這三組總線(xiàn)進(jìn)行擴(kuò)展。 728031最小應(yīng)用系統(tǒng) 8031是片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)芯片，因此，其最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)在片外擴(kuò)展EPROM。右圖為用8031外接程序存儲(chǔ)器構(gòu)成的最小系統(tǒng)。88-1 鍵盤(pán)及其接口 8-1-1 獨(dú)立式鍵盤(pán)接口1.獨(dú)立式按鍵結(jié)構(gòu) 92.獨(dú)立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu) 使用8255擴(kuò)展I/O的獨(dú)立式鍵盤(pán) 108-1-2

5、行列式鍵盤(pán) 1.鍵盤(pán)工作原理 行列式鍵盤(pán)原理電路 112.鍵盤(pán)工作方式（1）編程掃描工作方式8155擴(kuò)展I/O口組成的行列式鍵盤(pán) 12 判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵按下 去鍵的機(jī)械抖動(dòng)影響 求按下鍵的鍵號(hào) 鍵閉合一次僅進(jìn)行一次鍵功能操作 鍵掃描子程序框圖13（2）定時(shí)掃描工作方式 定時(shí)掃描方式程序框圖14（3）中斷工作方式 中斷方式鍵盤(pán)接口153.鍵盤(pán)掃描方式 （1）掃描法 掃描法是在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，同時(shí)讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1狀態(tài)，這時(shí)0狀態(tài)的行、列交點(diǎn)的鍵就是所按下的鍵。 （2）反轉(zhuǎn)法（a）線(xiàn)反轉(zhuǎn)法第一步 （b）線(xiàn)反轉(zhuǎn)法第二步 164.行列式鍵盤(pán)接口

6、（1）通用并行擴(kuò)展I/O口鍵盤(pán)接口 （2）8031串行I/O口擴(kuò)展的鍵盤(pán)接口 8031串行I/O口擴(kuò)展的行列式鍵盤(pán)接口 17 8-2 顯示器接口 8-2-1 LED顯示器接口 1. LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理 （a）共陰極 （b）共陽(yáng)極 （c）管腳配置 182. LED顯示器與顯示方式 N位LED顯示器 19（1）LED靜態(tài)顯示方式 四位靜態(tài)LED顯示器電路 20（2）LED動(dòng)態(tài)顯示方式 八位LED動(dòng)態(tài)顯示器電路 21LED顯示器接口實(shí)例 （1）硬件譯碼器LED顯示器接口 利用硬件譯碼器的七段LED接口電路 22（2）軟件譯碼LED顯示器接口 通過(guò)8155擴(kuò)展I/O口控制的8位LED動(dòng)態(tài)顯示接口

7、23 8-2-2 LCD顯示器接口 1. LCD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 液晶顯示器基本結(jié)構(gòu) 242. LCD的驅(qū)動(dòng)方式 （1）靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式 （2）時(shí)分割驅(qū)動(dòng)電壓平均化 （a）驅(qū)動(dòng)回路 （b）驅(qū)動(dòng)波形 （c）真值表 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)回路及波形 253. LCD接口實(shí)例（1）硬件接口電路 六位LED靜態(tài)顯示電路 263. 8279鍵盤(pán)/顯示器接口 8279是專(zhuān)用鍵盤(pán)、顯示控制芯片，能對(duì)顯示器自動(dòng)掃描，能識(shí)別鍵盤(pán)上按下鍵的鍵號(hào)；可充分提高CPU的工作效率。8279與MCS-51接口方便，由它構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤(pán)、顯示接口在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用越來(lái)越廣泛。 4. 8279接口和編程的一般方法 接口電路的一般連接方法 2

8、78279的鍵盤(pán)、顯示電路及與8031接口 289-1-3 D/A轉(zhuǎn)換器接口1.DAC的應(yīng)用 (1) DAC用作單極性電壓輸出 (2) DAC用作雙極性電壓輸出 (3) DAC用作控制放大器2.MCS-51與8位DAC的接口29DAC 0832與單片機(jī)連接1.直通方式 直通方式下工作的DAC0832常用于不帶微機(jī)的控制系統(tǒng)。 2.單緩沖器方式303.雙緩沖器方式 雙緩沖方式是指DAC0832內(nèi)部“8位輸入寄存器”和“8位DAC寄存器”都不應(yīng)當(dāng)在直通方式下工作。 8031和兩片DAC0832的接口（雙緩沖方式） 319-2A/D轉(zhuǎn)換器及其接1 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器工作原理 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換是一

9、種間接A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。雙積分型A/D 轉(zhuǎn)換器雖然轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，但其外接元件少使用方便，性能/價(jià)格比高，故在一些非快變信號(hào)的采集通道中使用十分廣泛。 雙積分ADC電路原理圖 322.MC14433與MCS-51單片機(jī)的接口MC14433與8031直接連接的接口方法334.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器接口 逐次逼近型ADC基本原理逐次逼近ADC原理電路框圖 345. ADC 0809/0808ADC 0809/0808為8路輸入通道、8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可分時(shí)轉(zhuǎn)換8路模擬信號(hào)。一結(jié)構(gòu)一個(gè)8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、8路模擬轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、3-8地址鎖存譯碼器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。二引腳8路模擬量輸入信

10、號(hào)端：IN0IN78位數(shù)字量輸出信號(hào)端：D0D7通道選擇地址信號(hào)輸入端：ADDA、ADDB、ADDC多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)A B CIN0IN1IN7A/D轉(zhuǎn)換356. ADC 0809與單片機(jī)連接A/D轉(zhuǎn)換程序： MOV DPTR，#0FE00H ；ADC口地址 MOV A，#00 ；轉(zhuǎn)換IN0 MOVX DPTR，A；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 LCALL DELAY ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 MOVX A，DPTR；取轉(zhuǎn)換結(jié)果 AD07ALEINTWRP2 .0RDD07ADDABC CLKEOCALESCOE11111MCS-51ADC080983IN073610-1 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)+27VMLAMLBMLC1K1

11、5K15K15K1K1K74068031P1.0P1.1P1.2GALEP2.3P2.0D7D0Q7Q0ALEA11A8A7A02732D7D0D7D0單片機(jī)控制三相步進(jìn)電機(jī)原理圖3710-2紅外線(xiàn)感應(yīng)自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng) 3810-2-2紅外線(xiàn)傳感器集成芯片介紹 BISS0001芯片引腳39 BISS0001芯片內(nèi)部電路原理圖 4010-3通用多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng) 10.3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) RS-485接口從機(jī)0#主機(jī) RS-485接口RS-485接口從機(jī)1#RS-485接口從機(jī)n#4110-3-2 通信協(xié)議 1.通信過(guò)程主機(jī)與從機(jī)的通信控制指令分兩類(lèi)：寫(xiě)指令和讀指令。執(zhí)行過(guò)程如下：（1） 寫(xiě)指令（單片機(jī)向從機(jī)寫(xiě)入?yún)?shù)）：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)指令從機(jī)接收指令等待反饋接收信息 （至主機(jī)，表明接收代碼是否正確）。（2） 讀指令（主機(jī)讀從機(jī)相關(guān)參數(shù)，用于從機(jī)狀態(tài)監(jiān)控）：主機(jī)發(fā)指令從機(jī)接收指令等待從機(jī)取出參數(shù)給主機(jī)等待主機(jī)反饋接收信息（至從機(jī)，表明接收代碼是否正確）。2.通信設(shè)定在控制系統(tǒng)工作之前，所有主、從機(jī)均通過(guò)控制面板進(jìn)