單片機(jī)入門教程

單片機(jī)入門教程CopyrightReservedbyPage1/30第1頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage2/30目錄單片機(jī)簡介軟件的架構(gòu)單片機(jī)控制外圍器件第2頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage3/30多板機(jī)微型計算機(jī)的應(yīng)用形態(tài)從應(yīng)用形態(tài)上，微機(jī)可以分成三種：◆多板機(jī)（系統(tǒng)機(jī)）將CPU、存儲器、I/O接口電路和總線接口等組裝在一塊主機(jī)板（即微機(jī)主板）。各種適配板卡插在主機(jī)板的擴(kuò)展槽上并與電源、軟/硬盤驅(qū)動器及光驅(qū)等裝在同一機(jī)箱內(nèi)，再配上系統(tǒng)軟件，就構(gòu)成了一臺完整的微型計算機(jī)系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)機(jī)）。工業(yè)PC機(jī)也屬于多板機(jī)。第3頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage4/30單板機(jī)◆單板機(jī)將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝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)成了一臺單板微型計算機(jī)（簡稱單板機(jī)）。單板機(jī)第4頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage5/30單板機(jī)單板機(jī)的I/O設(shè)備簡單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計算機(jī)原理的教學(xué)及簡單的測控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。第5頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage6/30單片機(jī)在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機(jī)，即單片機(jī)。三種應(yīng)用形態(tài)的比較：單板機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)機(jī)（多板機(jī)）第6頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage7/30學(xué)單片機(jī)需要具備的條件與以前所學(xué)的知識關(guān)聯(lián)很少；對器件的概念基本上是從0開始；如果要用C語言編程，需具備一定的C語言基礎(chǔ)；所有人都站在了同一起跑線上；第7頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage8/30單片機(jī)的主要組成

·8位CPU

·4kbytes程序存儲器(ROM)

(52為8K)

·256bytes的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)

（52有384bytes的RAM）

·32條I/O口線

·111條指令，大部分為單字節(jié)指令

·21個專用寄存器 2個可編程定時/計數(shù)器

·5個中斷源，2個優(yōu)先級

（52有6個）

·一個全雙工串行通信口

·外部數(shù)據(jù)存儲器尋址空間為64kB

·外部程序存儲器尋址空間為64kB

·邏輯操作位尋址功能

·雙列直插40PinDIP封裝

·單一+5V電源供電

第8頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage9/3080C51的引腳封裝第9頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage10/30內(nèi)部結(jié)構(gòu)第10頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage11/30CPU：由運算和控制邏輯組成，同時還包括中斷系統(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8位并行I/O口，既可用作輸入，也可用作輸出；T/C：兩個定時/記數(shù)器，既可以工作在定時模式，也可以工作在記數(shù)模式；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工UART（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O口，用于實現(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。最高振蕩頻率為12M。第11頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage12/30單片機(jī)最小系統(tǒng)第12頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage13/30P0~P3：通用I/O口；VCC：電源端，一般接5V；GND：電源地；XTAL1，XTAL2：外接晶體振蕩器，不能超過24M；需加微調(diào)電容，一般為30pF；RST/VPD：復(fù)位端，平時為低電平；ALE/PROG：地址鎖存允許信號端；EA/Vpp：外部程序存儲器地址允許輸入端/固化編程電壓輸入端；第13頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage14/30時鐘電路（a）內(nèi)部時鐘電路；（b）HMOS型外部振蕩源(C)CHMOS型外部振蕩源

第14頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage15/30單片機(jī)工作的基本時序機(jī)器周期和指令周期（1）振蕩周期:也稱時鐘周期,是指為單片機(jī)提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期。（2）機(jī)器周期:一個機(jī)器周期包含6個狀態(tài)周期S1~S6,也就是12個時鐘周期。在一個機(jī)器周期內(nèi),CPU可以完成一個獨立的操作。（3）指令周期:它是指CPU完成一條操作所需的全部時間。每條指令執(zhí)行時間都是有一個或幾個機(jī)器周期組成。MCS-51系統(tǒng)中,有單周期指令、雙周期指令和四周期指令。

第15頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage16/30時鐘電路引腳

XTAL1：接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，即把此信號直接接到內(nèi)部振蕩器的輸入端。

XTAL2：接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反向放大器的輸出端。當(dāng)采用外部振蕩器時，此引腳應(yīng)懸空。第16頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage17/30控制信號引腳RST/VPD:RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此輸入端保持2個機(jī)器周期的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。上電復(fù)位按鍵復(fù)位第17頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage18/30開發(fā)板介紹第18頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage19/30C代碼#include<reg52.h>unsignedcharFlag=0x3f;main(){ P1=0x55; While(1){ if(Flag––==0) { Flag=0x3f; P1=~P1; } }}第19頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage20/30匯編代碼 org 0000h jmp main org 0100hmain: mov p1,#55hamain: mov r0,#3fhloop: djnz r0,loop cpl a mov p1,a jmp amain end第20頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage21/30軟件架構(gòu)頭文件入口--main主架構(gòu)--while(1)順序執(zhí)行和程序調(diào)用--函數(shù)注釋對齊第21頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage22/30單片機(jī)控制繼電器原理圖驅(qū)動原理：

1、當(dāng)單片機(jī)的P3.6引腳輸出低電平時，三極管T5飽和導(dǎo)通，＋5V電源加到繼電器線圈兩端，繼電器吸合，同時狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也點亮，繼電器的常開觸點閉合，相當(dāng)于開關(guān)閉合。

2、當(dāng)單片機(jī)的P3.6引腳輸出高電平時，三極管T5截止，繼電器線圈兩端沒有電位差，繼電器銜鐵釋放，同時狀態(tài)指示的發(fā)光二極管也熄滅，繼電器的常開觸點釋放，相當(dāng)于開關(guān)斷開。注：在三極管截止的瞬間，由于線圈中的電流不能突變?yōu)榱?，繼電器線圈兩端會產(chǎn)生一個較高電壓的感應(yīng)電動勢，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢則可以通過二極管IN4148釋放，從而保護(hù)了三極管免被擊穿，也消除了感應(yīng)電動勢對其他電路的干擾，這就是二極管D1的保護(hù)作用。第22頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage23/30繼電器介紹種類:

電磁繼電器：由控制電流通過線圈所產(chǎn)生的電磁吸力驅(qū)動磁路中的可動部分而實現(xiàn)觸點開、閉或轉(zhuǎn)換功能的繼電器

熱繼電器：利用熱效應(yīng)而動作的繼電器。引腳： 4個6個等

六個腳的有兩個腳是線圈腳，也就是和單片機(jī)上輸出端連接的，兩腳之間有電阻 另外四個腳是兩個公共點，和一個常開，一個常閉！

(如果什么都沒有，用萬用表R檔測量一下，先測出線圈的兩個接點，然后分別測出吸合狀態(tài)和釋放狀態(tài)各接點間的通，斷狀態(tài))

四個腳的很簡單，兩個腳接線圈，控制另外兩個腳開或閉。第23頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage24/30電容分類

瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進(jìn)的聚丙希電容等等，其中鉭電容和鋁電解電容有正負(fù)極之分極性分辨

電解電容

插式THT的電解電容極性為：長的一端為正極，短的一端負(fù)極(如果被剪，黑邊一側(cè)是正，白邊是負(fù))

貼片式SMD的電解電容極性為：黑色標(biāo)識為負(fù)極，且要看底座：有缺口的一端為正極

鉭電容

鉭電容的正負(fù)極分辨：上面有色標(biāo),一條深黃線,中間一個+號為正極

插式THT的電解電容 貼片式SMD的電解電容 鉭電容 瓷介電容第24頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage25/30二極管作用

1、整流二極管

利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。 2、開關(guān)元件

二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。 3、限幅元件 二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。 4、繼流二極管 在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。 5、檢波二極管 在收音機(jī)中起檢波作用。 6、變?nèi)荻O管 使用于電視機(jī)的高頻頭中。 7、顯示元件 用于VCD、DVD、計算器等顯示器上。第25頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage26/30二極管識別

常見的幾種二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。像它的名字，二極管有兩個電極，并且分為正負(fù)極，一般把極性標(biāo)示在二極管的外殼上。大多數(shù)用一個不同顏色的環(huán)來表示負(fù)極，有的直接標(biāo)上“—”號。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個螺母以便固定在散熱器上在玻璃二極管的一端有一橫線，表示的此端為二極管的負(fù)極，如果是整流二極管，負(fù)極是接地，如果是穩(wěn)壓二極管負(fù)極是接電源正極的一定要分清楚。 在電路板上，三角開形指向的一端為二極管的負(fù)極第26頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage27/30三極管識別三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)

引腳圖

第27頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage28/30步進(jìn)電機(jī)第28頁，共30頁，2023年，2月20日，星期一CopyrightReservedbyPage29/30步進(jìn)電機(jī)控制代碼示例;D組線圈對應(yīng)P2.7;正轉(zhuǎn)次序:AB組--BC組--CD組--DA組(即一個脈沖,正轉(zhuǎn)7.5度);;正轉(zhuǎn)ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVR3,#144正轉(zhuǎn)3圈共144脈沖START:MOVR0,#00HSTART1:MOVP2,#00HMOVA,R0MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRJZSTART對A的判斷,當(dāng)A=0時則轉(zhuǎn)到STARTMOVP2,ALCALLDELAYINCR0DJNZR3,START1MOVP2,#00HLCALLDELAY1;反轉(zhuǎn)MOVR3,#144反轉(zhuǎn)一圈共144個脈