51單片機(jī)初級(jí)入門實(shí)戰(zhàn)教程

51單片機(jī)

初級(jí)入門實(shí)戰(zhàn)教程

目錄

前言

第一部分單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)篇

第1章緒論..........................234單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)?

1-1單片機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).................23.4.1定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)及L作

1.2單片機(jī)技術(shù)定義以及應(yīng)用.............3原理................

12.1一片機(jī)技術(shù)定義.................33.4.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器特殊控制哥

1.2.2整片機(jī)應(yīng)用.................3。器TMCD、TCON-―

13單片機(jī)開發(fā)板簡(jiǎn)介...................53.4.3定時(shí)/計(jì)數(shù)器1：作方式-

1.4單片機(jī)學(xué)習(xí)方法.....................63.5小片機(jī)中行通信系統(tǒng)......

中行通信結(jié)構(gòu)與原理

1.5本率小結(jié)...........................63.5.1

出行控制與狀態(tài)寄〃器?

第2章KeilC51軟件開發(fā)環(huán)境與3.5.2

3.5.3中行通信工作方式....

ISP在線下載........7

3.5.4波特率設(shè)用..........

2.IKeilC51出Vision!軟件介紹...........7

3.6本點(diǎn)小站................

2.2KeilC51出Vision4軟件安裝與

第4章S1單片機(jī)C語言程序

卸載...............................7

設(shè)計(jì).....

2.2.1KeilC5IQ'isioM軟件安裝......7

C講言簡(jiǎn)介……

2.2.2krilC5I、加眉軟件卻投.....II

數(shù)據(jù)結(jié)拘.....

2.3Keil(31|iVisi<H4軟件操作流程.....13

II數(shù)據(jù)類則…

2.3.1KeilC51操作界面..............13

2.2常量與變盤

2.3.2KeilC5I工程創(chuàng)建應(yīng)用.........18

4.3運(yùn)算符與友達(dá)式

2.4ISP在線下或操作...................26

4運(yùn)算符分類.......

2.5本跋小結(jié)...........................29

算術(shù)運(yùn)算?Fj表達(dá)式

第3章S1單片機(jī)硬件系統(tǒng)及體系

3關(guān)系運(yùn)算符。玄達(dá)式

結(jié)構(gòu)................3()邏輯運(yùn)算符和々達(dá)式

3.1單片機(jī)械小結(jié)構(gòu)與引腳功能..........3035賦值運(yùn)算符和長(zhǎng)達(dá)式

3.1.1單片機(jī)赭本結(jié)構(gòu)................3036位運(yùn)算符與表達(dá)式…

3.1.2單片機(jī)引腳功能................334.4函敬使用....................

3.2璃片機(jī)存儲(chǔ)器.......................354IC語占程序的基本結(jié)構(gòu)…”

3.2.1程序存儲(chǔ)器.....................352函數(shù)定義...............

3.2.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器.....................353函數(shù)兩用...............

3.3單片機(jī)中斷系統(tǒng).....................37444函數(shù)的嵌保朝川加速回調(diào)用

3.3.1中斷定義.......................374.5數(shù)組與指計(jì)..................

33.2中慚系統(tǒng)慨述...................3851數(shù)組...................

3.3.3中斷控制.....................3852指針....................

3.3.4中斷處理.....................414.6卷序設(shè)計(jì)番句...............

VI51單片機(jī)初破入門實(shí)戰(zhàn)教程

4.6.I選擇語句.....................674.6,3轉(zhuǎn)移語句.......................71

4.6.2浙環(huán)語句.....................694.7本能小結(jié)...........................72

第二部分單片機(jī)基礎(chǔ)案例實(shí)踐篇

第5章單個(gè)LED點(diǎn)亮項(xiàng)目............7410.2?目工作原理分析................102

5.I項(xiàng)目甫求..........................74103項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì).................1<)3

5.2項(xiàng)目工作原理分析...................7410.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì)................1N

5.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì)...................7410.5系統(tǒng)謝試結(jié)果總結(jié)................106

5.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì)...................75第II童單片機(jī)控制蜂鳴器項(xiàng)目......108

5.5系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果總結(jié)...................7611.1項(xiàng)目扁求.........................108

第6章花樣流水燈閃爍項(xiàng)目..........78H.2項(xiàng)目「作原理分析.................1(?

6.I項(xiàng)目需求..........................78113項(xiàng)目便件電路設(shè)計(jì).................108

6.2「作惇理分析...................7811.4項(xiàng)目軟件印序設(shè)計(jì).................109

6.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì)..............7911.5系統(tǒng)謝試結(jié)果總結(jié).................112

6.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì)..............80第12章單片機(jī)串口通信項(xiàng)目........113

6.5系統(tǒng)冏狀結(jié)果總結(jié)..............8212.1期“需求.........................113

第7章單片機(jī)獨(dú)立按鍵控制項(xiàng)目......8312.2項(xiàng)日工作原理分析.................113

7.1項(xiàng)目需求...........................8312.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì).................H4

7.2項(xiàng)目工作原理分析...................8312.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì).................117

7.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì)...................8312.5系統(tǒng)淵試結(jié)果總結(jié).................120

7.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì)...................85第13羞單片機(jī)實(shí)現(xiàn)4x4矩陣鍵

7.5系統(tǒng)冏試結(jié)果總結(jié)...................88盤控制項(xiàng)目......

第8章單片機(jī)外部中斷控制項(xiàng)目......8913.1項(xiàng)目而求........................122

8.I項(xiàng)口需求..........................8913.2一日工作原理分析................122

8.2項(xiàng)目【作原理分析...................8913.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì)................124

8.3項(xiàng)目使件電路設(shè)計(jì)...................90B.4項(xiàng)目軟件程序設(shè)計(jì).................126

8.4項(xiàng)日軟件程序設(shè)計(jì)..................9113.5系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果總結(jié)................129

8.5系統(tǒng)網(wǎng)試結(jié)果總結(jié)..................92第14堂單片機(jī)實(shí)現(xiàn)字符型液晶

第章數(shù)碼顯示技術(shù)項(xiàng)目............94

9顯示項(xiàng)目.........130

9.I項(xiàng)目需求..........................9414.1一目需求.........................130

9.2項(xiàng)目工作政理分析...................94

14.2-目1：作原理.....................130

9.3項(xiàng)日段件電路設(shè)”...................96

14.3項(xiàng)日硬件電路設(shè)計(jì).................133

9.4項(xiàng)”軟件程序設(shè)計(jì)...................97

14.4項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì).....................133

9.4.1數(shù)碼管靜態(tài)顯示................97

14.5項(xiàng)目附試.........................137

9.4.2數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示................99

第15章單片機(jī)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)

9.5系統(tǒng)謝試結(jié)果總結(jié).................101

控制項(xiàng)目..........138

9.5.1數(shù)碼管僻態(tài)顯示網(wǎng)試結(jié)果....101

15.1項(xiàng)目閡求........................138

9.5.2數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描他示網(wǎng)式

15.2項(xiàng)目1：作原理分析.................138

結(jié)果.........................101

15.3項(xiàng)目硬件電路設(shè)計(jì).................140

第10章單片機(jī)定時(shí)控制項(xiàng)目.......1。2

15.4項(xiàng)目軟件設(shè)計(jì).....................143

10.1項(xiàng)目需求........................102

15.5項(xiàng)H網(wǎng)試.........................145

目錄Ml

第三部分單片機(jī)綜合案例實(shí)踐篇

第16章家用溫濕度測(cè)量播報(bào)17.3.1智能充電裾實(shí)現(xiàn)原理...........169

系統(tǒng)設(shè)計(jì).........N817.3.2鉀旎充電襦的功能分析.......17。

16.1項(xiàng)目背景和設(shè)計(jì)意義...............14317.4智能允電器硬件電路設(shè)計(jì)...........170

16.1.1項(xiàng)目背景.....................14817.4.I單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).........I加

17.4.2充電控制模塊設(shè)計(jì).............172

16.1.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)意義.................149

17.4.3供電電壓模塊.................173

16.2項(xiàng)目方案論證和方案選擇...........149

17.5智能充電器軟件實(shí)現(xiàn)...............174

16.2.1項(xiàng)目方案論證.................149

17.5.1單片機(jī)控制主程序設(shè)計(jì).......174

16.2.2設(shè)計(jì)方案選擇.................149

17.5.2充電捽制程序.................175

16.3家用溫濕度測(cè)球播報(bào)系統(tǒng)族理

17.5.3申口發(fā)送數(shù)據(jù).................1%

及功能.....................150

176系統(tǒng)冏試和結(jié)果分析...............177

163.1家用補(bǔ)溫度測(cè)址播報(bào)系統(tǒng)

17.6.1電路原理圖設(shè)計(jì)..............177

工作原理.....................150

17.6.2程序冏試....................177

16.3.2家用溫海度挑出播報(bào)系統(tǒng)

17.6.3性序下載....................178

功能分析.............150

17.6.4結(jié)果分析....................178

16.4索用溫阻度測(cè)狀播報(bào)系統(tǒng)硬件

17.6.5系統(tǒng)調(diào)試中所遇到問題......178

電路設(shè)計(jì).........................151

17.7總結(jié)............................180

16.4.|單片機(jī)取小系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)....ISI

附件:設(shè)計(jì)的電路原理圖.................180

16.4.2溫濕.采集模塊設(shè)計(jì).............152

第18亙無線遙控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì).....182

16.4.3液晶破示蟆塊設(shè)計(jì).............154

18.I項(xiàng)目背景及意義.................182

16.4.4語吝播報(bào)模塊設(shè).............155

18.1.i項(xiàng)目背景....................182

16.5家用圖沏度測(cè)盤播報(bào)系統(tǒng)的軟

18.1.2設(shè)計(jì)意義.....................182

件實(shí)現(xiàn).....................158

18.2方案論證.........................182

165.1單片機(jī)控制主程序軟件

18.2.1設(shè)計(jì)方案一...................182

設(shè)計(jì).........................159

18.2.2設(shè)計(jì)方案二...................183

165.2溫解采集程序設(shè)計(jì).............160

182.3方案比較與選擇...............183

16.5.3LCD城示程序設(shè)計(jì).............161

18.3無線遙控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)述.............184

16.5.4語音播報(bào)程序設(shè)計(jì).............162

18.3.1工作原理...................184

16.6系統(tǒng)周試.........................163

18.3,2功罐分析...................184

16.6.I軟件調(diào)試.....................163

18.4無線遛控開關(guān)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).......185

16.6.2實(shí)物調(diào)試中遇到向題...........164

184.1發(fā)射模塊.....................185

16.7總結(jié).............................165

18.4.2無線遙控開關(guān)電路設(shè)計(jì)....187

附件：設(shè)計(jì)的電路原理圖.................166

18.5無線遙控開關(guān)軟件設(shè)計(jì)............192

第17章單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能充電器18.5.1開關(guān)無線接收程序設(shè)計(jì).......\92

設(shè)計(jì).............167185.2數(shù)碼顯示程序設(shè)計(jì).............193

17.1項(xiàng)目背景和設(shè)汁意義...............16718.6系統(tǒng)調(diào)試........................194

17.I.I項(xiàng)目背景.....................16718.6.1程序編譯.....................1<M

17.1.2設(shè)計(jì)苣義.....................16818.6.2程序下載.....................195

17.2次計(jì)總體方案.....................16818.6.3調(diào)試出現(xiàn)的問題...............195

173智能充電器實(shí)現(xiàn)原理及功能.......16918.7總結(jié).............................196

\11151單片機(jī)初級(jí)入門實(shí)戰(zhàn)教程

附件：設(shè)計(jì)的電路原理圖.................1%20.3.5報(bào)警指示模塊設(shè)計(jì)............220

第19章融合物聯(lián)感知與GSM的20.3.6電源模塊電路設(shè)計(jì)............221

果因環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)......19820.4系娩軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)................222

19.1項(xiàng)目說明.........................19820.4.1主程序設(shè)計(jì)...................222

19.1.I研究背景....................19820.4.2串行EEPROM讀寫程序

10.1.2研究現(xiàn)狀.....................198設(shè)計(jì).................223

19.1.3研究?jī)?nèi)容.....................19920.4.34x4矩陣鍵做處理程序設(shè)計(jì)……226

19.2果園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì).......19920.5系統(tǒng)淵試總結(jié)...................227

19.2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理..............199附件：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路原理圖............227

19.2.2系統(tǒng)功能分析...............201第21章紅外遙控電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

19.3果園環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì).........229

設(shè)計(jì).......................20121.I一目說明........................229

19.3,1單片機(jī)最小系統(tǒng).............20121.1.1研究背景....................229

19.3.2現(xiàn)場(chǎng)端采集電路.............20221.1.2研究?jī)?nèi)容...................230

19.3.3OSMTG35i外陶電路設(shè)i|......20421.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)....................230

19.4栗園環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)感知笳21.2.I系統(tǒng)結(jié)構(gòu)....................230

軟件實(shí)現(xiàn)...................20721.2.2紅外遙控器I：作原理..........230

19.4.I主程序設(shè)計(jì).................20721.2.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)I：作岸■理..........232

19.4.2現(xiàn)場(chǎng)端數(shù)據(jù)信息發(fā)送程序21.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)................233

設(shè)計(jì).................20821.3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)..........233

19.4.3現(xiàn)場(chǎng)端數(shù)據(jù)信息接收程序21.3.2紅外遙控器模塊設(shè)”..........234

設(shè)計(jì).................20921.3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)模塊設(shè)it..........234

19.5系統(tǒng)測(cè)試.........................21021.3.4LCD顯示模塊設(shè)計(jì)............235

19.5.1系統(tǒng)測(cè)試步驟................21021.4系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)................236

19.5.2測(cè)試結(jié)果分析.................21121.4.1主程序設(shè)計(jì)...................236

19.6結(jié)論.............................21121.4.2紅外遙控潺解眄程序設(shè)計(jì).....236

附件:果園現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集數(shù)電路集理圖……21221.4.3LCD顯示程序................238

第20章單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖21.4.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制程序..........239

設(shè)計(jì).............21421.5系疏調(diào)試總結(jié)....................241

，o1

|項(xiàng)目說明.........................214附件：系統(tǒng)設(shè)計(jì)?的電路原理圖............241

20

1.1項(xiàng)目背景....................214第22章智能小車自動(dòng)尋跡系統(tǒng)

2^

1.2電子佬碼債優(yōu)點(diǎn)..............215設(shè)計(jì).............242

20

21.3研究?jī)?nèi)容...................21522.1項(xiàng)目背景和研究?jī)?nèi)容..............242

2O

?0系統(tǒng)總體設(shè)計(jì).....................21622.1.1項(xiàng)目背景....................242

2

2.1系統(tǒng)1:作原理................21622.1.2研究?jī)?nèi)容....................242

20.2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)...................21622.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)................242

20.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).................21722.2系銃電路設(shè)計(jì).....................244

2().3.1AT89S52旅片機(jī)最小系統(tǒng)22.2.1系統(tǒng)工作原理................244

設(shè)計(jì)................21722.2.2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)............244

20.3.2密內(nèi)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)...........21822.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).....................250

20.3.34x4矩陣鍵盤模塊設(shè)計(jì).......21922.3.1主程序設(shè)計(jì)...................250

20.3.4數(shù)碼管物示電照設(shè)”...........22022.3.2無線發(fā)射擇序設(shè)計(jì)............251

目錄

22.3.3數(shù)假管動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì).....25223.46溫度次儲(chǔ)子程序設(shè)計(jì).........270

22.4系統(tǒng)網(wǎng)試.........................25223.5系統(tǒng)謝試與總結(jié).................272

附件：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路原理圖.............25323.5.I系統(tǒng)調(diào)試.....................272

第23章紅外遙控風(fēng)扇控制系統(tǒng)23.5.2系統(tǒng)總結(jié).....................273

設(shè)計(jì).............256附件：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電跖厚理圖............273

23.1項(xiàng)目說明.........................256第24章多功能微電腦模擬電子

23.1.1研究背景.....................256秤設(shè)計(jì)...........275

23.1.2研究方案.....................25624.I項(xiàng)H說明........................275

23.2系統(tǒng)概述.........................25724.1.1項(xiàng)目背景....................275

23.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).................25724.1.2設(shè)計(jì)總體方案論證............275

23.3.IAT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)24.2多功能做電助電子秤實(shí)現(xiàn)原理.....276

設(shè)計(jì).................25724.3微電腦電子秤硬件電路設(shè)計(jì).......276

23.3.2器度傳感器電路設(shè)計(jì)...........25924.3.151求片機(jī)最小系統(tǒng).............276

23.3.3LCD1602顯示模塊役計(jì).......26224.3.2鍵盤電路.....................278

23.3.4紅外接收模塊.................26324.3.3ADC0809接口電路.............279

23.3.5電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)—塊設(shè)計(jì)..........26324.3.4數(shù)碼顯示電路.................279

23.3.6存儲(chǔ)電路.....................26424.4微電腦電子秤軟件實(shí)現(xiàn)............281

23.4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).....................26524.4.1至程序設(shè)計(jì)...................281

23.4.1主程序設(shè)計(jì).................26524.4.2誑跺控制程序設(shè)汁............282

23.4.2溫度采集/程序設(shè)計(jì)...........26624.4.3顯示程序設(shè)計(jì).................284

23.4.3紅外接收程序設(shè)計(jì)............26724.5系統(tǒng)潮試總結(jié).....................285

23.4.4LCD&示子程序設(shè)計(jì)..........268附件：系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路原理圖............285

23.4.5電動(dòng)機(jī)驅(qū).動(dòng)廣程序設(shè)”.......269

第一部分單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)篇

單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分主要向讀者介紹單片機(jī)技術(shù)背景和發(fā)展趨勢(shì)，單片機(jī)硬件體

系結(jié)構(gòu)以及C語言的學(xué)習(xí)，包括使用C語言對(duì)單片機(jī)進(jìn)行軟件開發(fā)、KeilC51開發(fā)

環(huán)境的學(xué)習(xí)和調(diào)試。對(duì)于初學(xué)者通過第一部分單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，使初學(xué)者

快速掌握單片機(jī)的基本技能，為后面進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)的應(yīng)用做好基礎(chǔ)工作。單

片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)部分由4章內(nèi)容構(gòu)成。

第1章緒論

第2章KeilC51軟件開發(fā)環(huán)境與ISP在線下載

第3章51單片機(jī)硬件系統(tǒng)及體系結(jié)構(gòu)

第4章51單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)

第1章緒論

1.1單片機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。單片微型計(jì)算機(jī)Single

dhipMicrocomputer,SCM）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。

“創(chuàng)新模式〃獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。微控制器Micro

ControllerUnit,MCU）階段，主要技術(shù)發(fā)展方向是不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)

要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)系統(tǒng)的智能化控制能力。單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)

立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最

大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)，詳細(xì)的發(fā)展階段如下：

1974年12月，美國仙童Fairchild）公司推出了世界上第一臺(tái)8位單片機(jī)F8。單片機(jī)

的發(fā)展過程分為以下幾個(gè)發(fā)展階段。

第一代單片機(jī)Q974T976年）：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)展的起步階段。集成度也較低，并且采用了雙

片形式。代表產(chǎn)品有Fairchild公

司的F8和Mostek公司的3870等。第

二代單片機(jī)1976-4978年）：

這是單片機(jī)的發(fā)展階段。最典型的產(chǎn)品有Intel公司的MCS-48系列單片機(jī)。

第三代單片機(jī)19797982年）：

這是8位單片機(jī)的成熟階段。代表產(chǎn)品有Intel公司的MCS-51系列機(jī)、Motorola公司的

MC6801系列機(jī)、Zilog公司的Z8系列機(jī)等。

第四代單片機(jī)（L983年以后）：

1983年以后是16位單片機(jī)和8位高性能單片機(jī)并行發(fā)展的時(shí)代。隨著微電子技術(shù)、IC

設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基7SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片

機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。

目前，單片機(jī)正朝著多功能、多選擇、高速度、低功耗、低價(jià)格、擴(kuò)大存儲(chǔ)容量和加強(qiáng)I

/0功能以及結(jié)構(gòu)兼容方向發(fā)展，單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)具體體現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

1）多功能在單片機(jī)中盡可能多的將應(yīng)用系統(tǒng)中所需要的存儲(chǔ)潛、各種功能的I/0

口都集成在一塊芯片內(nèi)，即外圍器件內(nèi)裝化，如把LED、LCD和VFD顯示驅(qū)動(dòng)器集成在單

片機(jī)中，如把A-D、D-A以及多路模擬開關(guān)和采樣/保持器也集成在單片機(jī)中。

。）高性能精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)deducedInstructionSetComputer,RISC）是計(jì)算機(jī)中

央處理器的一種設(shè)計(jì)模式。使用RISC體系結(jié)構(gòu)、并行流水線操作和DSP等設(shè)計(jì)技術(shù)，使單

片機(jī)的指令運(yùn)行速度得到大大提高，其電磁兼容等性能明顯優(yōu)于同類型的微處理器。

B）全盤CMOS化單片機(jī)采用兩種半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)，HMOS工藝即高密度短溝道

MOS工藝；CHMOS工藝即互補(bǔ)金屬氧化物的HMOS工藝，如8051的功耗為630mW,而

第1章緒論3

80c51的功耗僅為120mW。從第三代單片機(jī)起開始淘汰非CMOS工藝。4）推行串行擴(kuò)展總線

顯著減少引腳數(shù)量，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。隨著外圍器件串行接口

的發(fā)展，單片機(jī)串行接口的普遍化、高速化使得并行擴(kuò)展接口技術(shù)日漸衰退。推出了刪去并行

總線的非總線單片機(jī)，需要外擴(kuò)器件存儲(chǔ)器、I/O等），采用串行擴(kuò)展總線，甚至用軟件

虛擬串行總線來實(shí)現(xiàn)。

另外單片機(jī)具體的功能體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1）4位、8位、16位、32位單片機(jī)共存，并各有自己的生存空間。

2）CPU功能不斷增強(qiáng)、運(yùn)行速度不斷提高。

B）內(nèi)部資源增多，增加存儲(chǔ)器容量、片內(nèi)外設(shè)如A-D、D-A、LED/LCD驅(qū)動(dòng)、PWM

等。

4）引腳的多功能化。

6）低電壓和低功耗。

6）結(jié)合ASIC和RISC技術(shù)，使單片機(jī)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.2單片機(jī)技術(shù)定義以及應(yīng)用

1.2.1單片機(jī)技術(shù)定義

單片機(jī)的定義：采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU）、隨

機(jī)存儲(chǔ)器「AM）、只讀存儲(chǔ)器ROM）、多種I/O口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能

時(shí)能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A-D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一

塊唯片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

單片機(jī)的類型和型號(hào)比較多，目前使用比較廣的單片機(jī)有MCS-51系列、AVR、PIC、

MSP430等。而51系列是應(yīng)用最廣泛的，也是最容易入門的、最有代表性的，常用的型號(hào)有

STC89XXX、AT89XXX、P89XXX等。51系列都采用8051內(nèi)核，因此不同廠家的51單片機(jī)幾

乎互相兼容。由于STC單片機(jī)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，因此市場(chǎng)份額最大，用得最廣。AVR單片機(jī)的

速度比較快，性能比51單片機(jī)高，但價(jià)格也較高。各和類型單片機(jī)都是相通的，只要學(xué)好任

何一種類型單片機(jī)，其他單片機(jī)的學(xué)習(xí)通過芯片使用手冊(cè)可以做到舉一反三，掌握速度也是非

?？斓摹?/p>

1.2.2單片機(jī)應(yīng)用

隨著近幾年IT技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得IT產(chǎn)業(yè)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防科研及日常生活各個(gè)

領(lǐng)域均顯示了日益旺盛的生命力。在國內(nèi)，20多年來，微型機(jī)不斷地更新?lián)Q代，新的產(chǎn)品

層出不窮。在微機(jī)的大家族中，近年來單片微型計(jì)算機(jī)以其低價(jià)位、高性能的特點(diǎn)異軍突

起，發(fā)展極為迅速，應(yīng)用十分廣泛。目前，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研等各

個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的技術(shù)。而單片機(jī)的應(yīng)用提高了機(jī)電設(shè)備的技術(shù)水平和自

動(dòng)化程度，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代起到了重要的推動(dòng)作用。

1.單片機(jī)特別適用于機(jī)、電、儀一體的智能化產(chǎn)品

在各類儀器儀表中包括醫(yī)療器械、色譜儀、溫度、濕度、流量、流速、電壓、頻率、

451單片機(jī)初級(jí)入門實(shí)戰(zhàn)教程

功率、長(zhǎng)度、硬度、元素測(cè)定等）引入單片機(jī)，使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化等功能

大大提高。

2.單片機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用

3.單片機(jī)在通信方面的應(yīng)用

單片機(jī)成功地應(yīng)用于玩具、游戲機(jī)、充電器、按摩器、IC卡電話、IC卡水表、IC卡煤氣

表、IC卡電能表、流量溫控儀表、家庭自動(dòng)化、電子鎖、電子秤、步進(jìn)電機(jī)、防盜報(bào)警、電子

日歷時(shí)鐘等日常生活的產(chǎn)品中。

4.計(jì)算機(jī)外部連接設(shè)備圖形終端、彩色黑白復(fù)印機(jī)、軟盤及硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、打印

機(jī)的內(nèi)部都采用單片機(jī)

進(jìn)行控制。不難發(fā)現(xiàn)單片機(jī)是一個(gè)萬能

器件,

它可以完成很多設(shè)備的控制工作，尤其

對(duì)于初學(xué)者很想以最快的速度學(xué)會(huì)單片

機(jī)并設(shè)計(jì)一塊由單片機(jī)控制的電子系

統(tǒng)，這里給讀者展示一些由單片機(jī)完成

的一些簡(jiǎn)單的電子系統(tǒng)供初學(xué)者對(duì)單片

機(jī)后續(xù)的學(xué)習(xí)有個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)。

圖1-1是一個(gè)用單片機(jī)控制GSM

TC35i實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程空氣和土壤溫濕度監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)，針對(duì)傳統(tǒng)果苗生長(zhǎng)環(huán)境信息獲取

科學(xué)度低、時(shí)效性差等不足，將物聯(lián)感

知與GSM技術(shù)應(yīng)用到果苗生長(zhǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中。通過對(duì)果苗生長(zhǎng)所需的空氣

圖1-1無線溫濕度采集終端

和土壤溫濕度信息進(jìn)行采集，利用GSMTC35i模塊，以短消息的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，

實(shí)時(shí)將采集的信息發(fā)送到果農(nóng)手機(jī)端，有利于減輕果農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度、提高果苗生長(zhǎng)品質(zhì)，這是一

個(gè)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的案例。

圖1-2是一個(gè)利用單片機(jī)技術(shù)采用

語音芯片ISD1420實(shí)現(xiàn)溫濕采集播報(bào)系

統(tǒng)，系統(tǒng)硬件電路主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)

模塊、液晶顯示模塊、溫度傳感器模塊

語音芯片模塊構(gòu)成；軟件設(shè)計(jì)在keil仿

真環(huán)境下采用C語言編程。設(shè)計(jì)的溫濕

播報(bào)系統(tǒng)能夠在液晶屏上顯示測(cè)量的溫

度和濕度，同時(shí)可以語音播報(bào)，實(shí)用性

和可靠性強(qiáng)。這是一個(gè)應(yīng)用日常生活或

者環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的案例。

圖1-3是一個(gè)采用單片機(jī)利用無線

通信技術(shù)設(shè)計(jì)的一款兩通道無線遙控開

關(guān)系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件由發(fā)射模塊和接收模圖1-2家用溫濕測(cè)量播報(bào)系統(tǒng)實(shí)物圖

第1章緒論5

塊兩部分構(gòu)成，其中發(fā)射模塊采用PT2262進(jìn)行編碼發(fā)射，接收模塊由PT2272解碼電路、

電源電路、數(shù)碼顯示電路和繼電器控

制電路構(gòu)成；軟件系統(tǒng)采用C語言編

程，實(shí)現(xiàn)兩通道遙控開關(guān)系統(tǒng)，這是

一個(gè)應(yīng)用于無線通信方面的案例。

圖1-4是一個(gè)利用單片機(jī)采用

MAX1898充電芯片的一款智能充電器

系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件電路主要有單片機(jī)最

小系統(tǒng)、充電控制模塊、供電電壓模

塊和報(bào)警模塊構(gòu)成；軟件系統(tǒng)利用單

片機(jī)TO定時(shí)器，采用C語言編程。系

統(tǒng)具有預(yù)充、充電保護(hù)、自動(dòng)斷電和

充電完成報(bào)警提示功能，避免了由于

圖1-3無線遙控開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

過電壓充電對(duì)電池造成的損害，保護(hù)

圖1-4智能充電器的實(shí)物圖

從上述4個(gè)簡(jiǎn)單的案例介紹中看出，單片機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，同時(shí)學(xué)好單片機(jī)可以解決

很多電子系統(tǒng)的控制問題，所以要求讀者只要靜下心來慢慢地將整本書仔細(xì)閱讀，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)

單片機(jī)技術(shù)一點(diǎn)都不難，你一定可以設(shè)計(jì)出一套符合設(shè)計(jì)要求的單片機(jī)控制系統(tǒng)。

1.3單片機(jī)開發(fā)板簡(jiǎn)介

單片機(jī)初學(xué)者手上最好有一塊單片機(jī)開發(fā)板，這樣才能將學(xué)到的單片機(jī)知識(shí)理論與實(shí)踐相

結(jié)合，才能真正學(xué)好單片機(jī)。一般單片機(jī)的開發(fā)板價(jià)格不是很貴，以200-300元的單片機(jī)開

發(fā)板最為適宜，只要單片機(jī)開發(fā)板功能強(qiáng)大，可以幫助初學(xué)者學(xué)習(xí)單片機(jī)的外圍電路，

651單片機(jī)初級(jí)入門實(shí)戰(zhàn)教程

熟悉單片機(jī)各種硬件電路和鍛煉單片機(jī)軟件編程。另外，開發(fā)板所附帶的文件資料非常重

要，開發(fā)板附贈(zèng)資料至少包括整塊開發(fā)板的電路原理圖原理圖方便設(shè)計(jì)者讀懂電路并進(jìn)

行二次開發(fā)和程序設(shè)計(jì)使用），還需有豐富的實(shí)例程序和各種開發(fā)軟件，這樣對(duì)于初學(xué)者入門

單片機(jī)學(xué)習(xí)速度會(huì)加快。本書第二部分單片機(jī)基礎(chǔ)案例實(shí)踐篇中，單片機(jī)案例調(diào)試均在廣州研

展電子科技有限公司的YZ200單片機(jī)開發(fā)板和杭州晶控電子有限公司的51單片機(jī)綜合開發(fā)

板上進(jìn)行調(diào)試。這里介紹一般51開發(fā)板系統(tǒng)的需求和系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：

1.單片機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)需求

系統(tǒng)軟硬件需求：

計(jì)算機(jī)一臺(tái)奔騰級(jí)以上的家用電腦即可，要求不苛刻）；51單片機(jī)開發(fā)板一套

Windows98/ME/XP/2003/7操作系統(tǒng)，最小硬盤空間為80MB。主要硬件接口功能

說明：

RS232串口：用于仿真操作如無串口，可以用USB轉(zhuǎn)RS232串口線）。

USBn：提供51單片機(jī)系統(tǒng)電源。

2.51單片機(jī)開發(fā)板系統(tǒng)特點(diǎn)

1）編程、實(shí)驗(yàn)、仿真功能，具有40引腳和20引腳外擴(kuò)仿真接口。2）串口通信，支持

USB轉(zhuǎn)RS232串口線，可以直接用于只有USB口的便捷式計(jì)算機(jī)

或臺(tái)式計(jì)算機(jī)。

3）配有40Pin外接仿真頭，可以作為一臺(tái)獨(dú)立的51單片機(jī)硬件仿真器使用，通過Keil

軟件配合，即可對(duì)外部硬件以及板上資源實(shí)現(xiàn)單步調(diào)試，設(shè)置斷點(diǎn)，全速執(zhí)行等功能。

4）開放性設(shè)計(jì).可擴(kuò)接任意功能的外圍模塊.如溫度傳感模塊、語音錄音芯片模塊等,

1.4單片機(jī)學(xué)習(xí)方法

學(xué)好單片機(jī)最有效的方法與途徑關(guān)鍵在于是否將理論與實(shí)踐相結(jié)合，多看書，多動(dòng)手，多

實(shí)踐，這樣才能將學(xué)到的理論知識(shí)進(jìn)行深刻地理解與掌握。

多看書：學(xué)好單片機(jī)的基本理論，對(duì)硬件系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu)要有一定的了解。2）多動(dòng)

手、多實(shí)踐：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一門非常實(shí)用的課程，只看書是絕不能學(xué)好單片機(jī)的，

要做到理論與實(shí)踐并重。最好有一塊功能比較全的開發(fā)板，通過在開發(fā)板上多編程，多做實(shí)驗(yàn),

只有不斷訓(xùn)練，才能深入學(xué)習(xí)好單片機(jī)。

本書突破傳統(tǒng)教科書“教條式〃的學(xué)習(xí)模式，通過案例驅(qū)動(dòng)采用理論與實(shí)踐結(jié)合方式

的學(xué)習(xí)模式，遵循由淺入深、刪繁就簡(jiǎn)、理論聯(lián)系實(shí)際的原則，使初學(xué)者可以在很短的學(xué)習(xí)周

期內(nèi)對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用快速掌握，快速進(jìn)入單片機(jī)世界的大門。

1.5本章小結(jié)

本章主要對(duì)單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行概述，主要從單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用兩個(gè)方面進(jìn)行闡

述，讀者通過閱讀一些單片機(jī)開發(fā)案例了解單片機(jī)，最后針對(duì)初學(xué)者如何在較短的學(xué)習(xí)周期內(nèi)

掌握單片機(jī)給出一些學(xué)習(xí)意見，為后續(xù)單片機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

第2章KeilC51軟件開發(fā)環(huán)境與ISP在線下載

2.1KeilC51nVision4軟件介紹

51單片機(jī)的開發(fā)除了需要硬件的支持，同樣需要軟件的支持，CPU執(zhí)行的是機(jī)器碼,

而用匯編語言或者C語言等高級(jí)語言

編寫的程序必須轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼才能被

CPU