單片機預備知識課件

1、單片機十天征服你！第1頁，共53頁。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面，6月開始學習單片機，9月參加黑龍江省大學生電子設計大賽獲一等獎，04年主要學會了單片機的匯編語言編程和非常簡單的常用電路設計。第2頁，共53頁。 05年開始學單片機C語言編程，5月獲學校五四杯電子設計競賽二等獎，6月參加“梟龍杯”全國空中機器人比賽于11月在成都舉行，獲全國亞軍，9月參加“索尼杯”全國大學生電子設計競賽未獲獎。05年期間學會了C語言、C+語言、VC+編程、VHDL語言、FPGA/CPLD（可編程邏輯器件）。第

2、3頁，共53頁。06年5月獲校五四杯電子設計大賽一等獎，同年被免試保送信通學院讀碩士研究生。06年開始和同學一起對外承接工程項目，同時學習DSP（數(shù)字信號處理器），8月建立了個人網站（天祥電子），主要是產品宣傳與銷售。07年5月獲校五四杯電子設計大賽一等獎，黑龍江省挑戰(zhàn)杯電子設計競賽一等獎。07年主要對外承接工程項目，同年學習ARM7（嵌入式系統(tǒng)設計）。第4頁，共53頁。 以此鼓勵同學們，希望同學們從現(xiàn)在開始你們的電子創(chuàng)新生活，只要大家有信心、有熱情，不久的將來必將碩果累累、前途無量。第5頁，共53頁。第一講學單片機需要什么基礎？什么是單片機、單片機能做什么、怎么開始學習單片機。學單片機需要的

3、一些預備知識C51基礎知識。了解TX-1C單片機學習板系統(tǒng)結構如何用TX-1C單片機學習板在短時間內掌握51單片機和C語言編程。KEIL工程建立詳細介紹及KEIL軟件使用方法從點亮實驗板上的一個發(fā)光二極管開始第6頁，共53頁。學單片機需要什么基礎？與以前所學的知識關聯(lián)很少；只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識，如二進制、十進制、十六進制之間的轉換，與、或、非邏輯關系等；對各種器件的概念基本上是從0開始；如果要用C語言編程，需具備簡單的C語言基礎；所有人都站在了同一起跑線上;第7頁，共53頁。 什么是單片機？單板機 將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設備（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），就構成了一臺單板微型計算機（簡稱單板機）。單板機第8頁，共53頁。單板機的I/O設備簡單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計算機原理的教學及簡單的測控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。第9頁，共53頁。 單片機 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，從而構成了單芯片微型計算機，即單片機。 Intel公司推出了MCS-51系列單片機：集成 8位CPU、4K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個8位并口、1個全雙工串行口、2個16位定時/計數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強的布爾處理器。單板機單片機第10頁，共53頁。單片機能

5、做什么實物展示用到單片機的項目經驗介紹 手持糧庫溫度尋檢設備畢設答辯打分器電話臺燈自動感應水龍頭凡是與控制或簡單計算有關的電子設備都可以用單片機來實現(xiàn)，再根據(jù)具體實際情況選擇不同性能的單片機，如：atmel,stc,pic,avr,凌陽，80C51，arm等第11頁，共53頁。工業(yè)自動化：數(shù)據(jù)采集、測控技術。智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應電流表等。消費類電子產品：洗衣機、電冰箱、空調機、電視機、微波爐、手機、IC卡、汽車電子設備等。通訊方面：調制解調器、程控交換技術、手機、小靈通等。武器裝備：飛機、軍艦、坦克、導彈、航天飛機、魚雷制導、智能武器等。等等.第12頁，共53

6、頁。怎么開始學習？實踐第一。補充必要的理論知識，即缺什么補什么。做工程項目積累經驗。（可在網絡上搜集題目，也可自己有什么想法大膽的去試驗）第13頁，共53頁。預備知識電平特性2進制與16進制的表示及轉換二進制數(shù)的邏輯運算8051單片機介紹C51基礎知識第14頁，共53頁。關于電平特性數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低（本課程中）定義單片機為TTL電平： 高 +5V 低 0VRS232電平：計算機的串口 高 -12V 低+12V 所以計算機與單片機之間通訊時需要加電平轉換芯片max232（實驗板上左下角）。第15頁，共53頁。二進制數(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，共53頁。十六進制是二進制的簡短表示形式。 十進制中的0-15分別表示為十六進制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟練掌握二進制與十六進制之間的轉換。 規(guī)律：一般把四個二進制數(shù)放在一起轉換成一個十六進制數(shù)，轉換時先把二進制數(shù)轉換成十進制數(shù)，再把十進制數(shù)轉換成十六進制數(shù)。第17頁，共53頁。如：0001B - 1 - 1H B表示為二進制，H為十六進制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH第18頁，共53頁。 各種

8、進位制的對應關系 十進制二進制十六進制十進制二進制十六進制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008第19頁，共53頁。 二進制數(shù)的邏輯運算 1. “與”運算 “與”運算是實現(xiàn)“必須都有,否則就沒有”這種邏輯關系的一種運算。 運算符為“ ”, 其運算規(guī)則如下:00=0, 01=10=0, 11=1 第20頁，共53頁。 2. “或”運算 “或”運算是實現(xiàn)“只要其中之一有,就有”這種邏輯關系的一種運算, 其運算符為“+”。 “或”運算規(guī)則如下:0

9、+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=1第21頁，共53頁。 3. “非”運算 “非”運算是實現(xiàn)“求反”這種邏輯的一種運算，如變量A的“非”運算記作 。 其運算規(guī)則如下: A第22頁，共53頁。 4. “異或”運算 “異或”運算是實現(xiàn)“必須不同, 否則就沒有”這種邏輯的一種運算, 運算符為“”。其運算規(guī)則是: 第23頁，共53頁。 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

10、品 。補充：關于型號的介紹 80C51是MCS-51系列中的一個典型品種；其它廠商以8051為基核開發(fā)出的CMOS工藝單片機產品統(tǒng)稱為80C51系列。當前常用的80C51系列單片機主要產品有：第24頁，共53頁。80C51的引腳封裝總線型非總線型第25頁，共53頁。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定時器0外部輸入P3.5：T1定時器1外部輸入P3.6：WR外部寫控制P3.7：RD外部讀控制第26頁，共53頁。第27頁，共53頁。 總線（BUS）是計算機各部件之間傳送信息

11、的公共通道。微機中有內部總線和外部總線兩類。內部總線是CPU內部之間的連線。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，共53頁。CPU：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)，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數(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；第2

12、9頁，共53頁。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)單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；片內振蕩器和時鐘產生電路，石英晶體和微調電容需要外接。最高振蕩頻率取決于單片機型號及性能。第30頁，共53頁。C51知識C語言是一種編譯型程序設計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。目前，使用C語言進行程序設計已經成為軟件開發(fā)的一個主流。用C語言開發(fā)系統(tǒng)可以大大縮短開發(fā)周期，明顯增強程序的可讀性，便于改進、擴充和移植。而針對8051的C語言日趨成熟，成為了專業(yè)化的實用高級語言。第31頁，共53頁。C語言作為一種非常方便的語言而得到

13、廣泛的支持，很多硬件開發(fā)都用C語言編程，如：各種單片機、DSP、ARM等.C語言程序本身不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不作修改就可將程序從不同的單片機中移植過來。C提供了很多數(shù)學函數(shù)并支持浮點運算，開發(fā)效率高，故可縮短開發(fā)時間，增加程序可讀性和可維護性。 C-51的特點第32頁，共53頁。C-51與ASM-51相比，有如下優(yōu)點：1.對單片機的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對8051 的存貯器結構有初步了解；2.寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理；3.程序有規(guī)范的結構，可分成不同的函數(shù)，這種方式可使程序結構化；4.提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力；5.由于具有

14、方便的模塊化編程技術，使已編好程序可容易地移植；第33頁，共53頁。C51的數(shù)據(jù)類型基本數(shù)據(jù)類型類型符號關鍵字數(shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實型有無(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uns

15、igned char80255第34頁，共53頁。C語言中的基本數(shù)據(jù)類型類型符號關鍵字數(shù)的表示范圍所占位數(shù)整型字符型實型有無(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unsigned char80

16、255第35頁，共53頁。C51的數(shù)據(jù)類型擴充定義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，共53頁。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語言中的關鍵字表示。C-51數(shù)據(jù)的存儲類型第37頁，共53頁。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)學運算）； 第38頁，共53頁。C-51的運算符與C語言基本相同：+ - * / （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，共53頁。 C-51的基本語句 與標準C語言基本相同： if 選擇語言 while 循環(huán)語言 for 循環(huán)語言 switch/case 多分支選擇語言 do-while 循環(huán)語言 第40頁，共53頁。中斷服務程序函數(shù)名（）interrupt n using m函數(shù)內部實現(xiàn) . I/O口定義

18、sbit beep=P23;第41頁，共53頁。單片機主要掌握以下幾點最小系統(tǒng)能夠運行起來的必要條件。 1.電源 2.晶振3.復位電路對單片機任意IO口的隨意操作 1.輸出控制電平高低2.輸出檢測電平高低。定時器：重點掌握最常用的方式2中斷：外部中斷、定時器中斷、串口中斷串口通信：單片機之間、單片機與計算機間第42頁，共53頁。KEIL的使用掌握KEIL工程的建立和軟件的開發(fā)；掌握KEIL中軟件仿真的基本應用；掌握用KEIL直接硬件仿真TX-1C單片機學習板的方法第43頁，共53頁。Main 函數(shù)格式：void main()特點：無返回值，無參。任何一個C程序有且僅有一個main函數(shù)，它是整個程序開始執(zhí)行的入口。例：void main