項(xiàng)目1 熟悉單片機(jī)的操作環(huán)境

教學(xué)內(nèi)容任務(wù)1-1KeilC51軟件的使用認(rèn)識單片機(jī)

1.單片微型計(jì)算機(jī)

2.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

3.51單片機(jī)任務(wù)1-2G一個(gè)LED發(fā)光二極管的閃爍控制學(xué)習(xí)單片機(jī)的準(zhǔn)備項(xiàng)目1熟悉單片機(jī)操作環(huán)境二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制MCU）。緒論事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。

單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能

單片機(jī)就在身邊,我們最熟悉的陌生人讓我們先從感觀上認(rèn)識單片機(jī)!涉及內(nèi)容MCS-51的基本硬件結(jié)構(gòu)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷系統(tǒng)串行口存儲器A/D轉(zhuǎn)換接口設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)再讓我們來認(rèn)識一下教材!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；用C語言編程，用到哪學(xué)到哪,夠用就行；所有人都站在了同一起跑線上.相信自己,你行的!課程要求本課程是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程。通過課程的學(xué)習(xí)，掌握軟件編程和硬件電路設(shè)計(jì)的方法，能夠進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試工作。單片機(jī)學(xué)什么?我們學(xué)習(xí)單片機(jī)學(xué)習(xí)什么？內(nèi)部

IO口,定時(shí)器，串口，中斷，AD,DA,…（都是通過各種寄存器來控制的，我們學(xué)習(xí)的就是怎么去操作這些寄存器。）外部各種外設(shè)，外部模塊的原理和應(yīng)用。（比如說：鍵盤，LCD，液晶屏，還有各種通信協(xié)議。）本課程學(xué)習(xí)要領(lǐng):在實(shí)踐中成長!學(xué)習(xí)步驟:1.鸚鵡學(xué)舌.2.照葫蘆畫瓢.3.它山之石可以攻玉.4.理論實(shí)踐相結(jié)合.小提示:保存好你做過的所有的源程序、PCB、原理圖等----那是你最好的積累之一。學(xué)習(xí)方法推薦:

1.自已配置一套實(shí)驗(yàn)板,親自動(dòng)手連接電路,

理解課本的每個(gè)任務(wù),實(shí)際用實(shí)驗(yàn)板或上機(jī)仿真測試效果.

2.認(rèn)真完成課后的程序題.

3.自行修改每個(gè)任務(wù)的程序,上機(jī)驗(yàn)證.

4.通過網(wǎng)絡(luò)或圖書,接觸更多的單片機(jī)應(yīng)用.

5.清楚自己學(xué)單片機(jī)的動(dòng)力所在，并為自己的學(xué)習(xí)做一個(gè)規(guī)劃。

學(xué)習(xí)單片機(jī)的最終目的是開發(fā)，是一個(gè)通過創(chuàng)造智能控制的實(shí)物，體現(xiàn)自己的價(jià)值的過程。推薦視頻教程天狼星電子51單片機(jī)C語言視頻教程郭天祥單片機(jī)(十天征服單片機(jī))宋老師手把手教你學(xué)單片機(jī)C語言慧凈單片機(jī)…….

1.1.1什么是單片機(jī)

1.單片微型計(jì)算機(jī)

2.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

3.51單片機(jī)

1.1.2學(xué)習(xí)單片機(jī)的準(zhǔn)備1.1什么是單片機(jī)通過本單元的學(xué)習(xí),了解到什么是單片機(jī)和單片機(jī)的發(fā)展,對單片機(jī)最小系統(tǒng)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)有個(gè)初步的認(rèn)識,并對單片機(jī)的基本工作過程有一個(gè)大致的了解,對其硬件結(jié)構(gòu)及工作原理有所了解.學(xué)習(xí)目的教學(xué)導(dǎo)航本次課重點(diǎn)：單片機(jī)概念

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

KeilC51的使用單片機(jī)開發(fā)流程本章難點(diǎn)：單片機(jī)概念必須掌握理論：單片機(jī)概念KeilC51的使用一.單片微型計(jì)算機(jī)1.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（電腦）硬件結(jié)構(gòu)——常見的微機(jī)外形臺式微機(jī)便攜式微機(jī)立式微機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱“微型機(jī)”、“微機(jī)”，由于其具備人腦的某些功能，所以也稱其為“微電腦”。1.1.1什么是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)——微機(jī)硬件組成

顯示器主機(jī)鍵盤鼠標(biāo)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)——運(yùn)算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬件系統(tǒng)——構(gòu)成微機(jī)的實(shí)體和裝置.看得見,摸得著的.軟件系統(tǒng)——你所編寫的程序.軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成實(shí)用的微機(jī)系統(tǒng)，兩者是相輔相成、缺一不可的。

軟件系統(tǒng)+微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（即電腦）CPU輸入設(shè)備輸出設(shè)備軟件系統(tǒng)+微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)輸入接口電路輸出接口電路運(yùn)算器控制器存儲器2.單片微型計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）簡稱單片機(jī)，是指集成在一個(gè)芯片上的微型計(jì)算機(jī)，它的各種功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、存儲器（memory）、基本輸入/輸出(Input/Output，簡稱I/O)接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)等，都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又稱為微控制器(Micro-ControllerUnit，簡稱MCU)。觀看教學(xué)視頻:什么是單片機(jī)

單片機(jī)的預(yù)備知識電平特性數(shù)字電路中只有兩種電平：高電平和低電平高電平：5V或者3.3V，取決單片機(jī)電源。低電平：0VRS232電平：計(jì)算機(jī)串口的電平高電平：-12V低電平：+12V所以當(dāng)我們用單片機(jī)跟電腦通信的時(shí)候，我們要通過各種元器件將單片機(jī)的電平轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識別的電平才能跟電腦進(jìn)行通信。友情提示:這種轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)板上已有硬件,編寫程序時(shí),不必兩考慮.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)＋接口電路及外設(shè)等＋軟件硬件單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可2.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

觀看教學(xué)視頻:單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

3.51單片機(jī)通用型:為一個(gè)基本芯片,覆蓋多種應(yīng)用需求.專用型:針對某一種產(chǎn)品或某一種控制應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的.可靠性及經(jīng)濟(jì)成本最佳.本課程:MCS-51單片機(jī)(80C51為主),為通用型,1.單片機(jī)的特點(diǎn)體積小，重量輕電源單一，功耗低功能強(qiáng)，價(jià)格低單片機(jī)芯片即是一臺完整的微型計(jì)算機(jī)，在單片機(jī)產(chǎn)品的引腳封裝方面，有的單片機(jī)引腳已減少到8個(gè)或更少。從而使應(yīng)用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡單方便。由于CPU、存儲器及I/O接口集成在同一芯片內(nèi)，各部件間的連接緊湊，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響，所以單片機(jī)的可靠性非常高。運(yùn)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高可以嵌入到電子產(chǎn)品中——嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)工業(yè)方面民用方面儀表方面電訊方面數(shù)據(jù)處理方面汽車方面2.單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

◆智能儀器儀表

單片機(jī)用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時(shí)還簡化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。◆機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體，具有智能化特征的各種機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)包裝機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等?！魧?shí)時(shí)工業(yè)控制單片機(jī)還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實(shí)現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動(dòng)生產(chǎn)線等。◆家用電器家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。

另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。如汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子等。4位單片機(jī)階段

1975年美國德克薩斯儀器公司（TI）首次推出4位單片機(jī)TMS-1000。

4位單片機(jī)主要用于家用電器、電子玩具等。8位單片機(jī)階段

1976年9月，美國Intel公司首先推出了MCS-48系列8位單片機(jī)。

8位單片機(jī)由于功能強(qiáng)，被廣泛用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個(gè)領(lǐng)域。3.單片機(jī)的發(fā)展與種類小提示:位數(shù)是指二進(jìn)制數(shù)，多少位是指該處理器特別是其中的寄存器能夠保存多少位的數(shù)據(jù)，也就是它一次能處理多少位的數(shù)據(jù)。16位單片機(jī)階段

1983年Intel公司推出了16位單片機(jī)MCS-96系列。

16位單片機(jī)可用于高速復(fù)雜的控制系統(tǒng)。

32位單片機(jī)

近年來，各個(gè)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家已進(jìn)入更高性能的32位單片機(jī)研制、生產(chǎn)階段。◆單片機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了由4位機(jī)到8位機(jī),再到32位機(jī)的發(fā)展過程目前8位單片機(jī)仍是單片機(jī)的主流機(jī)型；◆生產(chǎn)廠商：美國：IntelMotorola、Microchip、Atmel荷蘭:Philips德國：Siemens日本：Nec中國:STC(宏晶)4.MCS-51系列單片機(jī)小知識:單片機(jī)內(nèi)部資源的三大指標(biāo)1.ROM:程序存儲空間,即相當(dāng)于電腦的硬盤.2.RAM:內(nèi)存,存儲定義的變量和中間過程結(jié)果.相當(dāng)于電腦的內(nèi)存.3.SFR:特殊功能寄存器.Atmel公司的MCS-51系列單片機(jī)

特點(diǎn):

80系列與89系列封裝相同，可直接更換。

8051：內(nèi)部帶有掩膜（由工廠直接編程燒死）的程序存儲器，自己無法修改

80C51：內(nèi)部帶有Flash存儲器可以電擦除和改寫，字母C代表CMOS工藝

8051與80C51的區(qū)別：可移植，管腳一致，80C51在工藝上更好，為低功耗芯片。

8051單片機(jī)可分為無ROM型和ROM型兩種無ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應(yīng)用（典型芯片為8031）ROM型芯片又分為EPROM型（典型芯片為8751）、FLASH型（典型芯片為89C51）、掩膜ROM型（典型芯片為8051）、一次性可編程ROM（OneTimeProgramming,簡稱OTP）的芯片（典型芯片為97C51)51子系列:基本型，根據(jù)片內(nèi)ROM的配置，對應(yīng)芯片分別為8031、8051、8751、9851。52子系列：增強(qiáng)型，根據(jù)片內(nèi)ROM的配置，對應(yīng)芯片分別顯8032、8052、8752、8952。說明：8031及8032內(nèi)部無ROM。本課程以80C51為例編寫程序。典型單片機(jī)產(chǎn)品

?根據(jù)每種型號的存儲器的類型無ROM型:8031ROM型:8051EPROM:8751EEPROM型:8951小知識

1.EPROM有一個(gè)小玻璃窗口，用紫外線照射檫除,麻煩,費(fèi)時(shí)。

2.EEPROM用電檫除，主要用于存儲數(shù)據(jù)，掉電后數(shù)據(jù)也不會丟失，好用方便.3.FLASH是(用電)塊擦除的,速度快,可重用率高

4.MASK(掩膜)：是指程序數(shù)據(jù)已經(jīng)做成光刻版，在單片機(jī)生產(chǎn)的過程中把程序做進(jìn)去。

8051功耗約為630mW,而80C51的功耗只有120mW。本節(jié)小結(jié)

首先從一個(gè)任務(wù)出發(fā),通過實(shí)物，了解了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及源程序,然后給出了單片機(jī)的概念，單片機(jī)即單片微機(jī)，也叫微控制器。 然后介紹了單片機(jī)的發(fā)展概況，使我們基本了解了單片機(jī)的歷史及發(fā)展。 接著討論了單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用，使我們樹立起學(xué)習(xí)單片機(jī)的目標(biāo)。 接下來對常見及常用的單片機(jī)作了一個(gè)總體介紹，使我們了解了單片機(jī)更多的功能和特點(diǎn)。

觀看教學(xué)視頻:

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)

1.1.2單片機(jī)內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)

CPU

存儲器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

中斷系統(tǒng)P0-P3TxDRxD

TINT并行I/O口串行I/O口實(shí)為一小型計(jì)算機(jī)

從圖中可以看到，MCS-51單片機(jī)在一塊芯片中集成了微型計(jì)算機(jī)所具有的所有部件，是一個(gè)簡單的微型計(jì)算機(jī).從功能的角度來看，主要包括8個(gè)部分。時(shí)鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時(shí)計(jì)數(shù)器中央處理器CPU：8位，運(yùn)算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個(gè)單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個(gè)全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）時(shí)鐘電路：可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ復(fù)位電路8051單片機(jī)的基本組成中央處理器CPU：8位，單片機(jī)的控制核心,完成運(yùn)算和控制功能。內(nèi)部RAM：片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器RAM,共256個(gè)RAM單元，用戶使用前128個(gè)單元，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)，掉電后數(shù)據(jù)丟失,后128個(gè)單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：片內(nèi)程序存儲器FlashROM,4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。掉電數(shù)據(jù)不丟失.定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。定時(shí)/計(jì)數(shù)器：兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能。并行I/O口：4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3，既可用作輸入，也可用作輸出。串行口：一個(gè)全雙工串行口，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。中斷控制系統(tǒng)：5個(gè)中斷源（外中斷2個(gè)，定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷2個(gè)，串行中斷1個(gè)）時(shí)鐘電路：片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，可產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ8051單片機(jī)一個(gè)芯片內(nèi)包含了微型計(jì)算機(jī)具有的基本部件,故它本身就是一個(gè)簡單的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng).單片機(jī)內(nèi)部組成CPU存儲器定時(shí)/計(jì)數(shù)器并行口串行口中斷系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)觀看教學(xué)視頻:單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.2學(xué)習(xí)單片機(jī)的準(zhǔn)備

在線仿真學(xué)習(xí)環(huán)境

ISP下載實(shí)驗(yàn)板仿真學(xué)習(xí)環(huán)境

任務(wù)1-1KeilC51軟件的使用

KeilC51啟動(dòng)窗口KeilC51軟件的使用

建立工程文件1.目的與要求2.操作步驟3.任務(wù)小結(jié)觀看教學(xué)視頻KeilC51軟件的使用任務(wù)1-1KeilC51軟件的使用

KeilC51軟件的使用

選擇目標(biāo)CPUKeilC51軟件的使用

圖2.17文本編緝窗口KeilC51軟件的使用

增加文件到組中KeilC51軟件的使用

選擇文件類型KeilC51軟件的使用

目標(biāo)屬性KeilC51軟件的使用

產(chǎn)生執(zhí)行文件KeilC51軟件的使用

選擇仿真方式KeilC51軟件的使用

KeilC51內(nèi)建了一個(gè)仿真CPU來模擬執(zhí)行程序，該仿真CPU功能強(qiáng)大，可以在沒有硬件和仿真器的情況下進(jìn)行程序的調(diào)試。不過，軟件模擬與真實(shí)的硬件執(zhí)行程序還是有區(qū)別的，其中最明顯的就是時(shí)序，具體表現(xiàn)在程序執(zhí)行的速度和用戶使用的計(jì)算機(jī)有關(guān)，計(jì)算機(jī)性能越好，運(yùn)行速度越快。任務(wù)一個(gè)LED發(fā)光二極管的閃爍控制1.任務(wù)目的2.任務(wù)要求3.電路及器件4.硬件電路板制作5.程序及下載//程序：ex1_1.c//功能：控制一個(gè)信號燈閃爍程序#include<reg51.h> //包含頭文件REG51.H，定義了MCS-51單片機(jī)的特殊功能寄存器sbitP1_0=P1^0; //定義位名稱voiddelay(unsignedchari); //延時(shí)函數(shù)聲明voidmain() //主函數(shù){while(1){P1_0=0; //點(diǎn)亮信號燈

de