郭天祥十天学会单片机PPT课件(完全版).ppt
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1、十天学会单片机 完整版十天学会单片机 完整版第一讲学单片机需要什么基础?什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。学单片机需要的一些预备知识C51基础知识。了解TX-1C单片机学习板系统结构如何用TX-1C单片机学习板在短时间内掌握51单片机和C语言编程。KEIL工程建立详细介绍及KEIL软件使用方法从点亮实验板上的一个发光二极管开始学单片机需要什么基础?1.与以前所学的知与以前所学的知识关关联很少;很少;2.只只需需要要掌掌握握很很基基本本的的数数电模模电知知识,如如二二进制制、十十进制制、十六十六进制之制之间的的转换,与、或、非,与、或、非逻辑关系等;关系等;3.对各种器件的概念基
2、本上是从各种器件的概念基本上是从0开始;开始;4.如果要用如果要用C语言言编程,需具程,需具备简单的的C语言基言基础;5.所有人都站在了同一起跑所有人都站在了同一起跑线上上;什么是什么是单片机?片机?单板机板机 将将CPU芯芯片片、存存储器器芯芯片片、I/O接接口口芯芯片片和和简单的的I/O设备(小小键盘、LED显示示器器)等等装装配配在在一一块印印刷刷电路路板板上上,再再配配上上监控控程程序序(固固化化在在ROM中中),就就构构成成了了一一台台单板板微微型型计算算机机(简称称单板板机机)。单单板机板机单板板机机的的I/O设备简单,软件件资源源少少,使使用用不不方方便便。早早期期主主要要用用于
3、于微微型型计算算机机原原理理的的教教学学及及简单的的测控系控系统,现在已很少使用。在已很少使用。单片机片机 在在一一片片集集成成电路路芯芯片片上上集集成成微微处理理器器、存存储器器、I/O接接口口电路路,从从而而构构成成了了单芯芯片片微微型型计算算机机,即即单片片机机。Intel公公司司推推出出了了MCS-51系系列列单片片机机:集集成成 8位位CPU、4K字字节ROM、128字字节RAM、4个个8位位并并口口、1个个全全双双工工串串行行口口、2个个16位位定定时/计数数器。器。寻址范址范围64K,并有控制功能,并有控制功能较强的布的布尔处理器。理器。单单板机板机单单片机片机单片机能做什么实物
4、展示用到单片机的项目经验介绍1.手持粮库温度寻检设备2.毕设答辩打分器3.电话台灯4.自动感应水龙头凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现,再根据具体实际情况选择不同性能的单片机,如:atmel,stc,pic,avr,凌阳,80C51,arm等工业自动化:数据采集、测控技术。智能仪器仪表:数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。消费类电子产品:洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。通讯方面:调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。武器装备:飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机、鱼雷制导、智能武器等。等等.怎么开始学习?实践第一。补充必要
5、的理论知识,即缺什么补什么。做工程项目积累经验。(可在网络上搜集题目,也可自己有什么想法大胆的去试验)预备知识电平特性平特性2进制与制与16进制的表示及制的表示及转换二二进制数的制数的逻辑运算运算8051单片机介片机介绍C51基基础知知识关于电平特性数字电路中只有两种电平:高和低(本课程中)定义单片机为TTL电平:高+5V 低 0VRS232电平:计算机的串口 高-12V 低+12V 所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232(实验板上左下角)。二进制数字电路中的两种电平特性决定了它0 0 6 1101 171112 10810003 11910014 1001010105 1
6、0111 1011十六进制是二进制的简短表示形式。十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。规律:一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数,转换时先把二进制数转换成十进制数,再把十进制数转换成十六进制数。如:0001B-1-1H B表示为二进制,H为十六进制 1001B-9-9H 1010B-10-AH 0010 1100-44-2CH各种进位制的对应关系各种进位制的对应关系十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制000910019111101010A21
7、02111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算1.“与与”运算运算“与与”运运算算是是实实现现“必必须须都都有有,否否则则就就没没有有”这这种种逻逻辑辑关关系系的的一一种种运运算算。运算符为运算符为“”,其运算规则如下其运算规则如下:00=0,01=10=0,11=1 2.“或或”运算运算“或或”运算是实现运算是实现“只要其中之一只要其中之一有有,就有就有”这种逻辑关系的一种运算这种逻辑关系的一种运算,其运算符为其运算符为“+”。“或或”运算规则如运算规
8、则如下下:0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=1 3.“非非”运算运算“非非”运运算算是是实实现现“求求反反”这这种种逻逻辑辑的的一一种种运运算算,如如变变量量A的的“非非”运运算算记作记作。其运算规则如下其运算规则如下:A4.“异或异或”运算运算“异或异或”运算是实现运算是实现“必须不同必须不同,否则就没有否则就没有”这种逻辑的一种运算这种逻辑的一种运算,运运算符为算符为“”。其运算规则是。其运算规则是:80C51 80C51系列介绍系列介绍 IntelIntel的的:80C3180C31、80C5180C51、87C5187C51,80C3280C32、80C5280C52、87C52
9、87C52等;等;ATMEL ATMEL的:的:89C5189C51、89C5289C52、89C205189C2051等;等;PhilipsPhilips、华华邦、邦、Dallas Dallas、STC STC Siemens(Infineon)Siemens(Infineon)等公司的等公司的许许多多产产品品 。补补充:关于型号的介充:关于型号的介绍绍 80C5180C51是是MCS-51MCS-51系系列列中中的的一一个个典典型型品品种种;其其 它它 厂厂 商商 以以 80518051为为 基基 核核 开开 发发 出出 的的CMOSCMOS工工艺艺单单片片机机产产品品统统称称为为80C5
10、180C51系系列列。当前常用的当前常用的80C5180C51系列系列单单片机主要片机主要产产品有:品有:80C5180C51的引脚封装的引脚封装总线型总线型非总线型非总线型P3P3P3P3第二功能各引脚功能定义:第二功能各引脚功能定义:P3.0P3.0:RXDRXD串行口输入串行口输入P3.1P3.1:TXDTXD串行口输出串行口输出P3.2P3.2:INT0INT0外部中断外部中断0 0输入输入P3.3P3.3:INT1INT1外部中断外部中断1 1输入输入P3.4P3.4:T0T0定时器定时器0 0外部输入外部输入P3.5P3.5:T1T1定时器定时器1 1外部输入外部输入P3.6P3.
11、6:WRWR外部写控制外部写控制P3.7P3.7:RDRD外部读控制外部读控制 总线(BUS)是计算机各部件之间传送信息的公共通道。微机中有内部总线和外部总线两类。内部总线是CPU内部之间的连线。外部总线是指CPU与其它部件之间的连线。外部总线有三种:数据总线DB(Data Bus),地址总线 AB(Address Bus)和控制总线 CBControl Bus)。CPU:由由运运算算和和控控制制逻辑组成成,同同时还包包括括中中断断系系统和和部部分分外外部特殊功能寄存器;部特殊功能寄存器;RAM:用用以以存存放放可可以以读写写的的数数据据,如如运运算算的的中中间结果果、最最终结果以及欲果以及欲
12、显示的数据;示的数据;ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;:用以存放程序、一些原始数据和表格;I/O口:四个口:四个8位并行位并行I/O口,既可用作口,既可用作输入,也可用作入,也可用作输出;出;T/C:两两个个定定时/记数数器器,既既可可以以工工作作在在定定时模模式式,也也可可以以工工作作在在记数模式;数模式;五个中断源的中断控制系五个中断源的中断控制系统;一一个个全全双双工工UART(通通用用异异步步接接收收发送送器器)的的串串行行I/O口口,用用于于实现单片机之片机之间或或单片机与微机之片机与微机之间的串行通信;的串行通信;片片内内振振荡器器和和时钟产生生电路路,石石英英晶晶体体和
13、和微微调电容容需需要要外外接接。最最高振高振荡频率取决于率取决于单片机型号及性能。片机型号及性能。C51知识C语言是一种编译型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。目前,使用C语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。用C语言开发系统可以大大缩短开发周期,明显增强程序的可读性,便于改进、扩充和移植。而针对8051的C语言日趋成熟,成为了专业化的实用高级语言。C C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持,很多硬件开发都用的支持,很多硬件开发都用C C语言编程,如:语言编程,如:各种单片机、各种单片机、DSPDSP、ARMARM等
14、等.C C语言程序本身不依赖于机器硬件系统,基语言程序本身不依赖于机器硬件系统,基本上不作修改就可将程序从不同的单片机中本上不作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。移植过来。C C提供了很多数学函数并支持浮点运算,开提供了很多数学函数并支持浮点运算,开发效率高,故可缩短开发时间,增加程序可发效率高,故可缩短开发时间,增加程序可读性和可维护性。读性和可维护性。C-51C-51的特点的特点C-51C-51与与ASM-51ASM-51相比,有如下优点:相比,有如下优点:1.1.对单片机的指令系统不要求了解,仅对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对要求对8051 8051 的存贮器结构有初步了解;
15、的存贮器结构有初步了解;2.2.寄存器分配、不同存贮器的寻址及数寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理;据类型等细节可由编译器管理;3.3.程序有规范的结构,可分成不同的函程序有规范的结构,可分成不同的函数,这种方式可使程序结构化;数,这种方式可使程序结构化;4.4.提供的库包含许多标准子程序,具有提供的库包含许多标准子程序,具有较强的数据处理能力;较强的数据处理能力;5.5.由于具有方便的模块化编程技术,使由于具有方便的模块化编程技术,使已编好程序可容易地移植;已编好程序可容易地移植;C C5151的数据类型的数据类型基本数据类型基本数据类型类型类型符号符号关键字关键字数
16、的表示范围数的表示范围所占位数所占位数整整型型字字符符型型实实型型有有无无(signed)int16-3276832767(signed)short16-3276832767(signed)long32-2147483648214748364716unsignedint0655353204294967295unsignedlongintunsignedshortint16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsignedchar80255C C语言中的基本数据类型语言中的基本数据类型类型类型
17、符号符号关键字关键字数的表示范围数的表示范围所占位数所占位数整整型型字字符符型型实实型型有有无无(signed)int16-3276832767(signed)short16-3276832767(signed)long32-2147483648214748364716unsignedint0655353204294967295unsignedlongintunsignedshortint16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsignedchar80255C C5151的数据类型扩充定义
18、的数据类型扩充定义sfr:sfr:特殊功能寄存器声明特殊功能寄存器声明sfr16:sfrsfr16:sfr的的1616位数据声明位数据声明sbit:sbit:特殊功能位声明特殊功能位声明bitbit:位变量声明位变量声明例:例:sfr SCON=0X98;sfr SCON=0X98;sfr16 T2=0 xCC;sfr16 T2=0 xCC;sbit OV=PSW2;sbit OV=PSW2;例:例:数据类型数据类型 变量名变量名char var1;char var1;bit flags;bit flags;unsigned char vextor10;unsigned char vextor
19、10;int wwww;int wwww;注意:变量名不能用注意:变量名不能用C C语言中的关语言中的关键字表示。键字表示。C-51C-51数据的存储类型数据的存储类型C-51C-51的包含的头文件的包含的头文件通常有通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.hstdio.h stdlib.h absacc.h常用有常用有:reg51.h reg52.hreg51.h reg52.h (定义特殊功能寄存器和位寄存器);(定义特殊功能寄存器和位寄存器);mat
20、h.h math.h (定义常用数学运算);(定义常用数学运算);C-51C-51的运算符的运算符与与C C语言基本相同:语言基本相同:+-*/+-*/(加(加 减减 乘乘 除)除)=(位右移(位右移 位左移)位左移)&|&|(按位与按位与 按位或按位或)(按位异或按位异或 按位取反按位取反)C-51C-51的基本语句的基本语句 与标准与标准C C语言基本相同:语言基本相同:if if 选择语言选择语言 while while 循环语言循环语言 for for 循环语言循环语言 switch/case switch/case 多分支选择语言多分支选择语言 do-while do-while 循
21、环语言循环语言 中断服务程序中断服务程序函数名()函数名()interrupt interrupt n n using using m m 函数内部实现函数内部实现 .I/OI/O口定义口定义sbit beep=P23;sbit beep=P23;单片机主要掌握以下几点最小系统能够运行起来的必要条件。1.电源 2.晶振3.复位电路对单片机任意IO口的随意操作 1.输出控制电平高低2.输出检测电平高低。定时器:重点掌握最常用的方式2中断:外部中断、定时器中断、串口中断串口通信:单片机之间、单片机与计算机间KEIL的使用掌握KEIL工程的建立和软件的开发;掌握KEIL中软件仿真的基本应用;掌握用K
22、EIL直接硬件仿真TX-1C单片机学习板的方法Main 函数格式:void main()特点:无返回值,无参。任何一个C程序有且仅有一个main函数,它是整个程序开始执行的入口。例:void main()总程序从这里开始执行;其他语句;课后练习对照TX-1C单片机学习板原理图写程序用位操作和总线操作两种方法完成以下题目1.熟练建立KEIL工程2.点亮第一个发光管.3.点亮最后一个发光管4.点亮1、3、5、75.点亮二、四、五、六6.尝试让第一个发光管闪烁7.尝试设计出流水灯程序自己动手实践需要硬件材料DIP40脚座一个。杜邦线,单头带冒,40根。单排针 两排。小电路板一块。DS12C887 一
23、片(旧10元,新22元)。焊锡、单片机工作的基本时序单片机工作的基本时序 机器周期和指令周期机器周期和指令周期 (1)振振荡周周期期:也也称称时钟周周期期,是是指指为单片片机机提提供供时钟脉脉冲冲信信号号的的振振荡源源的的周周期期,TX实验板板上上为11.0592MHZ。(2)状状态周周期期:每每个个状状态周周期期为时钟周周期期的的 2 倍倍,是振是振荡周期周期经二分二分频后得到的。后得到的。(3)机机器器周周期期:一一个个机机器器周周期期包包含含 6 个个状状态周周期期S1S6,也也就就是是 12 个个时钟周周期期。在在一一个个机机器器周周期期内内,CPU可以完成一个独立的操作。可以完成一个
24、独立的操作。(4)指指令令周周期期:它它是是指指CPU完完成成一一条条操操作作所所需需的的全全部部时间。每每条条指指令令执行行时间都都是是有有一一个个或或几几个个机机器器周周期期组成成。MCS-51 系系统中中,有有单周周期期指指令令、双双周期指令和四周期指令。周期指令和四周期指令。第二讲 如何申请免费样片简单延时程序子程序调用带参数子程序设计C51库函数的方便调用如何驱动蜂鸣器如何驱动继电器集电极开路的概念及应用。While(表达式)语句(内部也可为空)特点:先判断表达式,后执行语句。原则:若表达式不是0,即为真,那么执行语句。否则跳出while 语句。For(表达式1;表达式2;表达式3)
25、语句(内部可为空)执行过程:1.求解一次表达式1.2.求解表达式2,若其值为真(非0 即为真),则执行for中语句。然后执行第3步。否则结束for 语句,直接跳出,不再执行第3步。3.求解表达式3.4.跳到第2步重复执行。集电极开路典型图课后练习1.第一个第一个发光管以光管以间隔隔200ms闪烁2.8个个发光光管管由由上上至至下下间隔隔1s流流动,其其中中每每个个管管亮亮500ms,灭500ms,亮亮时蜂蜂鸣器响,器响,灭时关关闭蜂蜂鸣器,一直重复下去。器,一直重复下去。3.8个个发光光管管来来回回流流动,第第个个管管亮亮100ms,流流动时让蜂蜂鸣器器发出出“滴滴滴滴”声。声。4.用用8个个
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