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文档简介
1、单片机应用技术(C语言版)第2版张国才张国才tel一次课第一次课l学单片机需要什么基础?l什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。l学单片机需要的一些预备知识lC51基础知识。l了解V2.2单片机学习板系统结构l如何用V2.2单片机学习板在短时间内掌握51单片机和C语言编程。lKEIL工程建立详细介绍及KEIL软件使用方法l从点亮实验板上的一个发光二极管开始l学单片机需要什么基础?1.与以前所学的知识关联很少;与以前所学的知识关联很少;2.只需要掌握很基本的数电模电知识,如二进只需要掌握很基本的数电模电知识,如二进制、十进制、十六进制之间的转换,与、或制、十
2、进制、十六进制之间的转换,与、或、非逻辑关系等;、非逻辑关系等;3.对各种器件的概念基本上是从对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语言编程,需具备简单的语言编程,需具备简单的C语言基语言基础;础;5.所有人都站在了同一起跑线上所有人都站在了同一起跑线上;教学内容教学内容p什么是单片机什么是单片机 p单片机内部结构单片机内部结构项目项目1 1 熟悉单片机开发环境熟悉单片机开发环境 什么是单片机?什么是单片机?单板机单板机 将将CPU芯片、芯片、存储器存储器芯片、芯片、I/O接口接口芯片和简单芯片和简单的的I/O设备设备(小键盘、(小键盘、LED显示器)等装配在一块显示器
3、)等装配在一块印刷电路板上,再配上印刷电路板上,再配上监控程序监控程序(固化在(固化在ROM中中),就构成了一台单板微型计算机(简称单板机),就构成了一台单板微型计算机(简称单板机)。)。单板机单板机单板机的单板机的I/O设备简单,软件资源设备简单,软件资源少,使用不方便。早期主要用于微型少,使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的计算机原理的教学教学及及简单的测控系统简单的测控系统,现在已很少使用。,现在已很少使用。什么是单片机什么是单片机 单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机,是指集成在一个芯片上的微型计算机,它的各种功能部件,包括CPU(Cent
4、ral Processing Unit)、存储器(memory)、基本输入/输出(Input/Output,简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等,都制作在一块集成芯片上,构成一个完整的微型计算机。由于它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,故又称为微控制器(Micro-Controller Unit,简称MCU)。l工业自动化:数据采集、测控技术。l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。l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。l通讯方面:调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。l武器装备:飞机、军舰、坦
5、克、导弹、航天飞机、鱼雷制导、智能武器等。l等等.单片机能做什么单片机能做什么单片机能做什么单片机能做什么l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,C8051,arm等单片机种类 怎么开始学习?怎么开始学习?l实践第一。l补充必要的理论知识,即缺什么补什么。l做项目项目积累经验。(可在网络上搜集题目,也可自己有什么想法大胆的去试验)单片机应用系统单片机应用系统单单片片机机接口接口电路电路及外及外设等设等单片机应用系统由单片机应用系统由硬件硬件和和软件软件组组成成硬件是硬件是应用系统的基础应用系
6、统的基础软件是在硬件的基础上软件是在硬件的基础上对其资源对其资源进行合理调配和使用进行合理调配和使用,从而完成,从而完成应用系统所要求的任务,二者相应用系统所要求的任务,二者相互依赖,缺一不可互依赖,缺一不可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 80C51 80C51内部结构内部结构及及系列介绍系列介绍第二功能各引脚功能定义:P3.0:RXD串行口输入P3.1:TXD串行口输出P3.2:INT0外部中断0输入P3.3:INT1外部中断1输入P3.4:T0定时器0外部输入P3.5:T1定时器1外部输入P3.6:WR外部写控制P3.7:RD外部读控制 总线(BUS)
7、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。 内部总线有三种: 数据总线DB(Data Bus), 地址总线 AB(Address Bus)和控制总线 CBControl Bus)。lCPU:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器;断系统和部分外部特殊功能寄存器;lRAM:用以存放可以读写的数据,如运算的中:用以存放可以读写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据;间结果、最终结果以及欲显示的数据;lROM:用以存放程序、一些
8、原始数据和表格;:用以存放程序、一些原始数据和表格;lI/O口:四个口:四个8位并行位并行I/O口,既可用作输入,也口,既可用作输入,也可用作输出;可用作输出;lT/C:两个定时:两个定时/记数器,既可以工作在定时模记数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在记数模式;式,也可以工作在记数模式;l五个中断源的中断控制系统;五个中断源的中断控制系统;l一个全双工一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串(通用异步接收发送器)的串行行I/O口,用于实现单片机之间或单片机与微机口,用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;之间的串行通信;l片内振荡器和时钟产生电路,石英晶体和微调片内振荡器和时
9、钟产生电路,石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率取决于单片机型电容需要外接。最高振荡频率取决于单片机型号及性能。号及性能。 80C51 80C51系列介绍系列介绍 Intel的:的:80C31、80C51、87C51,80C32、80C52、87C52等;等; ATMEL的:的:89C51、89C52、89C2051等;等; Philips、华邦、华邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的许多产品等公司的许多产品 。 补充:关于型号的介绍补充:关于型号的介绍 80C51是是MCS-51系列中的一个典型品种;系列中的一个典型品种;其它厂商其它厂商以以8051为基
10、核为基核开发出的开发出的CMOS工艺工艺单片机产品单片机产品统称为统称为80C51系列系列。当前常用的。当前常用的80C51系列单片机主要产品有:系列单片机主要产品有:STC 89C52 RC 40C PDIP40 1217 H3B001.90C proteus软件仿真实例补充预备知识补充预备知识l电平特性电平特性l2进制与进制与16进制的表示及转换进制的表示及转换l二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算l8051单片机介绍单片机介绍lC51基础知识基础知识关于电平特性关于电平特性l数字电路中只有两种电平:高和低l(本课程中)定义单片机为TTL电平: 高 +5V 低 0VlRS232电平:计算机
11、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)。二进制二进制l数字电路中的两种电平特性决定了它0 0 6 1101 1 71112 10810003 11910014 1001010105 10111 1011十六进制十六进制l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、Fl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
12、- 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 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000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008C51知识知识lC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
13、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
14、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;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
15、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的表示范围数的表示范围所占位数所占位数整型整型字符型字符型实型实型有有无无(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed) long32-2147483648214
16、748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsigned char80255C 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型整型字符型字符型实型实型有有无无(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed)
17、long32-2147483648214748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsigned char80255C C5151的数据类型扩充定义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:
18、 :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 char var1;var1;bit bit flags;flags;unsigned char unsigned char vextor10;vextor10;int int wwww;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
19、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 reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.hctype.h stdio.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); math.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:+ - + -
20、* * / / % %(加(加 减减 乘乘 除除 余)余) = = (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 inte
21、rrupt 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单片机主要掌握以下几点l最小系统能够运行起来的必要条件。 1.电源电源 2.晶振(时钟电路)晶振(时钟电路)3.复位电路复位电路l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。l定时器:重点掌握最常用的方式2l中断:外部中断、定时器中断、串口中断l串口通信:单片机之间、单片机与计算机间KEIL的使用的使用l掌握KEIL工程的建立和软件的开发;l掌握KEIL中软件仿真的基本应用;l掌握用KEIL直接硬件仿真v2.2单片机学习板的方法Main 函数函数格式:格式:void main()特点:无返回值,无参。特点:无返回值,无参
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