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《 单片机轻松入门 》

《 单片机轻松入门 》. 有关本课程学习的几点建议. 本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理 这方面知识掌握得不够好的请自己补上. 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够 , 重在培养动手能力. 硬件 / 软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架,软件是皮肉器脏及思想. 预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习. 在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域 …… , 大量 单片机 - 嵌入式 技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。

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《 单片机轻松入门 》

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Presentation Transcript


  1. 《单片机轻松入门》 《单片微机原理及应用》教学课件

  2. 有关本课程学习的几点建议 本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理这方面知识掌握得不够好的请自己补上 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力 硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架,软件是皮肉器脏及思想 预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习 《单片微机原理及应用》教学课件

  3. 在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域……,大量单片机-嵌入式技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域……,大量单片机-嵌入式技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。 请稍微留心一下我们的周围,看看身边到底发生了什么变化? 《单片微机原理及应用》教学课件

  4. 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域 《单片微机原理及应用》教学课件

  5. 从一个简单的测控应用实例说起 复位按钮 红外线传感器 89C2051单片机 电源指示灯 动作选择按钮 《单片微机原理及应用》教学课件

  6. 从一个简单的测控应用实例说起 任务一:控制一盏灯点亮 柔性开关 集群灯控 任务二:红灯周期性地点亮/熄灭 顺序控制/多任务定时切换 自动生产流水线 任务三:红外防盗报警 信号检测 实时控制 《单片微机原理及应用》教学课件

  7. 简单测控实例原理图 《单片微机原理及应用》教学课件

  8. 数字电路中由13片IC组成的数字钟 《单片微机原理及应用》教学课件

  9. 数字电路中由13片IC组成的数字钟 《单片微机原理及应用》教学课件

  10. 数字电路中由13片IC组成的数字钟 《单片微机原理及应用》教学课件

  11. 单片IC(单片机)电子钟 单片机 《单片微机原理及应用》教学课件

  12. 单片机与嵌入式技术 重要吗?有用吗?遥远吗? 问题的答案是不言而喻的。 《单片微机原理及应用》教学课件

  13. 第一讲:单片机基础 本讲重点: MCS-51的基本特性; 单片机的引脚与I/O口结构; 存储器、堆栈与特殊功能寄存器. 《单片微机原理及应用》教学课件

  14. 第二章 单片机基础 单片机与嵌入式: 单片微机(Single Chip Micro-computer) 微控制器(Micro-Controller Unit——MCU) 嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller) 单片机应用领域: 测控系统、智能仪表、智能接口、办公自动化、光机电一体化设备、通讯设备、网络设备、汽车电子、消费类电子产品、智能楼宇设备…… 单片机的多元化发展: IntelMotorolaPhilips AtmelSiemensNSLGWinbondMicrochip EPSONNECCypressDallasOkiFairchild FujitsuHitachi SAMSUNG…… 《单片微机原理及应用》教学课件

  15. 单片机与计算机之异同(1) 组成: CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等)ROM(程序存储器) PC机: 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机:上述部件被集成到单芯片中。 通用PC包括:键盘、显示器、鼠标、硬/软/光驱、音箱、打印机、扫描仪…等外设。 单片机则只是一片集成电路。(……100、48、40、32、28、20、16、8条引脚)。 《单片微机原理及应用》教学课件

  16. 单片机与计算机之异同(2) 功能: PC机: 数据运算、采集、处理、存储、传输; 单片机:控制(或受控于)外设。 通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输; 单片机的专长则是测控,往往嵌入某个仪器/设备/系统中,使其达到智能化的效果。 《单片微机原理及应用》教学课件

  17. 单片机与计算机之异同(3) 应用特点: 个人计算机(微机): 体积大,功耗大,价格高,用途较固定,属通用计算机。易于学习掌握和使用,但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡,并编制专门的应用软件。 单片机: 体积小,功耗小,价格低,用途灵活,无处不在,属专用计算机。是一种特殊器件,需经过专门学习方能掌握应用,应用中要设计专业的硬件和软件。 《单片微机原理及应用》教学课件

  18. MCS-51单片机基本特性 • 8 位的 CPU, 片内有振荡器和时钟电路,工作频率为 1~12MHz(Atmel 89Cxx为0~24MHz) • 片内有128/256字节RAM • 片内有0K/4K/8K字节 程序存储器ROM • 可寻址片外64K字节数据存储器RAM • 可寻址片外64K字节程序存储器ROM • 片内21/26个特殊功能寄存器(SFR) • 4个8位的并行I/O口(PIO) • 1个全双工串行口(SIO/UART) • 2/3个16位 定时器/计数器(TIMER/COUNTER) • 可处理5/6个中断源,两级中断优先级 • 内置1个布尔处理器和1个布尔累加器(Cy) • MCS-51指令集含111条指令 《单片微机原理及应用》教学课件

  19. MCS-51系列单片机配置一览表 注意:今后将会经常提到ATMEL的AT89C2051/51/52等MCU! 《单片微机原理及应用》教学课件

  20. 内部结构框图 《单片微机原理及应用》教学课件

  21. 单片机的引脚定义 从一片集成电路的角度去认识单片机 《单片微机原理及应用》教学课件

  22. 认识单片机的引脚 MCS-51单片机40脚 Vcc, GND2 XTAL1, XTAL22 RESET1 EA/Vpp 1 ALE/PROG 1 PSEN1 P0.0—P0.7 8 P1.0—P1.7 8 P2.0—P2.7 8 P3.0—P3.7 8 《单片微机原理及应用》教学课件

  23. 单片机的引脚(电源端) • Vcc, GND: 正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压,不同的单片机表现出的功耗也不同。 《单片微机原理及应用》教学课件

  24. 单片机的引脚(晶振端) • Vcc, GND: 正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V)不同的单片机可以允许不同的工作电压,不同的单片机表现出的功耗也不同。 • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入/输出端 《单片微机原理及应用》教学课件

  25. 单片机的引脚(晶振端) • Vcc, GND:正电源端与接地端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入/输出端 也可以由XTAL1端接入外部时钟,此时应将XTAL2接地: 通常外接一个晶振两个电容 XTAL1 外部时钟 XTAL1 XTAL2 XTAL2 15~45pfx2 1~12MHz(MCS-51) 0~24MHz(Atmel-89C) 《单片微机原理及应用》教学课件

  26. 单片机的引脚(晶振端) • Vcc, GND:正电源端与接地端(+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 CPU总是按照一定的时钟节拍与时序工作: 振荡周期/时钟周期: Tc=晶振频率fosc(或外加频率)的倒数 状态周期:Ts=2个时钟周期(Tc)(很少用到此概念) 机器周期:Tm=6个状态周期(Ts)=12个振荡周期(Tc) 指令周期:Ti:执行一条指令所需的机器周期(Tm)数 牢牢记住: 振荡周期 = 晶振频率fosc的倒数; 1个机器周期 = 12个振荡周期; 1个指令周期 = 1、2、4个机器周期 《单片微机原理及应用》教学课件

  27. 单片机的引脚(复位端) • Vcc, GND: 电源端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 • RESET: 复位端(正脉冲有效,宽度8 mS) 《单片微机原理及应用》教学课件

  28. 单片机的引脚(复位端) • Vcc, GND: 电源端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 • RESET: 复位端(正脉冲有效,宽度8 mS) 复位使单片机进入某种确定的初始状态: ▼PC值归零(0000H); ▼ 各个SFR被赋予初始值(见P.42): P0~P3 = 0FFH,Acc = 0,B = 0,TH0=0,TL0=0,TH1=0,TL0=0,SP=7,PSW=0 …… ▼退出处于节电工作方式的停顿状态、退出一切程序进程、退出程序的死循环,从头开始。 《单片微机原理及应用》教学课件

  29. PC与SFR复位状态表 《单片微机原理及应用》教学课件

  30. 单片机的引脚(复位端) • Vcc, GND: 电源端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 • RESET: 复位端 (正脉冲有效,宽度8 mS) +5V +5V Vcc Vcc 10uF 1K 10uF RST RST 10K 10K GND GND 手动&上电复位 上电复位 《单片微机原理及应用》教学课件

  31. 单片机的引脚(EA端) • Vcc, GND: 电源端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 • RESET: 复位端 (正脉冲有效,宽度8 mS) • EA/Vpp: 寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。 低有效,片内无ROM时必须接地; 片内有ROM时应当接高电平; 对片内ROM编程时编程正电源加到此端。 《单片微机原理及应用》教学课件

  32. 单片机的引脚(ALE端) • Vcc, GND: 电源端 (+5V/3.3V/2.7V) • XTAL1, XTAL2: 片内振荡电路输入、输出端 • RESET: 复位端 (正脉冲有效,宽度8 mS) • EA/Vpp: 寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。 • ALE/PROG: 地址锁存允许/编程脉冲输入端。 P0口寻址外部低8位地址时接外部锁存器 G端; ALE端平时会输出周期正脉冲:f  fosc/6; 对片内ROM编程时编程脉冲由此端加入。 《单片微机原理及应用》教学课件

  33. 单片机的引脚(PSEN端) • PSEN:寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端(OE)低有效。 《单片微机原理及应用》教学课件

  34. 单片机的引脚(PSEN端) • PSEN:寻址外部程序存储器时选通外部EPROM的 读控制端(OE)低有效。 D0-D7 8Q P0.0-P0.7 8D A0-A7 ALE G OE EA PSEN OE CE A8-A12 P2.0-P2.4 锁存器74LS373 单片机 EPROM 《单片微机原理及应用》教学课件

  35. 单片机的I/O引脚结构 众多功能各异的I/O引脚源于它结构的不同 《单片微机原理及应用》教学课件

  36. 单片机的引脚(P1口) • P1.0—P1.7: 准双向I/O口(内置了上拉电阻) 输出时一切照常,仅在作输入口用时要先对其 写“1”。 Vcc 读锁存器 内部上拉电阻 2 内部总线 引脚P1.X D Q 写锁存器 CK /Q 1 读引脚 《单片微机原理及应用》教学课件

  37. 单片机的引脚(P1口) • P1.0—P1.7: 准双向I/O口(内置了上拉电阻) 输出时一切照常,仅在作输入口用时要先对其 写“1”。 输出数据 = 1 时 Vcc 读锁存器 内部上拉电阻 2 =1 内部总线 1 引脚P1.X 截止 1 D Q 写锁存器 CK /Q 0 1 读引脚 《单片微机原理及应用》教学课件

  38. 单片机的引脚(P1口) • P1.0—P1.7: 准双向I/O口(内置了上拉电阻) 输出时一切照常,仅在作输入口用时要先对其 写“1”。 输出数据 = 0 时 Vcc 读锁存器 内部上拉电阻 2 =0 内部总线 0 导通 引脚P1.X 0 D Q 写锁存器 CK /Q 1 1 读引脚 《单片微机原理及应用》教学课件

  39. 单片机的引脚(P1口) • P1.0—P1.7: 准双向I/O口(内置了上拉电阻) 输出时一切照常,仅在作输入口用时要先对其 写“1”。 输入数据时,要先对其写“1” Vcc 读锁存器 内部上拉电阻 2 内部总线 1 截止 引脚P1.X 1 D Q 写锁存器 CK /Q 0 1 读引脚 =1 《单片微机原理及应用》教学课件

  40. 简单测控实例原理图 《单片微机原理及应用》教学课件

  41. P1.3作输入端口 R亮 < 2.2K R暗>250K  光路通畅,R亮2K 光路阻断,R暗400K  《单片微机原理及应用》教学课件

  42. P1.3口用于输入状态检测的语句: 任务三:红外防盗报警 JOB3: CLR P1.1 ;亮绿灯 REDO: SETB P1.3;P1.3作输入口必先置1 CHECK:JNB P1.3,CHECK ;检测通道是否被阻断? LOOP: ………… ;有入侵者,报警! AJMP REDO ;再跳回去检测 R亮<2.2K,红外线光路通畅时,P1.3端=低电平 R暗>250K ,红外线光路阻断时,P1.3端=高电平 《单片微机原理及应用》教学课件

  43. 单片机的引脚(P0口) • P0.0—P0.7: 双向I/O (内置场效应管上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制 地址/数据 读锁存器 3 引脚P0.X 2 4 内部总线 D Q 写锁存器 CK /Q 1 读引脚 《单片微机原理及应用》教学课件

  44. 单片机的引脚(P0口) • P0.0—P0.7: 双向I/O (内置场效应管上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制 地址/数据 =0 读锁存器 截止 3 0 0 引脚P0.X 2 4 内部总线 1 截止 D Q 0 写锁存器 CK /Q 0 1 读引脚 =1 控制=0 时,此脚作输入口(事先必须对它写“1”) 《单片微机原理及应用》教学课件

  45. 单片机的引脚(P0口) • P0.0—P0.7: 双向I/O (内置场效应管上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制=1 地址/数据 读锁存器 截止 0 =0 3 1 2 4 =0 内部总线 1 导通 引脚P0.X D Q 1 写锁存器 CK /Q 1 控制=1时,此脚作地址/数据复用口:(1)输出地址/数据 =0时 读引脚 =0 《单片微机原理及应用》教学课件

  46. 单片机的引脚(P0口) • P0.0—P0.7: 双向I/O (内置场效应管上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制=1 地址/数据 读锁存器 导通 1 =1 3 1 2 4 =1 内部总线 0 截止 引脚P0.X D Q 0 写锁存器 CK /Q 1 控制=1时,此脚作地址/数据复用口:(2)输出地址/数据 =1时 读引脚 =0 《单片微机原理及应用》教学课件

  47. 单片机的引脚(P0口) • P0.0—P0.7: 双向I/O (内置场效应管上拉) 寻址外部程序存储器时分时作为双向8位数据口和输出低8位地址复用口;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制=1 地址/数据 读锁存器 3 2 4 内部总线 引脚P0.X D Q 写锁存器 CK /Q 1 控制=1时,此脚作地址/数据复用口: (3)输入数据时,输入指令将使引脚与内部总线直通 读引脚 =1 《单片微机原理及应用》教学课件

  48. 单片机的引脚(P2口) • P2.0—P2.7: 双向I/O (内置了上拉电阻) 寻址外部程序存储器时输出高8位地址;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制 地址高8位 读锁存器 内部上拉电阻 2 内部总线 引脚 P2.X D Q 3 写锁存器 CK /Q 1 读引脚 《单片微机原理及应用》教学课件

  49. 单片机的引脚(P2口) • P2.0—P2.7: 双向I/O (内置了上拉电阻) 寻址外部程序存储器时输出高8位地址;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制 地址高8位 =0 读锁存器 内部上拉电阻 2 1 =1 内部总线 1 截止 引脚P2.X D Q 1 1 0 3 写锁存器 CK /Q 1 控制=0时,此脚作通用输出口: 输出=1时 读引脚 =0 《单片微机原理及应用》教学课件

  50. 单片机的引脚(P2口) • P2.0—P2.7: 双向I/O (内置了上拉电阻) 寻址外部程序存储器时输出高8位地址;不接外部程序存储器时可作为8位准双向I/O口使用。 Vcc 控制 地址高8位 =0 读锁存器 内部上拉电阻 2 0 =0 内部总线 0 导通 引脚P2.X D Q 0 0 1 3 写锁存器 CK /Q 1 控制=0时,此脚作通用输出口:输出=0时 读引脚 =0 《单片微机原理及应用》教学课件

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