一、单片机发展
单片机由单板机发展而来
单板机: 将CPU芯片、存储芯片、 I/O接口芯片和简单的I/O设备(小键盘、LED显示器)等装配在一块印刷电路板上,再配置上监控程序(固化ROM中),就构成了一台单板微型计算机(简称单板机)
单片机:在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机
Intel公司推出了MCS-51系列单片机:集成8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K,并有控制功能较强的布尔处理器。
ROM:程序存储器(硬盘)
RAM:随机存储器,即数据存储器(内存)
二、预备知识
1.电平特性
数字电路中只有两种电平:高电平、低电平
(本课程中高电平为5V、低电平为0V)
RS232电平:计算机串口,程序的下载需要经过串口
(高电平-12V、低电平+12V)
因此计算机与单片机之间通讯需要加电平转换芯片max232
2.进制转换
3.二进制的逻辑运算
(1)按位与运算“&”,(2)按位或运算“|”,(3)按位非运算“~”,(4)按位异或运算“^”,(5)位右移>>,(6)位左移<<
4.单片机80C51的引脚封装
总线型,8位为一组的引脚;非总线型,不足8位为一组的引脚。
(1)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,有数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)。
(2)CPU: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;
(3)RAM: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;
(4)ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;
(5)I/O口:四个8位并行I/O口,既可以用作输入(检测外部是否有在控制它),也可以用作输出(用程序去控制各个管脚的动作,输出高电平或输出低电平);
(6)T/C:两个定时/计数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在计数模式;
(7)五个中断源的中断控制系统;
(8)一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口:用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;
(9)片内振荡器和时钟产生电路;
5.使用语言
汇编语言与C语言的区别:
C语言有可移植性,便于改进、扩充和移植;本身不依赖于机器硬件系统,基本上不做修改就可以将程序从不同的单片机中移植过来。
6.单片机C51的数据类型,与C语言的数据类型一致
C51的数据类型扩充定义
7.单片机C51包含的头文件
通常有:reg51.h、reg52.h(定义特殊功能寄存器和位寄存器)
math.h、ctype.h、stdio.h、stdlib.h、absacc.h
8.单片机主要掌握以下几点
(1)最小系统能够运行起来的必要条件:电源、晶振、复位电路(单片机在上电后必须复位一次,才能让它的程序从头执行);
(2)对单片机任意IO口的随意操作:输出控制电平高低、输入检测电平高低;
(3)定时器:重点掌握最常用的方式二;
(4)中断:外部中断、定时器中断、串口中断;
(5)串口通信:单片机之间、单片机与计算机间。
9.使用编程软件:KEIL软件,编译C程序
10.学习安排:
(1)学单片机预备知识、如何点亮一个发光管
(2)流水灯设计、蜂鸣器发声、继电器控制
(3)数码管显示的原理、数码管的静态显示
(4)数码管的动态显示原理及应用实现
(5)独立键盘、矩阵键盘的检测原理及实现
(6)AD、DA的工作原理及实现、运放电路
(7)串口通讯原理及操作流程
(8)1602液晶、12864液晶显示原理及实现
(9)I2C总线AT24C02芯片工作原理
(10)利用51单片机的定时器设计一个时钟
(11)用DS12C887时钟芯片设计一个高精度时钟
(12)电路图绘制全过程