01+認(rèn)識(shí)單片機(jī)及其開發(fā)工具.ppt

項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)單片機(jī)及其開發(fā)工具 項(xiàng)目一認(rèn)識(shí)單片機(jī)及其開發(fā)工具 項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo) 任務(wù)一了解MCS 51單片機(jī)的外部引腳單片微型計(jì)算機(jī) Single ChipMicrocomputer 簡(jiǎn)稱單片機(jī) 是一種集成電路芯片 它采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理力的微處理器 CPU 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 只讀存儲(chǔ)器 ROM 定時(shí) 計(jì)器 輸入 輸出電路以及中斷系統(tǒng)等電路集成到一塊芯片上 構(gòu)成一個(gè)最小卻完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 目前世界上生產(chǎn)單片機(jī)的廠商很多 我們以目前最流行 應(yīng)用最為廣泛的Intel公司生產(chǎn)的MCS 51單片機(jī)為例來介紹單片機(jī)的基本知識(shí) 項(xiàng)目基本技能 MCS 51是高檔8位單片機(jī) 但由于受到集成電路芯片引腳數(shù)目的限制 所以有許多引腳具有第二功能 MCS 51的引腳和實(shí)物如圖1 1所示 圖1 1MCS 51引腳和實(shí)物圖MCS 51的40個(gè)引腳大致可以分為電源 時(shí)鐘 I O口 控制總線等幾個(gè)部分 1 電源引腳 VCC和VSS 2 時(shí)鐘振蕩電路引腳 XTAL1和XTAL2在使用內(nèi)部振蕩電路時(shí) XTAL1和XTAL2用來外接石英晶體和微調(diào)電容 振蕩頻率為晶振頻率 振蕩信號(hào)送至內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào) 3 控制信號(hào)引腳 RST VPD 和RST為復(fù)位信號(hào)輸入端 VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端 ALE為地址鎖存信號(hào) 為8751內(nèi)部EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端 外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) 當(dāng)訪問外部ROM時(shí) 產(chǎn)生負(fù)脈沖作為外部ROM的選通信號(hào) 為訪問程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào) 當(dāng)為低電平時(shí) CPU對(duì)ROM的訪問限定在外部程序存儲(chǔ)器 當(dāng)為高電平時(shí) CPU對(duì)ROM的訪問從內(nèi)部0 4KB地址開始 并可以自動(dòng)延至外部超過4KB的程序存儲(chǔ)器 VPP為8751內(nèi)EPROM編程的21V電源輸入端 4 I O口引腳 P0 P1 P2和P3 表1 1P3口的第二功能 任務(wù)二了解單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)常用工具 1 單片機(jī)常用芯片ATMEL公司生產(chǎn)的以MCS 51內(nèi)核的系列單片機(jī) 如AT89C51 AT89S51等 在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性 如時(shí)鐘 更優(yōu)秀的是由Flash存儲(chǔ)器取帶了原來的ROM 尤其是AT89S51支持ISP功能表1 2ATMEL系列單片機(jī) 2 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)主要由主機(jī) 在線仿真器和通用編程器等組成 如圖1 2所示 單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)包括通用型和專用型 通用型 配備有多種在線仿真頭和相應(yīng)的開發(fā)軟件 使用時(shí) 只需更換系統(tǒng)中的仿真頭 就能夠開發(fā)相應(yīng)的單片機(jī)系統(tǒng)或可編程器件 專用型 只能仿真一種類型的單片機(jī) 圖1 2單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)組成框圖 3 仿真器仿真器是通過仿真軟件的配合 用來模擬單片機(jī)運(yùn)行并可進(jìn)行在線調(diào)試的工具 仿真器一端連接計(jì)算機(jī) 另一端通過仿真頭連接單片機(jī)目標(biāo)板 其中 計(jì)算機(jī) 仿真器和仿真頭可以代替單片機(jī)在單片機(jī)目標(biāo)板上演示出程序運(yùn)行效果 具有直觀性 實(shí)時(shí)性和調(diào)試效率高等優(yōu)點(diǎn) 圖1 3所示為常見的仿真器 圖1 3常見的仿真器 4 編程器將十六進(jìn)制或二進(jìn)制機(jī)器代碼燒寫入單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中的設(shè)備稱為編程器 俗稱燒寫器 圖1 4所示為常見的編程器 圖1 4常見的編程器 任務(wù)三WAVE仿真開發(fā)軟件安裝與使用 WAVE是一種單片機(jī)仿真開發(fā)軟件 其突出特點(diǎn)包括 采用Windows版本 界面友好 統(tǒng)一 提供了全集成化開發(fā)環(huán)境 集編輯 編譯 下載 調(diào)試于一體 具有項(xiàng)目管理功能 為用戶的資源共享 課題重組提供強(qiáng)有力的手段 具有功能強(qiáng)大的編輯器 并支持ASM C語言混合編程 具有豐富的窗口顯示方式 能多方位 動(dòng)態(tài)地顯示仿真的各種過程 雙工作模式 軟件模擬仿真和硬件仿真 具有邏輯分析儀綜合調(diào)試功能 可以通過交互式軟件菜單窗口對(duì)系統(tǒng)硬件的邏輯或時(shí)序進(jìn)行同步實(shí)時(shí)采樣 并能實(shí)時(shí)在線調(diào)試分析 具有程序跟蹤功能 以總線周期為單位 實(shí)時(shí)記錄仿真過程中CPU發(fā)生的總線事件及觸發(fā)條件 跟蹤窗口可收集顯示追蹤的CPU指令記憶信息 具體的按照與使用參見課本 知識(shí)點(diǎn)一數(shù)制與編碼 1 數(shù)制數(shù)制就是人們利用符號(hào)計(jì)數(shù)的一種科學(xué)方法 在日常生活中 采用的計(jì)數(shù)方法是十進(jìn)制數(shù) 計(jì)算機(jī)中使用二進(jìn)制計(jì)數(shù)方法 1 十進(jìn)制 DecimalNumber 十進(jìn)制數(shù)基數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 逢10進(jìn)1 2 二進(jìn)制 BinaryNumber 二進(jìn)制數(shù)用兩個(gè)數(shù)碼0和1表示 逢2進(jìn)1 3 十六進(jìn)制 HexadecimalNumber 十六進(jìn)制數(shù)基數(shù) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 逢16進(jìn)1 2 數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換 1 二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法 將二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開 寫成多項(xiàng)式的形式 再把每一項(xiàng)的值相加 2 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法 把十進(jìn)制數(shù)分為小數(shù)部分和整數(shù)部分 整數(shù)部分采用 除2取余 的方法 然后將所有余數(shù)按照從后到前的順序排列 小數(shù)部分采用 乘2取整 的方法 將所有取出的整數(shù)按照順序排列 3 二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間的相互轉(zhuǎn)換 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí) 將二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分自右向左每4位一組 不足4位的在左面用零補(bǔ)足 小數(shù)部分自左向右每4位一組 不足4位在右面補(bǔ)零 將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí) 只需把每一位十六進(jìn)制數(shù)寫成對(duì)應(yīng)的4位二進(jìn)制數(shù)即可 2 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)編碼 1 帶符號(hào)數(shù)的編碼表示在計(jì)算機(jī)中 對(duì)于帶符號(hào)數(shù)來說 一般用最高位表示數(shù)的正負(fù) 對(duì)于正數(shù) 最高位規(guī)定為 0 對(duì)于負(fù)數(shù) 最高位為 1 例如 D1 57H D2 57H 在計(jì)算機(jī)中分別表示為 D1 01010111 D2 11010111 這種將高位定義為符號(hào)位的二進(jìn)制數(shù)稱為帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù) 又稱為機(jī)器數(shù) 原來的數(shù)稱為真值 帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)有以下3種表示方法 原碼 就是將真值的正負(fù)符號(hào) 分別按照規(guī)定用 1 和 0 代替 數(shù)值部分和真值完全相同 反碼 正數(shù)的反碼與原碼相同 負(fù)數(shù)的反碼是原碼的符號(hào)位數(shù)不變 其余各位按位取反 如 56H 反 56H 原 01010110B 56H的原碼為11010110 則 56H的反碼為10101001 補(bǔ)碼 補(bǔ)碼的定義為 正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同 負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于它的反碼加1 如 23H的反碼為11011100 它的補(bǔ)碼為11011101 2 英文字符的表示 ASCII碼計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)均采用二進(jìn)制代碼表示 但通過輸入設(shè)備 如鍵盤 輸入的信息和通過輸出設(shè)備 如顯示器 打印機(jī) 輸出的信息既有字母 數(shù)字 又有漢字及各種控制字符 為了便于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和操作者之間的信息交換 需要將數(shù)字 字母及各種符號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一編碼 目前 在計(jì)算機(jī)中普遍采用 美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 簡(jiǎn)稱ASCII碼 3 BCD碼 BinaryCodedDecimal 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 各種數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)碼才能進(jìn)行處理 但考慮到人們習(xí)慣于使用十進(jìn)制數(shù) 因此在計(jì)算機(jī)的輸入 輸出端仍然采用十進(jìn)制數(shù) 這就是BCD碼 它是用4位二進(jìn)制代碼來分別表示十進(jìn)制數(shù)中的10 0 9 個(gè)數(shù)碼 全稱為二 十進(jìn)制編碼 簡(jiǎn)稱為BCD碼 如 4的BCD碼是0100 9的BCD碼是1001注 在BCD碼中 不使用1010 0AH 1111 0FH 知識(shí)點(diǎn)二單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)簡(jiǎn)介 由于AT89CXX和AT89SXX系列單片機(jī)內(nèi)部有ROM EPROM 構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí) 只需要3個(gè)條件 一是電源 二是時(shí)鐘 三是復(fù)位 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)如圖1 8所示 單片機(jī)最小應(yīng)