第1講單片機基礎(chǔ)知識概述

1、通用微型計算機通用微型計算機（ 或或 ）主要功能部件： 存儲器+端口+顯卡+聲卡+網(wǎng)卡+顯示器+鼠標(biāo)+鍵盤基本功能部件接口外設(shè)386486Pentium Pentium ProPentium MMXPentium Pentium Pentium Conroe II架構(gòu)的發(fā)展歷程 技術(shù)要求:高速計算+海量存儲 發(fā)展方向:總線速度不斷提升，存儲容量不斷擴大 電氣加固、機械加固，并配置各種外圍接口板卡 （工控機） 嵌入到大型工控系統(tǒng)中（實現(xiàn)了智能化） 工業(yè)計算機（ ） 船舶駕駛室集中控制臺 自動配料控制系統(tǒng) 電站鍋爐控制系統(tǒng) 板卡：卡、存儲器卡、數(shù)據(jù)采集卡、通訊卡嵌入式計算機嵌入式計算機眾多小型對象

2、系統(tǒng)（如家電、儀器、工控單元）無法使用 需要發(fā)展一類特殊的嵌入式計算機系統(tǒng)。7070年代中期，為滿足廣泛應(yīng)用的需要，微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展：年代中期，為滿足廣泛應(yīng)用的需要，微型計算機向著兩個不同的方向發(fā)展： 分支一：高速度、大容量、高性能的高檔微機方分支一：高速度、大容量、高性能的高檔微機方向向 分支二：功能完善、穩(wěn)定可靠、體積小、價格低分支二：功能完善、穩(wěn)定可靠、體積小、價格低廉、面向控制的方向廉、面向控制的方向機機單片機單片機什么是單片機？什么是單片機？ 把、輸入、輸出接口把、輸入、輸出接口()()和中斷系統(tǒng)、定時器和中斷系統(tǒng)、定時器/ /計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小

3、而計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而“完完善善”的計算機系統(tǒng)，稱為單片微型計算機，簡稱單片機的計算機系統(tǒng)，稱為單片微型計算機，簡稱單片機() () 。 不同的是單片機的這些部件性能相對微型計不同的是單片機的這些部件性能相對微型計算機來講弱很多，不過價錢也低。算機來講弱很多，不過價錢也低。 主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域。單片機使用時，通常是處于測控系統(tǒng)的核心地位并嵌入其中，所以也稱為嵌入主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域。單片機使用時，通常是處于測控系統(tǒng)的核心地位并嵌入其中，所以也稱為嵌入式控制器（，式控制器（， ），或微控制器（，），或微控制器（， ）。我國習(xí)慣于使用）。我國習(xí)慣于使用“單片機單片機”這一名稱。

4、這一名稱。通用計算機與單片機在硬件結(jié)構(gòu)上的比較 微型計算機系統(tǒng)微型計算機的組成框圖（由多個芯片組裝在一個主電路板上）所有基本單元都組裝在一個芯片上數(shù)據(jù)并行程序定時/計數(shù)器串型端口中斷控制器擴展端口系統(tǒng)總線（、）51單片機單片機系統(tǒng)按照其用途可分為通用型和專用型兩大類。按照其用途可分為通用型和專用型兩大類。（1 1）通用型單片機就是其內(nèi)部可開發(fā)的資源（如存儲器、等各種外圍功能部件等）可以全部提供給用）通用型單片機就是其內(nèi)部可開發(fā)的資源（如存儲器、等各種外圍功能部件等）可以全部提供給用戶。戶。 用戶根據(jù)需要，設(shè)計一個以通用單片機芯片為核心，再配以外圍接口電路及其它外圍設(shè)備，并編寫相用戶根據(jù)需要，設(shè)

5、計一個以通用單片機芯片為核心，再配以外圍接口電路及其它外圍設(shè)備，并編寫相應(yīng)的軟件來滿足各種不同需要的測控系統(tǒng)。通常所說的和本書介紹的是指通用型單片機。應(yīng)的軟件來滿足各種不同需要的測控系統(tǒng)。通常所說的和本書介紹的是指通用型單片機。（2 2）專用型單片機是專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機。）專用型單片機是專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機。例如，各種家用電器中的控制器等。由于用于特定用途，單片機芯片制造商常與產(chǎn)品廠家合作，設(shè)計例如，各種家用電器中的控制器等。由于用于特定用途，單片機芯片制造商常與產(chǎn)品廠家合作，設(shè)計和生產(chǎn)和生產(chǎn)“專用專用”的單片機芯片。的單片機芯片。由于在設(shè)計中，已經(jīng)對

6、由于在設(shè)計中，已經(jīng)對“專用專用”單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡化、可靠性和成本的最佳化等方面都做了全面單片機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)最簡化、可靠性和成本的最佳化等方面都做了全面的綜合考慮，所以的綜合考慮，所以“專用專用”單片機具有十分明顯的綜合優(yōu)勢。單片機具有十分明顯的綜合優(yōu)勢。無論無論“專用專用”單片機在用途上有多么單片機在用途上有多么“專?！保浠窘Y(jié)構(gòu)和工作原理都是以通用單片機為基礎(chǔ)的。，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理都是以通用單片機為基礎(chǔ)的。工業(yè)自動化控制工業(yè)自動化控制智能儀器儀表智能儀器儀表通信設(shè)備通信設(shè)備汽車電子汽車電子家用電器家用電器軍事領(lǐng)域軍事領(lǐng)域1.2 單片機能做什么單片機在哪里單片機在哪里? ?電磁爐與單片

7、機電磁爐與單片機輸入設(shè)備（箭頭指向單片機）：加、減按鈕輸出設(shè)備（箭頭指向設(shè)備）：4個指示燈、電磁線圈的驅(qū)動電路1.3 怎樣學(xué)習(xí)單片機怎樣學(xué)習(xí)單片機?掌握單片機原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計掌握單片機原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容硬件系統(tǒng)（，）硬件系統(tǒng)（，）存儲器存儲器輸入輸入/輸出單元輸出單元定時定時/計數(shù)器計數(shù)器中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)串行通信串行通信軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)C51語言程序語言程序匯編語言程序匯編語言程序接口系統(tǒng)（，接口系統(tǒng)（， ， 擴展）擴展）鍵盤電路鍵盤電路數(shù)碼管數(shù)碼管鍵盤鍵盤模數(shù)轉(zhuǎn)換模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)模轉(zhuǎn)換可編程接口可編程接口接口電路接口電路顯示電路顯示電路單片機發(fā)展的狀況當(dāng)前流行8位、16位

8、和32位三大類產(chǎn)品8位單片機：使用數(shù)量最大的一類單片機。特點：成本低，性能又能滿足大多要求。如51、和系列；16位單片機：適合數(shù)據(jù)運算的場合。但由于價格的居高，其數(shù)據(jù)運算功能又不如32位機，所以發(fā)展處于停滯狀態(tài)。具有代表性有96系列、臺灣的“凌陽”16位單片機；32位單片機：當(dāng)前高檔次單片機發(fā)展的一個方向，具有超強的數(shù)據(jù)處理能力、合理的價格。其核心技術(shù)基本被美國公司所壟斷。具有代表性的產(chǎn)品是系列（7、9）。89系列單片機的產(chǎn)品分類：1.商業(yè)用產(chǎn)品。用“C”標(biāo)注。溫度范圍 070；2.工業(yè)用產(chǎn)品。用“ I ”標(biāo)注。溫度范圍 -4085；3.汽車用產(chǎn)品。用“ A”標(biāo)注。溫度范圍 -40125；4.

9、軍 用 產(chǎn) 品。用“ M”標(biāo)注。溫度范圍 -55150； 例如：89C51-241.5 預(yù)備知識電平特性電平特性2進制與進制與16進制的表示及轉(zhuǎn)換進制的表示及轉(zhuǎn)換二進制數(shù)的邏輯運算二進制數(shù)的邏輯運算8051單片機介紹單片機介紹關(guān)于電平特性數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低電平：標(biāo)稱邏輯電平： 高 +5V 低 0V二進制十進制數(shù)和二進制的對應(yīng)關(guān)系十六進制是二進制的簡短表示形式。 十進制中的0-15分別表示為十六進制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟練掌握二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換。 規(guī)律：由低到高，把四個二進制數(shù)放在一起轉(zhuǎn)換成一個十六進制數(shù)。如：0001B - 1H

10、B表示為二進制，H為十六進制 1001B - 9H 1010B - 0010 1100 - 2 各種進位制的對應(yīng)關(guān)系 是公司單片機的系列符號，如是公司單片機的系列符號，如4848、5151、9696系列單片機。系列單片機。5151系列單片機主要包括系列單片機主要包括基本型：基本型：8031/8051/87518031/8051/8751（低功耗型（低功耗型80C31/80C51/87C5180C31/80C51/87C51）增強型：增強型：8032/8052/87528032/8052/8752。5151系列是在我國應(yīng)用最為廣泛的單片機機型之一。系列是在我國應(yīng)用最為廣泛的單片機機型之一。515

11、1系列品種豐富，經(jīng)常使用的是基本型和增強型。系列品種豐富，經(jīng)常使用的是基本型和增強型。51系列單片機系列單片機 公司以專利形式把公司以專利形式把80518051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給、等公司。生產(chǎn)的兼容機與內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給、等公司。生產(chǎn)的兼容機與80518051兼容，采用工藝，因而兼容，采用工藝，因而常用常用80C5180C51系列單片機來稱呼所有這些具有系列單片機來稱呼所有這些具有80518051指令系統(tǒng)的單片機，這些兼容機的各種衍生品種統(tǒng)稱為指令系統(tǒng)的單片機，這些兼容機的各種衍生品種統(tǒng)稱為5151系系列單片機或簡稱為列單片機或簡稱為5151單片機。單片機。1.6 開發(fā)工具開發(fā)工具 C51是是51單片

12、機軟件開發(fā)的單片機軟件開發(fā)的C語言和匯編語言環(huán)境，可以進行語言和匯編語言環(huán)境，可以進行純軟件仿真；也可以與軟件聯(lián)合進行仿真。純軟件仿真；也可以與軟件聯(lián)合進行仿真。軟件工具軟件工具 C集成開發(fā)環(huán)境軟件集成開發(fā)環(huán)境軟件硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板 在面包板上觀察電路的現(xiàn)象是否與設(shè)計的一致，以驗證電路圖設(shè)計的正確性。硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板電阻1，它一支管腳插在電源正極排孔上，與電路的電源正極導(dǎo)通；另一支管腳插在下半部分的插孔中，而該插孔下方用一根導(dǎo)線跨接到第3列插孔中，而三極管1的e極插于同列插孔中，這樣就實現(xiàn)了電阻1與三極管1的e極的電氣連接。硬件工具之二：萬用板和印刷電路板硬件工具之二：萬用板和印刷電路板 元器件插在萬用板的一面，元器件管腳穿過