-單片機應用技術基本功課件

1、項目一 認識單片機及其開發(fā)工具項目基本技能了解MCS-51單片機的外部引腳 任務一知識點一數(shù)制與編碼 知識點二單片機最小應用系統(tǒng)簡介 WAVE仿真開發(fā)軟件安裝與使用 任務三了解單片機開發(fā)系統(tǒng)常用工具 任務二項目基本知識項目一 認識單片機及其開發(fā)工具項目基本技能了解MCS-5項目一 認識單片機及其開發(fā)工具項目學習目標項目一 認識單片機及其開發(fā)工具項目學習目標任務一 了解MCS-51單片機的外部引腳單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer） 簡稱單片機，是一種集成電路芯片，它采用超大規(guī)模技術把具有數(shù)據(jù)處理力的微處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、

2、定時/計器、輸入/輸出電路以及中斷系統(tǒng)等電路集成到一塊芯片上，構成一個最小卻完善的計算機系統(tǒng)。 目前世界上生產(chǎn)單片機的廠商很多，我們以目前最流行、應用最為廣泛的Intel公司生產(chǎn)的MCS-51單片機為例來介紹單片機的基本知識。項目基本技能任務一 了解MCS-51單片機的外部引腳項目基本技能MCS-51是高檔8位單片機，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的引腳和實物如圖1-1所示。圖1-1 MCS-51引腳和實物圖MCS-51的40個引腳大致可以分為電源、時鐘、I/O口、控制總線等幾個部分。MCS-51是高檔8位單片機，但由于受到集成電路芯片引腳數(shù)目（

3、1）電源引腳：VCC和VSS（2）時鐘振蕩電路引腳：XTAL1和XTAL2 在使用內(nèi)部振蕩電路時，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，振蕩信號送至內(nèi)部時鐘電路產(chǎn)生時鐘脈沖信號；（3）控制信號引腳：RST/VPD， ， 和 RST為復位信號輸入端。 VPD為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。（1）電源引腳：VCC和VSS ALE為地址鎖存信號。 為8751內(nèi)部EPROM編程時的編程脈沖輸入端。 外部程序存儲器的讀選通信號，當訪問外部ROM時，產(chǎn)生負脈沖作為外部ROM的選通信號。 為訪問程序存儲器的控制信號。當 為低電平時，CPU對ROM的訪問限定在外部程序存儲器；當

4、為高電平時，CPU對ROM的訪問從內(nèi)部04KB地址開始，并可以自動延至外部超過4KB的程序存儲器。 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 ALE為地址鎖存信號。表1-1 P3口的第二功能表1-1 P3口的第二功能任務二 了解單片機開發(fā)系統(tǒng)常用工具1單片機常用芯片ATMEL公司生產(chǎn)的以MCS-51內(nèi)核的系列單片機，如AT89C51、AT89S51等，在原基礎上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由Flash存儲器取帶了原來的ROM，尤其是AT89S51支持ISP功能表1-2 ATMEL系列單片機任務二 了解單片機開發(fā)系統(tǒng)常用工具1單片機常用

5、芯片2單片機開發(fā)系統(tǒng)單片機開發(fā)系統(tǒng)主要由主機、在線仿真器和通用編程器等組成，如圖1-2所示。 單片機開發(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的開發(fā)軟件，使用時，只需更換系統(tǒng)中的仿真頭，就能夠開發(fā)相應的單片機系統(tǒng)或可編程器件； 專用型只能仿真一種類型的單片機。 圖1-2 單片機開發(fā)系統(tǒng)組成框圖2單片機開發(fā)系統(tǒng)3仿真器 仿真器是通過仿真軟件的配合，用來模擬單片機運行并可進行在線調(diào)試的工具。仿真器一端連接計算機，另一端通過仿真頭連接單片機目標板，其中，計算機、仿真器和仿真頭可以代替單片機在單片機目標板上演示出程序運行效果，具有直觀性、實時性和調(diào)試效率高等優(yōu)點。圖1-3所示為常見

6、的仿真器。圖1-3 常見的仿真器 3仿真器4編程器 將十六進制或二進制機器代碼燒寫入單片機程序存儲器中的設備稱為編程器（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4編程器任務三 WAVE仿真開發(fā)軟件安裝與使用WAVE是一種單片機仿真開發(fā)軟件，其突出特點包括： 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。 具有項目管理功能，為用戶的資源共享、課題重組提供強有力的手段。 具有功能強大的編輯器，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。

7、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系統(tǒng)硬件的邏輯或時序進行同步實時采樣，并能實時在線調(diào)試分析。 具有程序跟蹤功能，以總線周期為單位，實時記錄仿真過程中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任務三 WAVE仿真開發(fā)軟件安裝與使用WAVE是一種單片知識點一 數(shù)制與編碼1. 數(shù)制 數(shù)制就是人們利用符號計數(shù)的一種科學方法。 在日常生活中，采用的計數(shù)方法是十進制數(shù)， 計算機中使用二進制計數(shù)方法， （1）十進制（Decimal Number） 十進制數(shù)基數(shù)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9， “逢10進1” 。（2）

8、二進制（Binary Number） 二進制數(shù)用兩個數(shù)碼0和1表示， “逢2進1” 。（3）十六進制（Hexadecimal Number） 十六進制數(shù)基數(shù)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F， “逢16進1” 。 知識點一 數(shù)制與編碼1. 數(shù)制2. 數(shù)制之間的相互轉換（1）二進制數(shù)、十六進制數(shù)轉換為十進制數(shù) 轉換方法：將二進制數(shù)、十六進制數(shù)按權展開，寫成多項式的形式，再把每一項的值相加。 （2）十進制數(shù)轉換為二進制數(shù) 轉換方法：把十進制數(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

9、，將所有取出的整數(shù)按照順序排列。 2. 數(shù)制之間的相互轉換（3）二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間的相互轉換。 十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)時，將二進制數(shù)的整數(shù)部分自右向左每4位一組，不足4位的在左面用零補足；小數(shù)部分自左向右每4位一組，不足4位在右面補零。 將十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)時，只需把每一位十六進制數(shù)寫成對應的4位二進制數(shù)即可。（3）二進制數(shù)與十六進制數(shù)之間的相互轉換。2計算機中的數(shù)據(jù)編碼（1）帶符號數(shù)的編碼表示在計算機中，對于帶符號數(shù)來說，一般用最高位表示數(shù)的正負。對于正數(shù)，最高位規(guī)定為“0”；對于負數(shù)，最高位為“1”。 例如：D1=57H，D2=57H，在計算機中分別表示為： D1=0 101

10、0111，D2=1 1010111。 這種將高位定義為符號位的二進制數(shù)稱為帶符號的二進制數(shù)，又稱為機器數(shù)，原來的數(shù)稱為真值。帶符號的二進制數(shù)有以下3種表示方法。 原碼。就是將真值的正負符號，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；負數(shù)的反碼是原碼的符號位數(shù)不變，其余各位按位取反。如：56H反=56H原=0 1010110B；56H的原碼為11010110，則56H的反碼為10101001。 補碼。補碼的定義為：正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼等于它的反碼加1。 如23H的反碼為1 1011100，它的補碼為1 1011101。2計算機中的數(shù)據(jù)編碼

11、（2）英文字符的表示ASCII碼 計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)均采用二進制代碼表示，但通過輸入設備（如鍵盤）輸入的信息和通過輸出設備（如顯示器、打印機）輸出的信息既有字母、數(shù)字，又有漢字及各種控制字符。為了便于計算機系統(tǒng)和操作者之間的信息交換，需要將數(shù)字、字母及各種符號進行統(tǒng)一編碼。 目前，在計算機中普遍采用“美國信息交換標準代碼”（American Standard Code for Information Interchange），簡稱ASCII碼。（2）英文字符的表示ASCII碼（3）BCD碼（Binary Coded Decimal） 計算機系統(tǒng)中，各種數(shù)據(jù)都要轉換為二進制數(shù)碼才能進行處理，但考慮

12、到人們習慣于使用十進制數(shù)，因此在計算機的輸入、輸出端仍然采用十進制數(shù)，這就是BCD碼，它是用4位二進制代碼來分別表示十進制數(shù)中的10（09）個數(shù)碼，全稱為二十進制編碼，簡稱為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）。（3）BCD碼（Binary Coded Decimal）知識點二 單片機最小應用系統(tǒng)簡介由于AT89CXX和AT89SXX系列單片機內(nèi)部有ROM/EPROM，構成最小應用系統(tǒng)時，只需要3個條件：一是電源，二是時鐘，三是復位。單片機最小應用系統(tǒng)如圖1-8所示。 單片機最小應用系統(tǒng)結構簡單、體積小、功耗低、成本低，在簡單的應用系統(tǒng)中得以廣泛應用。但在具體的應用系統(tǒng)