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1、单片机应用技术,主讲教师： 张 芝 雨,有关本课程学习的几点建议,本课程是一门实践性、应用性很强的学科 重在培养动手能力和创新能力; 希望有条件的同学买套实验板; 也可以通过软件仿真（PROTEUS+KEILC51),硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是灵魂,预习、听课、复习、作业、实训环环重要 用科学的方法学习，上课记好笔记，好记性不如赖笔头！ 动手实践是学好单片机的终难捷径！,课程考核：,实践操作占30% 包含最后的课程设计和实训完成情况,作业及课堂表现（出勤）占10%,期末考试占60%,参考教材：单片机应用程序开发与实践常敏等主编 电子工业出版社,推荐自学网站：1.深圳职业技
2、术学院单片机精品课程：http:/ 了解单片机系统的基本组成及功能 通过最简单应用系统实例了解单片机的基本工作过程 【任务描述】 用单片机的P1.0控制一只LED灯，使其闪烁，变化实间间隔为0.2秒。,1.电路原理图（硬件原理图）,2.程序设计,ORG #00H;伪指令常用于汇编源程序的开头，用来指示汇编程序开始对源程序进行汇编 START: SETB P1.0;SETB是置1指令。 LCALL DELAY;LCALL是长子程序调用指令 SETB P1.0;CLR是清零指令 LCALL DELAY LJMP START;LJMP是长跳转指令 DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序，延
3、时0.2秒 D1: MOV R6,#20; MOV是数据传送指令。R6是工作寄存器 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$;DJNZ是条件控制转移指令：寄存器减一不为零转移, “$ ”表示本指令首字节地址 ，本行程序的意思是：只要R7不为零就原地踏步。 DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET;子程序返回指令 END,怎样延时0.2秒？：石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒机器周期 微秒 MOV R6,#20 2 个机器周期 D1: MOV R7,#248 2个 机器周期 22248498 20 DJNZ R7,$ 2个 2个机器周期 2248 (498 DJ
4、NZ R6,D1 2个机器周期 22040 10002 RET 2个机器周期 因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 R620、R7248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求0.2秒200ms，10ms R5（20） 200ms。,何谓单片机？,所谓单片机，通俗的来讲，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit），存储器（memory），定时/计数器，输入输出接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上。再简单的说单片机实质上就是一块集成芯片。它集成了微型计算机的CPU、存储器、定时/计数器、输入输出接口电路等。,二、单片机的应用
5、：遍布国民经济与人民生活的各个领域,目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置飞机上各种仪表的控制工业自动化过程的实时控制和数据处理各种智能IC卡民用豪华轿车的安全保障系统智能家电：录像机、摄像机、全自动洗衣机等程控玩具、电子宠物等等单片机与就业：据调查目前我国的单片机从业人员仅有100多万人。到2010年，我国单片机设计从业人员需求将达300万人之多，随着社会的发展和电子产品的应用推广，单片机的从业人员将会非常抢手。 尤其是单片机中高级人才缺口非常大，且就业薪金非常高。,3.何谓单片机应用系统,从任务一，我们可以看到，要单片机实现一定的功能，仅仅
6、只有单片机是实现不了的。，实际应用的过程中我们都是以单片机为核心，合理搭配外围资源，搭建硬件平台，然后再向单片机烧入软件程序，组成完整的单片机应用系统。,单片机应用系统是有硬件系统和软件系统组成的 硬件系统是应用系统的基础/平台。软件系统是在硬件的基础上对其硬件资源进行合理的调配和使用，从而完成应用系统的任务。,51系列单片机简述,MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯
7、于用8051来称呼MCS51系列单片机。 INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求。,图1-1 51系列单片机引脚识别图,当前生产单片机的主要厂商： Intel- (MCS51系列,MCS96系列) Atmel- (AT89系列,MCS51内核) Microchip- (PIC系列) Motorola- (68HCXX系列) Zilog- (Z86系列) Philips- (87,80系列,MCS51内核) Siemens- (SAB80系列,MCS51内核) NEC- (78系列) MC
8、S-51系列单片机分为两大系列，即51子系列与52子系列。 51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8031、8051、8751、8951 52子系列：增强型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8032、8052、8752、8952 这两大系列单片机的主要硬件特性如下表：,图1-1 51系列单片机引脚识别图,8031、80c31、8032、80C32片内是没有ROM的，对应着上表看，我们可以发现，51系列的单片机的RAM大小为128B，52系列的RAM大小为256B，51系列的计数器为两个16位的，52系列的计数器为三个16位计数器。51系列的中断源为5个，52系列的中断源为6个
9、。 8051系列与80C51系列的异同 : 1.80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是先有8051，然后才有80C51的。 2.8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），也就是说在8051下开发的软件完全可以在80C51上应用，反过来，在89C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。,图1-1 51系列单片机引脚识别图,8051与80C51单片机的主要差别就在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。 8051系列单片机采用的是HMOS工
10、艺：高速度、高密度； 80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗； 也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。 我们学校采用的单片机是ATMEL公司生产的AT89S51/2。 那么C51系列与S51系列的区别是： S51针对C51的不足主要做了以下几个方面的改进： ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。这是S51相对C51最重要的改进。,1.1 计算机中的数制及相互转换,1.1.1 进位计数制按进位原则进行计数的方法, 称为进位计数制。十进制数有两个主要特点: （1） 有 10 个不同的数字符号: 0、 1、 2、
11、 、 9;（2） 低位向高位进位的规律是“逢十进一”。,因此, 同一个数字符号在不同的数位所代表的数值是不同的。如555.5中 4 个 5分别代表500、 50、 5 和 0.5, 这个数可以写成 555.5=5102+5101+5100+510-1 式中的“10”称为十进制的 基数 10、101、100、10-1称为各数位的 权。,任意一个十进制数N都可以表示成按权展开的多项式:,其中, di是09共10个数字中的任意一个, m是小数点右边的位数, n是小数点左边的位数, i是数位的序数。例如, 543.21可表示为543.21=5102+4101+3100+210-1+110-2,一般而言
12、, 对于用 R 进制表示的数 N , 可以按权展开为,式中, ai 是 0、1、 、 （R-1）中的任一个, m、 n是正整数, R是基数。在 R 进制中, 每个数字所表示的值是该数字与它相应的权Ri的乘积, 计数原则是“逢 R进一”。,1. 二进制数当 R=2 时, 称为二进位计数制, 简称二进制。在二进制数中, 只有两个不同数码: 0和1, 进位规律为“逢二进一”。任何一个数 N, 可用二进制表示为,例如, 二进制数 1011.01 可表示为(1011.01)2=123+022+121+120+02-1+12-2,2. 八进制数当R=8 时, 称为八进制。在八进制中, 有 0、1、2、7
13、共 8 个不同的数码, 采用“逢八进一”的原则进行计数。如（503)8可表示为 (503)8=582+081+380,3. 十六进制当R=16时, 称为十六进制。在十六进制中, 有 0、1、2、 9、 A、B、C、D、E、F共 16个不同的数码, 进位方法是“逢十六进一”。 例如, （3A8.0D）16可表示为 （3A8.0D)16=3162+10161+8160+016-1+ 1316-2,表1.1 各种进位制的对应关系,1.1.2 不同进制间的相互转换,1. 二、 八、 十六进制转换成十进制 ：按权展开法,例 1 将数(10.101)2, (46.12)8, (2D.A4)16转换为十进制
14、。 （10.101)2=121+020+12-1+02-2+12-3=2.625(46.12)8=481+680+18-1+28-2=38.156 25(2D.A4)16=2161+13160+1016-1+416-2=45.640 62,2. 十进制数转换成二、八、十六进制数任意十进制数 N 转换成 R 进制数, 需将整数部分和小数部分分开, 采用不同方法分别进行转换, 然后用小数点将这两部分连接起来。(1) 整数部分: 除基取余法。分别用基数 R 不断地去除 N 的整数, 直到商为零为止, 每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到的为最低有效数字, 最后得到的为最高有效数字。,例 2 将（168)10转换成二、 八、 十六进制数。,(2) 小数部分: 乘基取整法。分别用基数 R(R=2、8或16）不断地去乘N 的小数, 直到积的小数部分为零（或直到所要求的位数）为止, 每次乘得的整数依次排列即为相应进制的数码。 最初得到的为最高有效数字, 最后得到的为最低有效数字。,
