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1、什么是单片机？单片机能做什么？学单片机需要什么基础？1.与以前所学的知识关联很少；与以前所学的知识关联很少；2.只需要掌握很基本的数电模电知识；只需要掌握很基本的数电模电知识；3.对各种器件的概念基本上是从对各种器件的概念基本上是从0开始；开始；4.如果要用如果要用C语言编程，需具备简单的语言编程，需具备简单的C语语言基础；言基础；5.所有人都站在了同一起跑线上所有人都站在了同一起跑线上;几点预备知识电平特性电平特性2进制与进制与16进制的表示及转换进制的表示及转换二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算8051单片机介绍单片机介绍C51基础知识基础知识Proteus 单片机单片机 在一片集成电路
2、芯片上集成微处理器、在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、存储器、I/O接口电路，从而构成了接口电路，从而构成了单芯片单芯片微型计算机，即单片机微型计算机，即单片机。 Intel公司推出了公司推出了MCS-51系列单片机：系列单片机：集成集成 8位位CPU、4K字字节节ROM、128字节字节RAM、4个个8位并口、位并口、1个个全双工串行口、全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数器。寻址计数器。寻址范围范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。，并有控制功能较强的布尔处理器。 80C5180C51系列系列 Intel的的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87
3、C52等；等； ATMEL的：的：89C51、89C52、89C2051等；等； Philips、华邦、邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的等公司的许多多产品品 。 80C51是是MCS-51系系列列中中的的一一个个典典型型品品种种 ；其其它它厂厂商商以以8051为基基核核开开发出出的的CMOS工工艺单片片机机产品品统称称为80C51系系列列。当当前前常常用用的的80C51系列系列单片机主要片机主要产品有：品有：* 80C51* 80C51的引脚封装的引脚封装总线型总线型非总线型非总线型P3P3P3P3第二功能各引脚功能定义：P3.0：RXD串行口输入P3.1
4、：TXD串行口输出P3.2：INT0外部中断0输入P3.3：INT1外部中断1输入P3.4：T0定时器0外部输入P3.5：T1定时器1外部输入P3.6：WR外部写控制P3.7：RD外部读控制 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。 外部总线有三种: 数据总线DB（Data Bus）, 地址总线 AB（Address Bus）和控制总线 CBControl Bus）。CPU：由运算和控制逻辑组成，同时还包括：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；中断系
5、统和部分外部特殊功能寄存器；RAM：用以存放可以读写的数据，如运算的：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；中间结果、最终结果以及欲显示的数据；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个口：四个8位并行位并行I/O口，既可用作输入，口，既可用作输入，也可用作输出；也可用作输出；T/C：两个定时：两个定时/记数器，既可以工作在定时记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；五个中断源的中断控制系统；一个全双工一个全双工UART（通用异步接收发送器）（通用异
6、步接收发送器）的串行的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率取决于单片调电容需要外接。最高振荡频率取决于单片机型号及性能。机型号及性能。关于电平特性数字电路中只有两种电平：高和低（本课程中）定义单片机为TTL电平： 高 +5V 低 0VRS232电平：计算机的串口 高 -12V 低+12V 所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232。二进制数字电路中的两种电平特性决定了它0 0 6 1101 1711
7、12 10810003 11910014 1001010105 10111 1011十六进制是二进制的简短表示形式。 十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。 规律：一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数，转换时先把二进制数转换成十进制数，再把十进制数转换成十六进制数。如：0001B - 1 - 1H B表示为二进制，H为十六进制 1001B - 9 - 9H 1010B - 10 - AH 0010 1100 - 44 - 2CH 各种进位制的对应关系 十进制十进制二进制二进制十六进制十六
8、进制十进制十进制二进制二进制十六进制十六进制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算1.“与与”运算运算 “与”运算是实现“必须都有,否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。 运算符为“ ”, 其运算规则如下:00=0, 01=10=0, 11=1 2.“或或”运算运算 “或”运算是实现“只要其中之一有,就有”这种逻辑关系的一种运算, 其运算符为“+”。 “或”运算规则如下:0+0=0, 0+1=1+0=1,
9、1+1=13.“非非”运算运算 “非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算，如变量A的“非”运算记作 。 其运算规则如下: A4.“异或异或”运算运算 “异或”运算是实现“必须不同, 否则就没有”这种逻辑的一种运算, 运算符为“”。其运算规则是: 单片机工作的基本时序单片机工作的基本时序 机器周期和指令周期机器周期和指令周期 （1） 振荡周期振荡周期(P): 也称时钟周期也称时钟周期, 是指为单片是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期，TX实验板上实验板上为为11.0592MHZ。 （2） 状态周期状态周期(S): 每个状态周期为时钟周期的每个状态周期为时
10、钟周期的 2 倍倍, 是振荡周期经二分频后得到的。是振荡周期经二分频后得到的。 （3） 机器周期机器周期(M): 一个机器周期一个机器周期包含包含 6 个状个状态周期态周期S1S6, 也就是也就是 12 个时钟周期个时钟周期。 在一个机器在一个机器周期内周期内, CPU可以完成一个独立的操作。可以完成一个独立的操作。 （4） 指令周期指令周期（I）: 它是指它是指CPU完成一条完成一条指令指令操作所需的全部时间。操作所需的全部时间。 每条指令执行时间都是有一每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。个或几个机器周期组成。MCS - 51 系统中系统中, 有单周有单周期指令、双周期指令和四周
11、期指令。期指令、双周期指令和四周期指令。 KEIL C51的应用C语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言(High-Level Language)的特点，并具备汇编语言的功能。目前，使用C语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。用C语言开发系统可以大大缩短开发周期，明显增强程序的可读性，便于改进和扩充。而针对8051的C语言日趋成熟，成为了专业化的实用高级语言。C C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，国内最通用的是国内最通用的是KeilKeil C51. C51.C C语言程序本身不依赖于机器硬件系统，基本上不语言程序本身不
12、依赖于机器硬件系统，基本上不作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。C C提供了很多数学函数并支持浮点运算，开发效率提供了很多数学函数并支持浮点运算，开发效率高，故可缩短开发时间，增加程序可读性和可维护高，故可缩短开发时间，增加程序可读性和可维护性。性。 C-51C-51的特点的特点C-51C-51与与ASM-51ASM-51相比，有如下优点：相比，有如下优点：1.1.对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对8051 8051 的存贮器结构有初步了解；的存贮器结构有初步了解；2.2.寄存器分配、不同存贮器的寻址及数
13、据类型寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；等细节可由编译器管理；3.3.程序有规范的结构，可分成不同的函数，这程序有规范的结构，可分成不同的函数，这种方式可使程序结构化；种方式可使程序结构化；4.4.提供的库包含许多标准子程序，具有较强的提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力；数据处理能力；5.5.由于具有方便的模块化编程技术，使已编好由于具有方便的模块化编程技术，使已编好程序可容易地移植；程序可容易地移植；C C5151的数据类型的数据类型基本数据类型基本数据类型类型类型符号符号关键字关键字数的表示范围数的表示范围所占位数所占位数整整型型字字符符型型实实型
14、型有有无无(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed) long32-2147483648214748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsigned char80255C C语言中的基本数据类型语言中的基本数据类型类型类型符号符号关键字关键字数的表示范围数的表示范围所
15、占位数所占位数整整型型字字符符型型实实型型有有无无(signed) int16-3276832767(signed) short16-3276832767(signed) long32-2147483648214748364716unsigned int0655353204294967295unsigned long intunsigned short int16065535有有float323.4e-383.4e38有有double641.7e-3081.7e308有有char8-128127无无unsigned char80255C C5151的数据类型扩充定义的数据类型扩充定义sfrsf
16、r: :特殊功能寄存器特殊功能寄存器声明声明sfr16:sfrsfr16:sfr的的1616位数据声明位数据声明sbitsbit: :特殊功能位声明特殊功能位声明bitbit: :位变量声明位变量声明例：例：sfrsfr SCON = 0X98; SCON = 0X98; sfr16 T2 = 0xCC; sfr16 T2 = 0xCC; sbitsbit OV = PSW2; OV = PSW2;例：例：数据类型数据类型 存储类型存储类型 变量变量char var1;char var1;bit flags;bit flags;unsigned char vextor10;unsigned c
17、har vextor10;C-51C-51数据的存储类型数据的存储类型C-51C-51的的包含的头文件包含的头文件通常有通常有:reg51.h reg52.h math.h :reg51.h reg52.h math.h ctype.hctype.h stdio.hstdio.h stdlib.hstdlib.h absacc.habsacc.h常用有常用有:reg51.h reg52.h :reg51.h reg52.h （定义特殊功能寄定义特殊功能寄存器和位寄存器）；存器和位寄存器）； math.hmath.h （定义常用数学运算）；定义常用数学运算）； C-51C-51的运算符的运算符与
18、与C C语言基本相同：语言基本相同：+ - * /+ - * / （加（加 减减 乘乘 除）除） = = （位右移（位右移 位左移）位左移）& |& | ( (按位与按位与 按位或按位或) ) ( (按位异或按位异或 按位取反按位取反) ) C-51C-51的基本语句的基本语句与与标准标准C C语言基本相同：语言基本相同： if if 选择语言选择语言 switch/case switch/case 多分支选择语言多分支选择语言 while while 循环语言循环语言 do-while do-while 循环语言循环语言 for for 循环语言循环语言中断服务程序中断服务程序函数名（）函数
19、名（）interrupt ninterrupt n 常用中断号与中断向量常用中断号与中断向量 中断号 n中 断 源中断向量 8n+30外部中断 0(Interruput0)0003H1定时器 0(Timer0)000BH2外部中断 1(Interrupt1)0013H3定时器 1(Timer 1)001BH4串行口0023HKEIL的使用掌握KEIL工程的建立和软件的开发；掌握KEIL中软件仿真的基本应用；掌握用KEIL直接硬件仿真TX-1B单片机学习板的方法Main 函数格式：void main()特点：无返回值，无参。任何一个C程序有且仅有一个main函数，它是整个程序开始执行的入口。例：void main() 总程序从这里开始执行; 其他语句； Proteus设计参考视频
