2.什么是單片機？單片微型計算機（微控制器MCU）是指集成在一個芯片上的微型計算機，也就是把組成微型計算機的各種功能部件，包括CPU、隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器ROM、基本輸入/輸出(Input/Output)接口電路、定時器/計數(shù)器等部件都制作在一塊集成芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機，從而實現(xiàn)微型計算機的基本功能。單片機應用系統(tǒng)是以單片機為核心，配以輸入、輸出、顯示、控制等外圍電路和軟件，能實現(xiàn)一種或多種功能的實用系統(tǒng)。DIP：雙列直插式封裝技術(shù)PLCC:四側(cè)面引腳表面貼裝型封裝3、單片機能夠做什么？單片機芯片要配合寫入程序和外圍電路完成某項控制功能。4、如何學習單片機？單片機除了有51單片機外，還有pic、avr等。單片機屬于硬件，雖然我們教學采用仿真教學，但是要想更好的掌握的話，還是多動手實踐。（光看書沒有用，再說很難懂，很難入門，對于看書只需了解引腳功能和寄存器，反復看。然后花更多時間去實踐，不懂再查書，記憶深刻）實踐方法有二：一是買學習板，二是請高手幫你搭建個單片機最小系統(tǒng)電路板。5、需要的基礎和參考教材①計算機電路、c語言、微機原理、Protel②《新概念51單片機c語言教程》（郭天祥編），網(wǎng)上有視頻，《十天學會單片機》教學目標掌握單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)與尋址方式、C語言程序設計、計時器/計時器、中斷系統(tǒng)、串行通信、輸入輸出及接口技術(shù)；掌握單片機應用的軟硬件設計和安裝調(diào)試所需要的基本技能；了解外部系統(tǒng)擴展及單片機系統(tǒng)開發(fā)。教學設計思想采用項目式教學，以項目任務為教學單元

把《單片機應用技術(shù)》要求掌握的知識點融合到各項目的任務中去。通過各個教學單元的任務完成，由淺入深，知識逐漸完善，能力逐漸提高。通打破原有界限，以目標導向教學法引導學生，通過用具體項目的完成來掌握《單片機應用技術(shù)》課程的各個知識點。教學方式教學方式采用“教、學、做一體化”教學模式邊學邊練，所有任務完成按照實踐－理論—實踐的過程進行;首先引導學生實踐訓練完成一個《單片機應用技術(shù)》具體項目的任務，使學生對《單片機應用技術(shù)》的相關(guān)知識點有感性認識，同時通過訓練產(chǎn)生學習的興趣；然后對學生項目進行總結(jié)提出系統(tǒng)的理論知識點讓學生掌握理解；布置學生進行項目訓練消化和鞏固需要掌握的知識點。項目一單個發(fā)光二極管

（LED）控制

教學目的了解AT89S52單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；掌握AT89S52單片機引腳功能；掌握AT89S52單片機最小系統(tǒng)電路設計；掌握C語言的基本構(gòu)成和基本語句；會利用單片機的I/O口實現(xiàn)一個LED的點亮和閃爍控制。1.1工作模塊1點亮一個發(fā)光二極管工作任務使用AT89S52單片機，P1.0引腳接發(fā)光二極管（LED）的陰極，通過C語言程序控制，從P1.0引腳輸出低電平，使發(fā)光二極管點亮。PROTEUS簡介PROTEUS是英國LabcenterElectronics公司開發(fā)的多功能EDA軟件。PROTEUS不僅是模擬電路、數(shù)字電路、模／數(shù)混合電路的設計與仿真平臺，也是目前較先進的單片機和嵌入式系統(tǒng)的設計與仿真平臺。它實現(xiàn)了從在計算機上完成電路設計、系統(tǒng)測試與功能驗證到形成PCB的完整的電子設計、研發(fā)過程。LED控制電路設計思路按照工作任務要求，點亮一個LED電路是由AT89S52單片機最小系統(tǒng)和1個LED電路構(gòu)成。AT89S52單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能8位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源,使用AT89S52單片機無須外部存儲器。LED的接法，壓降1.7V左右，允許通過3~20mA電流，限流電阻的選擇。用PROTEUS設計第一個LED控制電路新建設計文件保存設計文件選取元器件放置元器件

編輯元器件放置終端連線屬性設置電氣規(guī)則檢測

P1.0引腳接發(fā)光二極管（LED）的陰極，P1.0引腳輸出低電平時，發(fā)光二極管點亮。

要使P1.0引腳輸出低電平，需要通過程序控制。

LED點亮程序#include<AT89X52.H>//包含AT89X52.H頭文件sbitLED=P1^0;//定義LED是P1.0引腳對應的變量名voidmain(void){LED=0;//P1.0=0，LED點亮

while(1);}KEILC51KeilC51是德國Keil軟件公司開發(fā)的基于8051內(nèi)核的微控制器軟件開發(fā)平臺，是51系列單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，是目前開發(fā)8051內(nèi)核單片機的主流工具。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。μVision2集成開發(fā)環(huán)境可以完成從工程建立和管理、編譯、連接、目標代碼的生成、軟件仿真和硬件仿真等完整的開發(fā)流程。用KEILC51編寫第一個C語言程序

建立第一個C程序項目建立工程文件建立源文件加載源文件設置工程的配置參數(shù)進行編譯和連接進入調(diào)試模式全速運行程序用PROTEUS仿真運行調(diào)試

加載“點亮一個LED.hex”目標代碼文件打開Proteus“點亮一個LED”電路。雙擊單片機“AT89S52”，在彈出的“編輯元件”對話框中單擊“ProgramFile”欄的打開按鈕，在彈出的“選擇文件名”對話框找到前面編譯生成的“點亮一個LED.hex”HEX文件,單擊“打開“按鈕，完成“點亮一個LED.hex”HEX文件加載。將“ClockFrequency”欄中的頻率設為12MHz，單擊“確定”，即可完成加載目標代碼文件。仿真運行調(diào)試單擊仿真工具欄“運行”按鈕，單片機全速運行程序。練習：1、硬件調(diào)試2、P261-73、P1口接8個發(fā)光二極管，但是只讓接P1.1,P1.3,P1.5,P1.7的LED亮，怎么設計電路和C語言編程。1.2認識單片機單片機實質(zhì)上是一個芯片

CPU存儲器定時器/計數(shù)器

中斷系統(tǒng)P0-P3TxDRxD

TINT并行I/O口串行I/O口（一）單片機的發(fā)展

第一階段（1974-1976年）為單片機初級階段由于受工藝及集成度的限制，單片機采用雙片形式，且功能比較簡單。第二階段（1976-1978年）為低性能單片機階段單片機采用單芯片形式，是“小而全”,MCS-48。第三階段（1978-1982年）為高性能單片機階段，也是單片機普及階段,MCS-51第四階段（1982年以后）為16位單片機階段

MCS-96。（二）單片機的特點

體積小、重量輕，價格低、功能強，電源單一、功耗低，可靠性高、抗干擾能力強；使用方便靈活、通用性強；目前大多數(shù)單片機采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)體系；獨立的數(shù)據(jù)存儲和程序存儲空間突出控制功能的指令系統(tǒng)；較低的處理速度和較小的存儲容量。（三）單片機的應用

由于以上優(yōu)點，使得單片機應用范圍廣。單片機主要應用在以下幾個方面：家用電器智能卡智能儀器儀表網(wǎng)絡與通信工業(yè)控制51系列單片機源于Intel公司的MCS-51系列（MCS-51是美國Intel公司的8位高檔單片機系列，也是我國目前應用最為廣泛的一種單片機系列），在Intel公司將MCS-51系列單片機實行技術(shù)開放政策之后，許多公司都以MCS-51中的基礎結(jié)構(gòu)8051為基核推出了許多各具特色、具有優(yōu)異性能的單片機，如Philips、Atmel等。這樣，把這些廠家以8051為基核推出的各種型號的兼容型單片機統(tǒng)稱為51系列單片機。（四）51系列單片機的分類單片機可分為通用型單片機和專用型單片機兩大類。通用型單片機是把可開發(fā)資源全部提供給使用者的微控制器。我們通常所說的單片機即指通用型單片機。專用型單片機則是為過程控制、參數(shù)檢測、信號處理等方面的特殊需要而設計的單片機。按片內(nèi)不同程序存儲器的配置來分片內(nèi)帶MaskROM（掩膜ROM）、片內(nèi)帶EPROM型、片內(nèi)無ROM、快閃存儲器按片內(nèi)不同容量的存儲器配置來分51子系列型（是基本型）、52子系列型（是增強型）按芯片的半導體制造工藝上的不同來分HMOS工藝型、CHMOS工藝型（用“C”表示）按所能適應的環(huán)境溫度范圍，可劃分為三個等級：0℃～70℃民用級、－40℃～+85℃工業(yè)級、－65℃～+125℃軍用級。我們教材是采用51系列單片機中的AT89系列講解的，有獨特的優(yōu)點。AT89系列單片機不但具有一般MCS-51單片機的所有特性，而且其Flash程序存儲器可以用電擦除方式瞬間擦除、改寫,寫入單片機內(nèi)的程序還可以進行加密。

型號快閃ROM片內(nèi)RAM尋址范圍并行口線串行口中斷源定時器AT89C514K1282×64K32152×16AT89C528K2562×64K32163×16AT89C20512K1282×4K15152×16AT89C40514K1282×4K15152×16AT89S514K1282×64K32152×16AT89S528K2562×64K32163×16（五）單片機硬件結(jié)構(gòu)時鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統(tǒng)串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時計數(shù)器中央處理器CPU：8位，運算和控制功能內(nèi)部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數(shù)據(jù)，后128個單元被專用寄存器占用。內(nèi)部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格。定時/計數(shù)器：兩個16位的定時/計數(shù)器，實現(xiàn)定時或計數(shù)功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統(tǒng)：5個中斷源（外中斷2個，定時/計數(shù)中斷2個，串行中斷1個）時鐘電路：可產(chǎn)生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ復位電路中央處理器（CPU）中央處理器是單片機的核心，完成運算和控制功能。CPU能處理8位（8位機）或16位（16位機）二進制數(shù)或代碼。位數(shù)越多處理數(shù)據(jù)精度越高，速度越快。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部RAM）作為供用戶使用的寄存器和用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)；內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部ROM）用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。定時/計數(shù)器實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結(jié)果對計算機進行控制。并行I/O口實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出4個8位的I/O口（P0、P1、P2、P3）串行口一個全雙工的串行口，以實現(xiàn)單片機和其它設備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該串行口功能較強，既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。中斷控制系統(tǒng)中斷源：即外中斷，定時/計數(shù)中斷，串行中斷。全部中斷分為高級和低級共兩個優(yōu)先級別。AT89S52單片機結(jié)構(gòu)

一個8位CPU；一個片內(nèi)振蕩器及時鐘電路；8K字節(jié)可重復擦寫的Flash閃速存儲器三級加密程序存儲器；256字節(jié)內(nèi)部RAM；3個16位定時器/計數(shù)器；32條可編程的I/O線（四個8位并行I/O端口）；一個可編程全雙工串行口；具有8個中斷源、兩個優(yōu)先級嵌套中斷結(jié)構(gòu)。

(六)AT89S52引腳功能(P14)

總共有四種封裝，以40DIP為例進行講解。先大概敘述，再詳細介紹每個引腳。AT89S52引腳功能電源引腳(2根)VCC(40腳)：電源端，接+5V電源。GND(20腳)：接地端。時鐘引腳(2根)XTAL1(19腳)：內(nèi)部振蕩電路反向放大器的輸入端。XTAL2(18腳)：內(nèi)部振蕩電路反向放大器的輸出端。AT89S52引腳功能控制引腳(4根)

RST(9腳)：復位端。當輸入的復位信號延續(xù)兩個機器周期以上的高電平時即為有效，用以完成單片機的復位初始化操作。

(30腳)：地址鎖存控制端/。在系統(tǒng)擴展外部RAM時，ALE用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。現(xiàn)在用處不大。EA/VP

(31腳)：訪問程序存儲控制端/21V電壓輸入端（8751）。當信號為低電平時，直接讀外部程序存儲器（8031）；當信號為高電平時，先讀內(nèi)部程序存儲器，然后再讀外部程序存儲器?，F(xiàn)在基本上都有內(nèi)部ROM，所以通常接高電平。

(29腳)：片外ROM讀選通信號端。

在讀片外ROM時，PSEN有效，為低電平，以實現(xiàn)對片外ROM的讀操作。現(xiàn)在用處不大。AT89S52引腳功能P0口（引腳39-32）雙向8位三態(tài)I/O口，如果不加上拉電阻，輸出高阻態(tài)。10K左右P1口（引腳1-8）準雙向8位I/O口。P2口（引腳21-28）同P1口。P3口（引腳10-17）作普通I/O口時同P1，用的較多的還是作為第二功能。P3口各引腳與第二功能表引腳第二功能功能說明P3.0RXD串行口輸入P3.1TXD串行口輸出P3.2INT0外部中斷0輸入P3.3INT1外部中斷1輸入P3.4T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)輸入P3.5T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)輸入P3.6WR片外RAM寫選通信號(輸出)P3.7RD片外RAM讀選通信號(輸出)（七）單片機最小系統(tǒng)(P15)概念構(gòu)成：單片機，5V電源、接地，時鐘電路（晶振），復位電路時鐘電路時鐘電路為單片機產(chǎn)生時鐘脈沖序列。HMOS型（上），CHMOS型見教材晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也高，單片機運行速度也就快。時序的概念

單片機內(nèi)的各種操作都是在一系列脈沖控制下進行的，而各脈沖在時間上是有先后順序的，這種順序就稱為時序。

單片機的時序定時單位從小到大依次為：時鐘周期、狀態(tài)周期、機器周期和指令周期。振蕩周期是指晶體振蕩器直接產(chǎn)生的振蕩信號的周期，是振蕩頻率fosc的倒數(shù)，用P表示。

狀態(tài)周期(S)是振蕩周期的兩倍，它分為P1節(jié)拍和P2節(jié)拍。1個機器周期是由6個狀態(tài)構(gòu)成。（S1-S6）執(zhí)行一條指令所需的時間稱為指令周期(1-4個機器周期)。各種周期的相互關(guān)系

復位電路單片機的復位引腳RST出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。復位是單片機的初始化操作。是把PC初始化為0000H，使CPU從0000H單元開始執(zhí)行程序；同時還對其他一些寄存器有影響，但內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)是不變的。除了進入系統(tǒng)的正常初始化之外，當由于程序運行出錯或操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時，為擺脫困境，也需要按復位鍵重新啟動。常見的復位操作有上電自動復位和按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的。按鍵手動復位是通過復位端經(jīng)電阻與電源VCC接通而實現(xiàn)的，它兼?zhèn)渖想姀臀还δ?。技能訓?-1

單片機最小系統(tǒng)只是單片機能滿足工作的最低要求，它不能對外完成控制任務，實現(xiàn)人機對話。要實現(xiàn)需要-

單片機最小系統(tǒng)應用—開關(guān)控制LED點亮（控制要求）電路設計程序設計

#include<AT89X52.H>//包含AT89X52.H頭文件sbitSW=P3^0;//定義SW是P3.0位對應的引用符號（為sbit型變量）sbitLED1=P1^0;//定義LED是P1.0位對應的引用符號（為sbit型變量）voidmain(void){while(1){if(SW==0)LED1=0;//開關(guān)閉合，P1.0=0，LED點亮

elseLED1=1;//開關(guān)斷開，P1.0=1，LED熄滅

}}習題、焊接最小系統(tǒng)電路板工作模塊2

-LED閃爍控制工作任務：設計思路：

ⅰ、電路設計和點亮

LED一樣ⅱ、軟件實現(xiàn)思路：點亮發(fā)光二極管延時（延時子程序）關(guān)閉發(fā)光二極管延時重復上述動作（循環(huán)）C語言程序#include<AT89X52.H>sbitLED=P1^0;voidDelay(){unsignedchari,j;for(i=0;i<255;i++)for(j=0;j<255;j++);}voidmain(){while(1){LED=0;Delay();LED=1;Delay();}}1、程序說明：①延時的必要性。②延時函數(shù)是定義在前，使用在后。反之也可。③改變延時時間方法：改變循環(huán)次數(shù)、增加for語句、改變變量的類型。④i、j的取值范圍。2、keil軟件編輯、編譯、調(diào)試程序Keil演示延時時間I/O硬件仿真3、Proteus軟件設計電路和系統(tǒng)仿真C語言程序的構(gòu)成(P21)

C語言的程序是由一個或多個函數(shù)構(gòu)成的，最簡單的程序只有一個main函數(shù)。（自定義、庫）一個函數(shù)由兩部份組成函數(shù)的首部、即函數(shù)的第一行；包括函數(shù)名、函數(shù)類型、函數(shù)屬性、函數(shù)參數(shù)（形參）名、參數(shù)類型。

函數(shù)體，即函數(shù)首部下面的大括號“{}”內(nèi)的部份。函數(shù)體一般包括：聲明部份：定義所用到的變量，如voidDelay()中的unsignedchari,j;。執(zhí)行部份：由若干個語句組成。

標識符

變量名、常數(shù)名、數(shù)組名、函數(shù)名、文件名與類型名等統(tǒng)稱為標識符。C語言規(guī)定標識符只能由字母、數(shù)字和下劃線三種字符組成，且第一個字符必須為字母或下劃線。標識符分為預定義標識符（標準庫函數(shù)和預編譯處理）和用戶標識符。說明：C語言中大寫字母與小寫字母被認為是兩個不同的字符。標識符在命名時應當簡單，含義清晰，這樣有助于閱讀理解程序。關(guān)鍵字

關(guān)鍵字則是編程語言保留的特殊標識符，它們具有固定名稱和含義，在程序編寫中不允許標識符與關(guān)鍵字相同。在KeilC中的關(guān)鍵字除了有ANSIC標準的32個關(guān)鍵字外，void、while等。還根據(jù)51單片機的特點擴展了相關(guān)的關(guān)鍵字。Sfr、sbit在KeilC的文本編輯器中編寫C程序，系統(tǒng)把保留字以不同顏色顯示，缺省顏色為天藍色。C語言基本語句(P22)

C語言的程序是由一個或多個函數(shù)組成的，而函數(shù)又是由若干個語句組成的。語句是由一些基本字符和定義符按照C語言的語法規(guī)定組成的，每個語句以分號結(jié)束，分號是C語句的必要組成部份。C語言的語句可分為以下5種類型：表達式語句函數(shù)調(diào)用語句控制語句復合語句空語句表達式語句表達式語句是由一個表達式加一個分號構(gòu)成一個語句，其作用是計算表達式的值或改變變量的值。它的一般形式是：表達式;即在表達式末尾加上分號，就變成了表達式語句。最典型的表達式語句是：在賦值表達式后加一個分號構(gòu)成賦值語句。例如：a=3是一個賦值表達式a=3;是一個賦值語句函數(shù)調(diào)用語句由一個函數(shù)調(diào)用加一個分號構(gòu)成函數(shù)調(diào)用語句，其作用是完成特定的功能。它的一般形式是：函數(shù)名(參數(shù)列表);例如mDelay(100);//調(diào)用延時函數(shù)，參數(shù)是100

控制語句控制語句用于控制程序的結(jié)構(gòu)，控制程序的執(zhí)行順序。C語言有9種控制語句，可分為以下三類。條件判斷語句：if語句、switch語句。循環(huán)語句：for語句、while語句、do-while語句。轉(zhuǎn)向語句：break語句、continue語句、goto語句、return語句。復合語句復合語句是用一對大括號將若干條語句括起來的，也稱為分程序，在語法上相當于一條語句。例如main(){……{t=x;x=y;y=t;}//復合語句}空語句只有一個分號的語句稱為空語句。它的一般形式是：;空語句是什么操作也不執(zhí)行，常用于作為循環(huán)語句中的循環(huán)體，表示循環(huán)體什么也不做。

C語言的書寫是自由的，一個語句分行寫，也可以一行多個語句。注釋

注釋內(nèi)容可以單獨寫在一行上，也可以寫在一個語句之后；可以用/*…..*/的形式為C程序的任何一部份作注釋；KeilC也支持C++風格的注釋，就是用“//”引導的后面的語句是注釋，例：

P1_0=!P1_0;//取反P1.0這種風格的注釋，只對本行有效，書寫比較方便，所以在只需要一行注釋的時候，我們往往采用這種格式。習題技能拓展-音頻控制應用

音頻控制電路由單片機最小系統(tǒng)、放大濾波電路和揚聲器構(gòu)成。放大濾波電路由NPN三極管Q1、電阻R3、電容C4構(gòu)成，Q1的基極經(jīng)電阻R2接到P0.0引腳