1、單片機應(yīng)用技術(shù),學(xué)單片機需要什么基礎(chǔ)？ 什么是單片機、單片機能做什么、怎么開始學(xué)習(xí)單片機。 學(xué)單片機需要的一些預(yù)備知識,學(xué)單片機需要什么基礎(chǔ)？ 與以前所學(xué)的知識關(guān)聯(lián)很少； 只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識，如二進制、十進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換，與、或、非邏輯關(guān)系等； 對各種器件的概念基本上是從0開始； 如果要用C語言編程，需具備簡單的C語言基礎(chǔ)； 所有人都站在了同一起跑線上;,單片機,1、微型計算機硬件結(jié)構(gòu) 常見的微機外形,微型計算機硬件結(jié)構(gòu) ,內(nèi)部結(jié)構(gòu),硬件系統(tǒng)構(gòu)成微機的實體和裝置,軟件系統(tǒng)微機系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱,軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成實用的微機系統(tǒng)，兩者是相輔相成、缺一不可的。,

2、微型計算機系統(tǒng),單片微型計算機是指集成在一個芯片上的微型計算機，簡稱單片機 單片機實質(zhì)上就是一個芯片,2、單片微型計算機,單片機應(yīng)用系統(tǒng),單片機應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成,硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ),軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其資源進行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可,注：本課程的重點,1.掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)硬件原理的分析方法。,2.掌握軟件設(shè)計與調(diào)試的基本技能。,單片機(Single Chip Microcomputer) 它是由大名鼎鼎的INTEL公司發(fā)明的。最早的系列是MCS-48，后來有了MCS-51，常說的51系列單片機就是MCS-51，它是一種8位的單片機。

3、 或稱微控制器MCU（Micro Controller Unit），就是將微處理器（CPU）、隨機讀寫存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM或EPROM、EEPROM）、特殊功能寄存器（SFR）、定時器/計數(shù)器和各種輸入/輸出電路（I/O）、以及相互連接的總線（BUS）等集成在一塊芯片上的微型計算機。,單片機的定義,單片機的發(fā)展,4位單片機（19711974） 2. 低檔8位單片機（19741978） 3. 高檔8位單片機（19781982） 4. 16位單片機（19821990） 5. 新一代單片機（上世紀(jì)90年代以來）,單片機的特點及應(yīng)用,(1). 單片機的特點,體積小，重量輕,電源單一，功

4、耗低,功能強，價格低,運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高,可以嵌入到電子產(chǎn)品中嵌入式應(yīng)用系統(tǒng),(2). 單片機應(yīng)用,工業(yè)方面,民用方面,儀表方面,電訊方面,數(shù)據(jù)處理方面,汽車方面,單片機技術(shù)的應(yīng)用遍布國民經(jīng)濟與人民生活的各個領(lǐng)域,單片IC（單片機）電子鐘,單片機,數(shù)字電路中由13片IC組成的數(shù)字鐘,主要應(yīng)用：嵌入式應(yīng)用。廣泛嵌入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空、航天、軍事、通信、能源、交通 IT、金融、儀器儀表、保安、醫(yī)療、辦公設(shè)備、娛樂休閑、健身、體育競賽、服務(wù)領(lǐng)域等的產(chǎn)品中，已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中重要的智能化工具。 學(xué)習(xí)重要性：單片機已成為電子系統(tǒng)中最普遍的應(yīng)用手段，除了單獨設(shè)課程外，在涉及的許多實踐環(huán)節(jié)

5、，如課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計乃至研究生論文中，單片機系統(tǒng)都是最廣泛的應(yīng)用手段之一。近年來，在高校中大力推行的各種電子設(shè)計競賽中，采用單片機系統(tǒng)解決各類電子技術(shù)問題已成為主要方法之一。,單片機能做什么,凡是與控制或簡單計算有關(guān)的電子設(shè)備都可以用單片機來實現(xiàn)，再根據(jù)具體實際情況選擇不同性能的單片機，如： MCS-51，PIC，AVR，凌陽，ARM ，STC等。,工業(yè)自動化：數(shù)據(jù)采集、測控技術(shù)。 智能儀器儀表：數(shù)字示波器、數(shù)字信號源、數(shù)字萬用表、感應(yīng)電流表等。 消費類電子產(chǎn)品：洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、電視機、微波爐、手機、IC卡、汽車電子設(shè)備等。 通訊方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、手機、小靈通等。 武器

6、裝備：飛機、軍艦、坦克、導(dǎo)彈、航天飛機、魚雷制導(dǎo)、智能武器等。 等等.,MCS-51是指由美國INTEL公司生產(chǎn)的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機都是在8051的基礎(chǔ)上進行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS-51系列單片機，,MCS-51系列單片機,INTEL公司將MCS-51的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中AT89C51就是這幾年在我國非常流行的

7、單片機，它是由美國ATMEL公司開發(fā)生產(chǎn)的。,AT89系列單片機,MCS-51系列單片機類型 MCS-51系列單片機品種很多，以8xC51表示，x 的不同取值表示片內(nèi)ROM的不同類型。如下所示： 片內(nèi)ROM型，如80(C)3X; 片內(nèi)EPROM（或OTP ROM）,如87(C)5X； 片內(nèi)FLASH EEPROM型，如89C5X; 片內(nèi)EEPROM ISP型(可在系統(tǒng)編程）如89S5X。,MCS51系列單片機性能指標(biāo),學(xué)8位的51單片機有前途嗎？,現(xiàn)今單片機的種類很多，功能也越來越強，從表層看來好象學(xué)8位的51單片機已不符合現(xiàn)在的發(fā)展需求。但做過單片機開發(fā)的朋友都知道，其實在大部份的工控或測控

8、設(shè)備中，8位的51單片機足夠滿足大部份的控制要求，加之51單片機的價格優(yōu)勢。使得8位的51單片機在以后很長的一段時間內(nèi)還有存在的空間，也就是說還是單片機應(yīng)用的一個主流。 再者，如果把51單片機學(xué)好了，以后轉(zhuǎn)行去學(xué)習(xí)或應(yīng)用其它的單片機，也就是一個了解及熟悉的過程。因為MCS-51單片機是一個通用的單片機，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)及工作原理與其它的單片機都是相通的。,單片機主要掌握以下幾點,最小系統(tǒng)能夠運行起來的必要條件。 1、電源 2、晶振 3、復(fù)位電路 對單片機任意I/O口的隨意操作 1、輸出控制電平高低 2、輸出檢測電平高低。 定時/計數(shù)器 中斷：外部中斷、定時器中斷、串口中斷 串口通信：單片機之間、單

9、片機與計算機間,怎么開始學(xué)習(xí)？,實踐第一。 補充必要的理論知識，即缺什么補什么。 做工程項目積累經(jīng)驗。（可在網(wǎng)絡(luò)上搜集題目，也可自己有什么想法大膽的去試驗）,單片機常用網(wǎng)站,周立功單片機（）、 武漢力源（） 中源單片機（） 嵌入開發(fā)網(wǎng)（） 51單片機（） 單片機學(xué)習(xí)網(wǎng)（） 單片機愛好者（www.mcufan.con） 此外，還有老古開發(fā)網(wǎng)、單片機培訓(xùn)網(wǎng)、51單片機世界、致遠電子、南京愛思、FPGA論壇、北京單片機開發(fā)網(wǎng)、世紀(jì)開發(fā)、艾比德嵌入開發(fā)網(wǎng)、單片機開發(fā)、電子網(wǎng)站之家、小龍微控、萬博門單片機、21IC中國電子網(wǎng)、電子技術(shù)特攻隊、蒼穹電子、文濤數(shù)字工作室、MAXIM 中文網(wǎng)址、TI 中文網(wǎng)址

10、、Philips公司、Intel公司、Infineon公司、Lattice公司、南京西爾特電子公司、中國電器論壇等。 單片機網(wǎng)站有很多，讀者可以通過各種搜索引擎搜索相關(guān)的網(wǎng)站。,關(guān)于電平特性,數(shù)字電路中只有兩種電平：高和低 （本課程中）定義單片機為TTL電平： 高 +5V 低 0V RS232電平：計算機的串口 高 ：-12V （-9-12V） 低：+12V（=3+15V） 所以計算機與單片機之間通訊時需要加電平轉(zhuǎn)換芯片max232。,計算機數(shù)學(xué)基礎(chǔ),1.1 數(shù)制與轉(zhuǎn)換,1.2 帶符號數(shù)的表示方法,1.3 編碼,1.1 數(shù)制,引言: 十進制數(shù)是人們習(xí)慣使用的進制。 計算機只能“識別”二進制數(shù)。

11、 為了書寫和識讀方便，計算機程序需要用十六進制數(shù)表示。 十進制數(shù)、二進制數(shù)、十六進制數(shù)之間的關(guān)系、相互轉(zhuǎn)換和 運算方法，是學(xué)習(xí)計算機必備的基礎(chǔ)知識。,二進制、十進制和十六進制數(shù), 十進制數(shù) 主要特點： 基數(shù)是10。有10個數(shù)碼（數(shù)符）構(gòu)成： 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 進位規(guī)則是“逢十進一”。,【例】 1234.56= 1103+2102+3101+4100+510-1+610-2= 1000+200+30+4+0.5+0.06 上述，103、102、101、100、10-1、10-2 稱為十進制數(shù)各數(shù)位的 “ 權(quán) ” 。, 二進制數(shù) 主要特點： 基數(shù)是2。只有兩個數(shù)碼：0 和

12、1。 進位規(guī)則是“逢二進一”。 二進制數(shù)用尾綴B作為標(biāo)識符。 【例】 111.11B = 122 +121 +120 +12-1+12-2= 7.75 其中，22、21、20、2-1、2-2 稱為二進制數(shù)各數(shù)位的“權(quán)”, 十六進制數(shù) 主要特點： 基數(shù)是16。共有16個數(shù)符構(gòu)成： 0、1、9、A、B、C、D、E、F。 其中，A、B、C、D、E、F 分別代表10、11、12、13、14、15。 進位規(guī)則是“逢十六進一”。 十六進制數(shù)用尾綴H表示。 【例】A3.4H = 10161+3160+416-1 = 160+3+0.25 = 163.25 其中，163、162、161、160、16-1、16

13、-2 稱為十六進制數(shù)各數(shù)位的“權(quán)”。,為了區(qū)分?jǐn)?shù)的不同進制，可在數(shù)的結(jié)尾以一個字母標(biāo)示。,十進制：D（或不帶字母）,二進制：B 或（N）2,十六進制：H 或（N）16,十六進制數(shù)、二進制數(shù)和十進制數(shù)對應(yīng)關(guān)系表, 不同進制間的相互轉(zhuǎn)換,1. 二、十六進制轉(zhuǎn)換成十進制 ：按權(quán)展開法,例1 將數(shù)(10.101)2，(2D.A4)16轉(zhuǎn)換為十進制。 （10.101)2=121+020+12-1+02-2+12-3=2.625 (2D.A4)16=2161+13160+1016-1+416-2=45.640625,2十進制二進制的轉(zhuǎn)換(分整數(shù)和小數(shù)兩部分）,整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換： 采用“除2取余

14、”法：除2取余，商為0止，余數(shù)倒置。 例如： 126=1111110B,小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換： 采用“乘2取整”法： 乘2取整，直到小數(shù)部分為0或滿足精度要求，整數(shù)正置。,例如：0.318=010100010B,3十六進制二進制的轉(zhuǎn)換,將每位十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的四位二進制數(shù)即可。 3AH=00111010B 4二進制十六進制的轉(zhuǎn)換 將要轉(zhuǎn)換的二進制數(shù)以小數(shù)點為界向左和向右4位一組分開，不足4位補0，然后將4位二進制數(shù)表示為1位十六進制數(shù)。 如：1101010.0111111B=0110 1010.0111 1110B=6A.7EH,5十進制十六進制的轉(zhuǎn)換,十進制轉(zhuǎn)換成十六進制與十進制轉(zhuǎn)換成二進制方

15、法一樣，只是除（乘）數(shù)為16而不是2。而余（整）數(shù)是0F中的任一個數(shù)。整數(shù)部分采用“除16取余”法，小數(shù)部分采用“乘16取整”法 。 例如： 9168=23D0H,二進制數(shù)和十六進制數(shù)運算,【例】00110101B +10011100B, 二進制數(shù)加法運算,規(guī)則：0 + 0 = 0，0 + 1 = 1 + 0 = 1， 1 + 1 = 0（向高位進1）。,11010001B,【例】10110101B -10011100B,規(guī)則：0 0 = 0，1 0 = 0，1 1 = 0， 0 1 = 1（向高位借1）。, 二進制數(shù)減法運算,00011001B,1101, 二進制數(shù)乘法運算,規(guī)則：00=0，

16、10=01=0，11=1。,【例】 1101B 1001B,1110101B,+ 1101, 二進制數(shù)除法運算,規(guī)則：00=0，01=0，11=1。, 二進制數(shù)“與”運算。 “與”運算是實現(xiàn)“必須都有,否則就沒有”這種邏輯關(guān)系的一種運算。 運算符為“”, 其運算規(guī)則如下:,規(guī)則：0 0 = 0，1 0 = 0， 1 0 = 0，1 1 = 1。,規(guī)則： 0 0 = 0，1 0 = 0， 1 1 = 0，0 1 = 1。, 二進制數(shù)“或”運算 “或”運算是實現(xiàn)“只要其中之一有,就有”這種邏輯關(guān)系的一種運算, 其運算符為“+”或“” 。 “或”運算規(guī)則如下:,7、 “非”運算 “非”運算是實現(xiàn)“求

17、反”這種邏輯的一種運算，如變量A的“非”運算記作 。 其運算規(guī)則如下:,8、 二進制數(shù)“異或”運算 “異或”運算是實現(xiàn)“必須不同, 否則就沒有”這種邏輯的一種運算, 運算符為“”。其運算規(guī)則是:,規(guī)則：00 = 0，01 = 1， 10 = 1，11 = 0。,1.2 帶符號數(shù)的表示方法,在計算機中，為了運算的方便，可用數(shù)的最高位來表示正、負數(shù)。最高位為“0”表示正數(shù)，最高位為“1”表示負數(shù)。,數(shù)在計算機中是以二進制形式表示的。 數(shù)分為有符號數(shù)和無符號數(shù)。 原碼、反碼、補碼都是有符號定點數(shù)的表示方法。,1.3 編碼,計算機內(nèi)部采用二進制的方式計數(shù)，那么它為什么又能識別十進制數(shù)和各種字符、圖形呢

18、？其實，不論是數(shù)值數(shù)據(jù)還是文字、圖形等，在計算機內(nèi)部都采用了一種編碼標(biāo)準(zhǔn)。通過編碼標(biāo)準(zhǔn)可以把它轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)來進行處理，計算機將這些信息處理完畢再轉(zhuǎn)換成可視的信息顯示出來。 常用的二進制編碼有BCD碼、ASCII碼等。,1、 BCD碼,生活中人們習(xí)慣于十進制數(shù)，而計算機只能識別二進制數(shù)，為了將十進制數(shù)變?yōu)槎M制數(shù)，出現(xiàn)了BCD碼，即二進制代碼表示的十進制數(shù)。故名思意，它即是逢十進一，又是一組二進制代碼。 BCD碼種類較多，如有8421碼、2421碼和余3碼等。 最常用的是 8421 BCD碼(以后簡稱BCD碼)。,8421 BCD編碼表,【例】將二進制數(shù)01000011B轉(zhuǎn)換成BCD碼。,解：01000011B= 67= 0110 0111BCD,需要指出的是: 決不能把01100111BCD誤認(rèn)為二進制碼01100111B，二進制碼01100111B的值為103，而01100111BCD 的值為67，顯然兩者是不一樣的。,例 寫出69.25的BCD碼