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单 片 机 应 用 技术

单 片 机 应 用 技术. 项目一 点亮一个发光二极管. 项目一 点亮一个发光二极管. 教学目标：. 了解单片机的应用领域和学习单片机的方法； 了解单片机系统的组成和使用流程； 掌握单片机内部结构和存储器结构； 掌握单片机最小系统组成； 掌握单片机控制程序设计软件 keil 的使用方法 掌握用单片机控制一个发光二极管点亮的工程设计方法；. 项目一 教学提纲. 工作任务 任务解析 操作演示 课堂实训. 工作任务. 1. 上机检索单片机的应用，了解单片机的学习方法 2. 了解单片机应用系统的开发流程

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Presentation Transcript

  1. 单 片 机 应 用 技术 项目一 点亮一个发光二极管

  2. 项目一 点亮一个发光二极管 教学目标： • 了解单片机的应用领域和学习单片机的方法； • 了解单片机系统的组成和使用流程； • 掌握单片机内部结构和存储器结构； • 掌握单片机最小系统组成； • 掌握单片机控制程序设计软件keil的使用方法 • 掌握用单片机控制一个发光二极管点亮的工程设计方法；

  3. 项目一 教学提纲 • 工作任务 • 任务解析 • 操作演示 • 课堂实训

  4. 工作任务 1.上机检索单片机的应用，了解单片机的学习方法 2. 了解单片机应用系统的开发流程 3.了解单片机的组成和内部结构 4.了解单片机编程语言的特点 5.掌握单片机的工作原理 6. 掌握用keil软件+protues软件对单片机控制系统进行连调的方法

  5. 任务解析 学单片机有前途吗？ 怎么学好单片机? 学习单片机方法四步曲： • 第一步：鹦鹉学舌 • 第二步：照葫芦画瓢 • 第三步：他山之石可以攻玉 • 第四步：理论结合实际 在实践中成长! 1、信心和恒心 2、教材 3、开发板一块： 4、网络学习平台

  6. 了解系统功能 搭建硬件电路 编写软件系统 控制模块 显示模块 系统调试 单片机系统开发的步骤： 了解系统功能，确定系统功能模块 功能：通过单片机系统点亮一个发光二极管 外设 单片机最小系统

  7. 了解系统功能 搭建硬件电路 编写软件系统 系统调试 焊电路板或在Proteus中搭仿真电路 图1 发光二极管闪烁控制系统电路

  8. 了解系统功能 搭建硬件电路 编写软件系统 系统调试 利用Keil C51编定系统的软件系统 （1）启动Keil C51，建立项目，选择单片机型号。教材P3 （2）创建文件，保存文件，并将文件加入到项目中去。 （3）设置环境，编辑项目，产生HEX文件。 （4）利用编程器将软件系统写入单片机。

  9. 了解系统功能 搭建硬件电路 编写软件系统 系统调试 常见故障问题分析： （1）硬件电路设计有误元件选择有误、连线有误、端口不匹配 （2）硬件电路调试软件有误，换一台电脑试试 （3）软件代码有误，注意警告和错误首先修改 （4）代码设计有bug ，逻辑思维、逻辑陷阱

  10. 51单片机，mp430，plc，arm，x86这些芯片有何区别？51单片机，mp430，plc，arm，x86这些芯片有何区别？ msp 430是省电功能强大版本51单片机 ； plc是把单片机一个模块堆积起来的玩意； arm则是更高级的单片机，你现在用的手机都是arm结构的; X86则是我们电脑的芯片，当然现在出了64位的x64构架的； 当然这些单片机都用着基于c语言变种的语言。   单片机到底可以做出哪些东西？ 真正的大有用论就体现在这了。我们用的电子手表就是一个简单51单片机，我们如果好好学仅用十天估计就可以做出来。小时候玩的智能玩具遥控小车，假如哪天你的孩子想玩了直接给他做出一台来你会不会非常有成就感呢？而现在你用手机也是基于高级单片机arm的。总之吧，你所用到的电子产品一大半都是跑程序的单片机！

  11. 理论基础——认识单片机 单片微型计算机，简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU、存储器、基本输入/输出接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。

  12. 可用9V电源适配器供电 I/O口用插针引出，便于扩展外设 电源模块 1602液晶屏接口 通过USB口可从电脑中取电，或用手机充电器供电。 串行通信接口，与PC机相连，实现串口通信，或程序下载 流水灯系统 图1 实验板展示

  13. 单片机应用系统 接口电路及外设等 单片机 ＋ 硬件是应用系统的基础 软件 软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可 ＋ 硬件

  14. T0 T1 时钟电路 ROM RAM 定时计数器 CPU 并行接口 串行接口 中断系统 TXD RXD INT0 INT1 P0 P1 P2 P3 • 并行I/O口：4个8位的I/O口P0、P1、P2、P3。 • 中央处理器CPU：8位，运算和控制功能 • 内部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始数据和表格。 • 串行口：一个全双工串行口。 • 中断控制系统：5个中断源（外中断2个，定时/计数中断2 个，串行中断1个） • 时钟电路：可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHZ和12MHZ • 内部RAM：共256个RAM单元，用户使用前128个单元，用于存放可读写数据，后128个单元被专用寄存器占用。 • 定时/计数器：两个16位的定时/计数器，实现定时或计数功能。 复位电路 图2 单片机内部资源

  15. 1234567891011121314151617181920 4039383736353433323130292827262524242221 8031 8051 8751 89C51 EA RXD/TXD/INT0/ INT1/ T0/ T1/WR/ RD/ 5、EA：访问程序存储控制信号 PSEN 6、PSEN：外部ROM读选通信号 P1. 0P1.1P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 VCC P0. 0P0.1P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 1、电源线：VCC(+5V)、VSS(地) 2、振荡电路：XTAL1、XTAL2 3、复位引脚：RST RST 4、并行口：P0、P1、P2、P3 P3. 0P3.1P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 ALE P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2. 0 7、ALE：地址锁存控制信号 XTAL2XTAL1 P3口线还有第二功能 VSS 图3 MCS-51单片机信号引脚简介

  16. 单片机的最小系统 = 单片机 + 时钟电路 + 复位电路 (1) 时钟振荡电路 单片机内的时序 1）节拍 把振荡脉冲的周期定义为节拍，用P表示，也就是晶振的振荡频率fosc。 2）机器周期 MCS-51系列单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。 图 4 时钟振荡电路

  17. (2)复位电路 单片机复位条件: 必须使RST引脚持续2微秒高电平(外部时钟12MHz) 图5 复位电路

  18. 单片机的存储结构：共四个存储空间 程序存储器：片内ROM + 片外ROM 数据存储器：片内RAM + 片外RAM

  19. 中断入口地址 0FFFH 0FFEH ． ． 002BH ． FFFFH 中断5 0023H 中断4 串行口中断 定时器1中断 001BH 中断3 0013H (64K) 定时器0中断 中断2 000BH 0002H 中断1 外部中断1 外部中断0 0003H 0001H 0FFFH 0FFFH 0000H是程序执行的起始单元,在这三个单元存放一条无条件转移指令 外部 内部 0000H (4K) (4K) EA=1 EA=0 0000H 0000H 0000H 8位 (1)程序存储器 (PC) 程序存储器资源分布 程序存储器

  20. 在单片机C语言程序设计中，用户无需考虑程序的存放地址，编译程序会在编译过程中按照上述规定，自动安排程序的存放地址。在单片机C语言程序设计中，用户无需考虑程序的存放地址，编译程序会在编译过程中按照上述规定，自动安排程序的存放地址。 • 例如：C语言是从main()函数开始执行的，编译程序会在程序存储器的0000H处自动存放一条转移指令，跳转到main()函数存放的地址；中断函数也会按照中断类型号，自动由编译程序安排存放在程序存储器相应的地址中。因此，读者只需了解程序存储器的结构就可以了。

  21. 数据缓冲区/堆栈区 可位寻址区 FFFFH 3区 2区 2FH 7F 78 07 00 工作寄存器区 1区 1 1 18H~1FH 第 3 区 20H (64K) 07H 0区 00H 外部 0 1 第 1 区 08H~0FH 1FH 17H 0FH FFH (高128B) 10H 08H 18H 7FH 80H 0 0 1 0 第 2 区 第 0 区 10H~17H 00H~07H 7FH 内部 片内RAM地址 RS1 RS0 寄存器区 30H (低128B) 0000H 00H R7 R7 R7 R7 R0 R0 R0 R0 (2)数据存储器 工作寄存器区选择位RS0、RS1 专用寄存器 RAM 数据存储器 内部RAM存储器

  22. MSB位地址LSB 单元地址 2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H 7F 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07 7E 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 06 7D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05 7C 74 6C 64 5C 54 4C 44 3C 34 2C 24 1C 14 0C 04 7B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03 7A 72 6A 62 5A 52 4A 42 3A 32 2A 22 1A 12 0A 02 79 71 69 61 59 51 49 41 39 31 29 21 19 11 09 01 78 70 68 60 58 50 48 40 38 30 28 20 18 10 08 00 RAM位寻址区位地址表 注意: 一个单元地址对应有8个位地址MSB——Most Significant Bit （最高有效位）LSB ——Least Significant Bit （最低有效位）

  23. 高128个单元 ☆离散分布有21个特殊功能寄存器SFR。 ☆11个可以进行位寻址。 ☆特别提示：对SFR只能使用直接寻址方式，书写时可使用寄存器符号，也可用寄存器单元地址。

  24. 在单片机的C语言程序设计中，可以通过关键字sfr来定义所有特殊功能寄存器，从而在程序中直接访问它们，例如：在单片机的C语言程序设计中，可以通过关键字sfr来定义所有特殊功能寄存器，从而在程序中直接访问它们，例如： sfr P1=0x90; //特殊功能寄存器P1的地址是90H，对应P1口的8个I/O引脚在程序中就可以直接使用P1这个特殊功能寄存器了，下面语句是合法的： P1=0x00; //将P1口的8位I/O口全部清0 C语言中，还可以通过关键字sbit来定义特殊功能寄存器中的可寻址位，在程序ex1_1.c中，采用了下面语句定义P1口的第0位： sbit P1_0=P1^0; 通常情况下，这些特殊功能寄存器已经在头文件reg51.h中定义了，只要在程序中包含了该头文件，就可以直接使用已定义的特殊功能寄存器。 如果没有头文件reg51.h，或者该文件中只定义了部分特殊功能寄存器和位，用户也可以在程序中自行定义。

  25. 操作演示 1. http://wenku.baidu.com/view/d3dc1c3b580216fc700afd5a.html http://www.51hei.com/ http://www.xie-gang.com/ http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1.w4004-1878033107.17.2xthnO&id=9746248075 http://wenku.baidu.com/view/d3dc1c3b580216fc700afd5a.html 郭天祥十天学会单片机： http://xidong.net/File001/File_54834.html 2. 演示点亮一个发光二极管的过程 用protues画最小系统电路图和发光二极管连接电路图。 3. 4. Keil软件创建工程并编译产生hex文件并写入硬件系统进行仿真。

  26. 课堂实训 活动一 ：上网检索相关信息，了解单片机相关知识学习 初步了解单片机系统设计的方法与步骤 活动二：在protues软件中画好最小系统电路图以及二极管连接电路，并保存。

  27. 课堂实训 活动三 ：利用keil软件将编写好的控制软件生成hex文件，写入硬件系统中。

  28. 小结 • 对什么是单片机有所了解 • 对单片机的应用和学习方法有所了解 • 对单片机应用系统的开发流程有所了解 • 掌握单片机外部资源以及内部资源情况 • 初步掌握用protues软件画电路图的方法 • 掌握keil软件的使用方法； • 掌握单片机控制系统软、硬件连调的方法；

  29. 课后任务 • 复习本次课内容 • 上网查看相关资料并预习下次内容 • 设计程序： 让发光二极管闪烁得慢一些，或亮1S再灭1S,实现时间控制。

  30. Thank You !

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