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1、大家好大家好1課程項(xiàng)目課程項(xiàng)目項(xiàng)目名稱(chēng)項(xiàng)目九 中文液晶顯示器 認(rèn)識(shí)單片機(jī)項(xiàng)目八 帶記憶功能的電機(jī)控制器項(xiàng)目六 數(shù)字電壓表項(xiàng)目三 鍵盤(pán)控制器項(xiàng)目四 智能單片機(jī)控制器項(xiàng)目五 液晶顯示器項(xiàng)目七 走時(shí)精準(zhǔn)的定時(shí)器項(xiàng)目一 花樣彩燈項(xiàng)目二 數(shù)碼管時(shí)鐘顯示器項(xiàng)目十 溫度報(bào)警器2 認(rèn)識(shí)單片機(jī)認(rèn)識(shí)單片機(jī)3一一: :什么是單片機(jī)？什么是單片機(jī)？ 1 1、單板機(jī)、單板機(jī) 將將CPU芯片、存儲(chǔ)器芯片、芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O接口芯片和簡(jiǎn)單的接口芯片和簡(jiǎn)單的I/O設(shè)備（小鍵盤(pán)、設(shè)備（小鍵盤(pán)、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），

2、就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)單板機(jī)）。中），就構(gòu)成了一臺(tái)單板微型計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)單板機(jī)）。單板機(jī)單板機(jī)42 2、單片機(jī)、單片機(jī) 在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計(jì)算機(jī)，即單片機(jī)片機(jī)。數(shù)據(jù)RAMCPU并行I/O程序ROM定時(shí)/計(jì)數(shù)器串型端口中斷控制器擴(kuò)展I/O端口系統(tǒng)總線(xiàn)（DB、AB、CB）MCS-51單片機(jī)5單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 1)單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗小、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于各類(lèi)儀器儀表中(包電壓、頻率、溫度、濕度、流速、位移、

3、壓力等的測(cè)定)。引入單片機(jī)可使儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，提高測(cè)試的自動(dòng)化程度和精度。例如微機(jī)多功能電位分析儀、微機(jī)溫度測(cè)控儀、智能電度表、智能流速儀等。 2)單片機(jī)在工業(yè)測(cè)控中的應(yīng)用 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程監(jiān)測(cè)、過(guò)程控制、工業(yè)控制器、機(jī)電一體化控制系統(tǒng)等。例如 MCS-51 單片機(jī)控制電鍍生產(chǎn)線(xiàn)、溫室的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)控制、工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)等。6 3)單片機(jī)在日常生活與家電中的應(yīng)用 單片機(jī)愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用于日常生活中的智能電氣產(chǎn)品與家電中。例如洗衣機(jī)、電冰箱、彩色電視機(jī)控制、心率監(jiān)護(hù)儀、空調(diào)、微波爐、電飯煲、銀行計(jì)息計(jì)算機(jī)、收音機(jī)、音響、電風(fēng)扇、電子秤等。 4)單片機(jī)在計(jì)

4、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)中的應(yīng)用 單片機(jī)的通信接口為其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信設(shè)備中的應(yīng)用提供了良好的條件。例如單片機(jī)控制的串行門(mén)禁應(yīng)答系統(tǒng)、列車(chē)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)、單片機(jī)無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)等。 5)單片機(jī)在其他方面的應(yīng)用 除以上各種應(yīng)用外，單片機(jī)還廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化領(lǐng)域、汽車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、航空航天器電子系統(tǒng)等。 7 學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？學(xué)單片機(jī)需要什么基礎(chǔ)？1.與以前所學(xué)的知識(shí)關(guān)聯(lián)很少；2.只需要掌握很基本的數(shù)電模電知識(shí)，如二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，與、或、非邏輯關(guān)系等；3.對(duì)各種器件的概念基本上是從0開(kāi)始；4.所有人都站在了同一起跑線(xiàn)上;8單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)單片機(jī)外部結(jié)構(gòu)9MCS-51單

5、片機(jī)有兩種封裝形式： (a) 40腳的雙列直插DIP封裝； (b) 44腳的PLCC。1，主電源引腳 :Vcc(+5V 40腳)和Vss(GND 20腳);2，外接晶體引腳：XTAL1（19腳）、XTAL2（18腳），只要在這兩腳之間接入一個(gè)晶體震蕩器，單片機(jī)就可以以此晶體的頻率開(kāi)始工作。常用的晶體頻率有0-24M，頻率越高，單片機(jī)的工作速度就越快，但單片機(jī)的功耗就要增加。 MCS-51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成震蕩器的高增益反相放大器.在單片機(jī)引腳的XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入和輸出端.與作為反饋元件的晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了一個(gè)自激震蕩器(見(jiàn)下圖).103，復(fù)位引腳：RST（9腳）

6、，RST即為RESET。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)回復(fù)到初始狀態(tài)。上電時(shí)，考慮到振蕩器有一定的起振時(shí)間，該引腳上高電平必須持續(xù)10 ms以上才能保證有效復(fù)位。XTAL1XTAL220P20P振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率, 一般晶體可在1.224 MHz之間任選, 電容C1、 C2可在533pF之間選擇, 電容的大小對(duì)振蕩頻率有微小的影響, 可起頻率微調(diào)作用。11MCS-51RST10K1K具有手動(dòng)復(fù)位功能的復(fù)位電路Vcc10uFMCS-51RSTR10uFVcc4、ALE/PROG（30腳）：以一個(gè)不變的頻率（系統(tǒng)時(shí)鐘 fos

7、c/6 )周期性輸出正脈。 當(dāng)單片機(jī)使用外部存儲(chǔ)器時(shí)，此信號(hào)可作為低八位地址的鎖存信。 對(duì)于EPROM型的單片機(jī),此腳還是用于寫(xiě)程序時(shí)，輸入編程脈沖。5、/PSEN（29腳）：外部程序程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。當(dāng)單片機(jī)使用外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)產(chǎn)生兩次負(fù)脈沖。注意，訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，此信號(hào)無(wú)效125、/EA / Vpp （31腳）：外部程序存儲(chǔ)器的選擇端控制端：當(dāng)此腳加入高電平是，單片機(jī)使用內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器；當(dāng)EA加入低電平時(shí)，系統(tǒng)只使用外部的程序存儲(chǔ)器。6、P0 口(32 腳39 腳)有 3 種使用方法。作為與外部傳送數(shù)據(jù)的 8 位數(shù)據(jù)總線(xiàn)(D0D7)。作為擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí)的

8、低 8 位地址總線(xiàn)(A0A7)。作為一般 I/O 口使用，但內(nèi)部無(wú)上拉電阻，需要外接10k的上拉電阻通常會(huì)采用電阻排的形式。如下圖137、 P1 口(1 腳8 腳)：作為普通 I/O 口使用，無(wú)須外接上拉電阻 8、 P2口(21 腳28 腳) ：作為普通 I/O 口使用，無(wú)須外接上拉電阻 9、 P3 口(10 腳17 腳)除作為標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口使用外，還可以將每一位用于第二功能，如下表14v MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成v 151. CPU(非重點(diǎn),但需要了解) CPU 也叫中央處理器，是單片機(jī)的核心部件，主要用于完成單片機(jī)的運(yùn)算和控制功能。其內(nèi)部由運(yùn)算器和控制器組成。 (1)運(yùn)算器：

9、包括算術(shù)邏輯單元(ALU)、布爾處理器、累加(ACC)、寄存器 B、暫存器、程序狀態(tài)字(PSW)寄存器與十進(jìn)制調(diào)整電路等。(2)控制器：包括定時(shí)控制邏輯、指令寄存器、譯碼器以與信息傳送控制部件等，用于實(shí)現(xiàn)控制功能。 算術(shù)運(yùn)算單元ALU是一個(gè)8位的運(yùn)算器，它不僅可以完成8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)加、減、乘、除等基本的算術(shù)運(yùn)算，還可以完成8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)邏輯“與”、“或”、“異或”、循環(huán)移位、求補(bǔ)、清零等邏輯運(yùn)算，并具有數(shù)據(jù)傳輸、程序轉(zhuǎn)移等功能。ALU還有一個(gè)一般微型計(jì)算機(jī)沒(méi)有的位運(yùn)算器，它可以對(duì)一位二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行置位、清零、求反、測(cè)試轉(zhuǎn)移與位邏輯“與”、“或”等處理。這對(duì)于控制方面很有用。 16 累加器ACC

10、（簡(jiǎn)稱(chēng)為A）為一個(gè)8位的寄存器，它是CPU中使用最頻繁的寄存器，ALU進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，數(shù)據(jù)絕大多數(shù)時(shí)候都來(lái)自于累加器ACC，運(yùn)算結(jié)果也通常送回累加器ACC。 2、MCS-51單片機(jī)的存儲(chǔ)器的配置特點(diǎn)(89C51) （重點(diǎn)、需要掌握）在MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部集成了4K的程序存儲(chǔ)器和256(128+128)B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同時(shí)還可以使用片外的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其擴(kuò)展能力都是64K。從物理結(jié)構(gòu)的角度講，51單片機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為四個(gè)存儲(chǔ)空間：即片內(nèi)ROM，RAM和片外ROM、RAM。從功能上可分為: 程序存儲(chǔ)器、 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 特殊功能寄存器、 位地址空間和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器5大部分17MCS

11、-51單片機(jī)片內(nèi)ROM4K片內(nèi)RAM256B片外RAM64K片外ROM64K從物理結(jié)構(gòu)上單片機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)圖 （四個(gè)部分）18程序存儲(chǔ)器的作用與特點(diǎn):1、程序存儲(chǔ)器是用來(lái)存放編好的程序、常數(shù)和表格的。2、在MCS-51單片機(jī)中，當(dāng)引腳EA=1時(shí)，系統(tǒng)使用片內(nèi)的4KROM來(lái)存儲(chǔ)程序。EA=0時(shí)，系統(tǒng)使用片外的ROM。3、無(wú)論是使用片內(nèi)還是使用片外的ROM（即 EA=1或EA=0），其起始地址都是從0000H單元開(kāi)始。19MCS-51單片機(jī)片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器的使用示意圖0FFFH0000H0FFFH0000HFFFFH1000HEA=1時(shí)，ROM的使用EA=0時(shí)ROM的使用片外程序存儲(chǔ)器（最大

12、64K）單片機(jī)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（4K）重點(diǎn)20程序存儲(chǔ)器六個(gè)特殊的單元程序存儲(chǔ)器六個(gè)特殊的單元在程序存儲(chǔ)器中，有六個(gè)單元是具有特定功能。編程者是不能隨便使用的。0000H單元：上電時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PC所指向的單元0003H單元：外部中斷/INT0的入口地址；000BH單元：定時(shí)器T0的溢出中斷入口地址；0013H單元：外部中斷/INT1的入口地址；001BH單元：定時(shí)器T1的溢出中斷入口地址；0023H單元：串行口接收、傳送的中斷入口地址21內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器無(wú)論在物理上還是邏輯上都分為兩個(gè)地址空間，既一個(gè)內(nèi)部和一個(gè)外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元時(shí)，使用 MOV 指令(常用）

13、 而訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，使用 MOVX 指令（少用）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器從功能上又將256B空間分為二個(gè)不同的塊： 1, 低128B的RAM塊； 2, 高128B的特殊功能寄存器SFR (Special Function Register）塊。在低128B的RAM存儲(chǔ)單元中又可劃分為：工作寄存器區(qū)、可位尋址區(qū)、通用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的用戶(hù)區(qū)。高128B的專(zhuān)用寄存器區(qū)中僅僅使用了21寄存器（51系列），其它單元未定義不能使用。22特殊功能寄存器SFR通用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器80H7FH00HFFH片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256B個(gè)字節(jié) 64KB個(gè)字節(jié)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器64KB0000HFFFFH注意：1,訪(fǎng)問(wèn)片內(nèi)RA

14、M20H存儲(chǔ)單元；MOV A,20H2,訪(fǎng)問(wèn)片外RAM存儲(chǔ)單元； MOV R0,#20hMOVX A,R03,盡管片內(nèi)與片外的RAM單元 的00H-FFH地址相重疊但由于指令的不同不會(huì)發(fā)生地址混亂。23位尋址區(qū)3區(qū)2區(qū)1區(qū)0區(qū)用戶(hù)區(qū)08H07H00H7FH30H2FH20H1FH18H17H10H0FH四個(gè)工作寄存器區(qū)每個(gè)區(qū)中有R0-R7八個(gè)工作寄存器位尋址區(qū)16個(gè)單元20H-2FH，共有128 可尋址位個(gè)位。位地址：00H-7FH注意：位地址與字節(jié)地址的區(qū)別通用的RAM區(qū)地址：30H-7FH項(xiàng)目一:LED廣告燈電路設(shè)計(jì)24v2） 位尋址區(qū) 20H2FH單元為位尋址區(qū), 這16個(gè)單元（共計(jì)12

15、8位）的每1位都有一個(gè)8位表示的位地址, 位地址范圍為00H7FH, 如表27所示。 位尋址區(qū)的每1位都可當(dāng)作軟件觸發(fā)器, 由程序直接進(jìn)行位處理。 通常可以把各種程序狀態(tài)標(biāo)志, 位控制變量存于位尋址區(qū)內(nèi)。 同樣, 位尋址的RAM單元也可以按字節(jié)操作作為一般的數(shù)據(jù)緩沖 25v 4）特殊功能寄存器SFR 特殊用途寄存器的集合。用來(lái)設(shè)定單片機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件的工作方式，存放相關(guān)部件的狀態(tài)，定時(shí)器初值寄存器，并行端口的鎖存器等等。 盡管特殊功能寄存器與RAM在同一個(gè)單元中，但不能作為普通的RAM存儲(chǔ)單元來(lái)使用。只有在編程中根據(jù)需要，進(jìn)行一些特定功能的設(shè)定，或者是從中查尋相關(guān)部件的狀態(tài)時(shí)，才能進(jìn)行讀、寫(xiě)操作

16、。如中斷方式的設(shè)定、定時(shí)器工作模式的設(shè)定，查詢(xún)串行口發(fā)送或接收是否結(jié)束等等。26標(biāo)識(shí)符名 稱(chēng)地 址ACCBPSWSPDPTRP0P1P2P3IPIETMODTCON累加器B寄存器程序狀態(tài)字堆棧指針數(shù)據(jù)指針(包括DPH,DPL)口0口1口2口3中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中斷允許控制寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器0E0H0F0H0D0H81H83H,82H80H90H0A0H0B0H0B8H0A8H89H88H特殊功能寄存器 SFR(表一)27SFR(表二) 標(biāo)識(shí)符名 稱(chēng)地 址TH0TL0TH1TL1SCONSBUFPCON定時(shí)/計(jì)數(shù)器0初值寄存器高8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器0初值寄存器低

17、8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器1初值寄存器高8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器1初值寄存器低8位串行口控制寄存器串行口數(shù)據(jù)緩沖器(接收,發(fā)送)電源控制寄存器8CH8AH8DH8BH98H99H97HSFR高128B低128B0FFH80H7FH00H特殊功能寄存器SFR在片內(nèi)RAM中的位置注:表中紅色的單元為可按位尋址的字節(jié)28CPU時(shí)序 計(jì)算機(jī)在執(zhí)行指令時(shí), 通常將一條指令分解為若干基本的微操作, 這些微操作所對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)在時(shí)間上的先后次序稱(chēng)為計(jì)算機(jī)的時(shí)序。 為便于理解時(shí)序, 先介紹幾個(gè)常用名詞。 振蕩周期: 為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期（晶振周期或外加振蕩源周期）。 狀態(tài)周期: 2個(gè)振蕩周期為1個(gè)狀態(tài)周期, 用S

18、表示。 29 機(jī)器周期: 1個(gè)機(jī)器周期含6個(gè)狀態(tài)周期, 用S1、 S2、 、 S6表示, 共有12個(gè)節(jié)拍。 例如: 外接晶振為12 MHz時(shí), MCS51單片機(jī)的4個(gè)時(shí)間周期的具體值為: 振蕩周期=1/12 s; 狀態(tài)周期=1/6 s; 機(jī)器周期=1 s; 指令周期=14 s。 MCS51單片機(jī)的CPU取指令和執(zhí)行指令的時(shí)序如圖211所示。 30圖211 MCS51單片機(jī)CPU取指/執(zhí)行時(shí)序 313.2.4 位尋址位尋址v在位尋址指令（位操作指令）中使用的位地址。 在一般的情況下，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)都是按字節(jié)（8位）來(lái)存放、處理。 單片機(jī)在控制、檢測(cè)的應(yīng)用中，系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)有很多屬于開(kāi)關(guān)量信號(hào)。這些開(kāi)關(guān)量信號(hào)以 bit - “位”的形式進(jìn)行各種運(yùn)算、處理和存儲(chǔ)的。項(xiàng)目一:LED廣告燈電路設(shè)計(jì)32v在MCS-51單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)上充分考慮了這種“布爾”變量的處理，不僅在指令系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了“位操作”指令，而且在片內(nèi)RAM區(qū)中還專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟了一個(gè) “位尋址區(qū)”。這樣，布爾變量可以向字節(jié)數(shù)據(jù)一樣進(jìn)行存儲(chǔ)、尋址。v除了位尋址區(qū)外，RAM中的大多數(shù)SFR都可以按位尋址（不是全部）項(xiàng)目一:LED廣告燈電路設(shè)計(jì)33LOGO謝謝！謝謝！廣州白云工商高級(jí)技工學(xué)校電子信息系廣州白云工商高級(jí)技工學(xué)校電子信息系34