单片机基础知识

高远制作目录第一章如何学习单片机第二章单片机结构及介绍第三章单片机C语言介绍第四章单片机对外输出第五章单片机外部接收第六章单片机中断及定时器第七章多种显示第八章综合应用学习单片机方法？实践第一。补充必要的理论知识，即缺什么补什么。做工程项目积累经验。（可在网络上搜集题目，也可自己有什么想法大胆的去试验）学单片机需要学什么?1、学单片机需要什么基础？2、什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。3、学单片机需要的一些预备知识4、C51基础知识（不是全部c语言）。5、KEIL工程建立详细介绍及KEIL软件使用方法6、从点亮一个发光二极管开始单片机能做什么工业自动化：数据采集、测控技术。智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。消费类电子产品：洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。通讯方面：调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。武器装备：飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机、鱼雷制导、智能武器等。凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，根据具体实际情况还可以选择不同性能的单片机，如：atmel,stc,pic,avr,凌阳，80C51，arm等将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。什么是单板机？单板机什么是单片机？单片机长啥样？学单片机需要什么基础？1.需要掌握很基本的数电/模电知识，如二进制、十进制、十六进制之间的转换，与、或、非逻辑关系等；2.对各种器件的概念基本上是从0开始；3.如果要用C语言编程，需具备简单的C语言基础；单片机结构在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。Intel公司推出了MCS-51系列单片机：集成8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。一般的单片机有2种基本结构形式：一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼结构；另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构较多。单片机的发展过程概述一般根据控制应用需要:又可设计成通用单片机、专用单片机按内部数据总线的宽度:单片机分为4位、8位、16位及32位等。Intel8位单片机的发展第一代：以1976年推出的MCS-48系列为代表。第二代：以MCS-51的8051为代表的单片机，第三代：以51系列、AVR、PIC等为代表。ATMEL公司所生产的ATMEL89系列单片机（简称89系列单片机），就是基于Intel公司的MCS-5l系列而研制的，该公司的技术优势在于Flash存储器技术。应用较多的有：AT89C51系列STC89C51/52系列SST89系列AT-tiny、AT90/、ATmega等系列的AVR单片机这些都是是一种可下载的Flash单片机，它和IBM微机通信进行下载程序十分方便。ATMEL单片机Philips公司的的单片机都属于MCS-51系列兼容的单片机。Maxim-Dallas单片机WinBond单片机Motorola单片机其他公司的单片机1）NEC单片机；2）东芝单片机；3）Epson单片机；提示：经常上网查询，关注发展动态．Philips单片机预备知识电平特性2进制与16进制的表示及转换二进制数的逻辑运算8051单片机介绍C51基础知识（用到哪学到哪）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0VRS232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。当我们用单片机跟电脑通信的时候，我们要通过各种元器件将单片机的电平转换为计算机可识别的电平才能跟电脑进行通信。返回二进制由于数字电路中的只有两种电平的特性，计算机中使用的数字采用都是二进制的。二进制是使用0和1两个数码来表示的数，它的基数是2，进位规则是“逢二进一”。十六进制十六进制的基数是F，进位规则是“逢十六进一”。返回数字电路中的两种电平特性决定了它006110117111210810003119100141001010105101111011二进制返回十六进制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。各种进位制的对应关系十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制000910019111101010A2102111011B3113121100C41004131101D51015141110E61106151111F71117161000010810008二进制逻辑运算“与”运算：有0得01&1=1；1&0=0；0&0=0；“或”运算：有1得11|1=1；1|0=1；0|0=0；“非”运算：1的非得0,0的非得1。~1=0；~0=1；“异或”运算：必须不同，否则没有（0）1^1=0；1^0=1；0^0=0；返回80C51系列介绍80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有：﹡Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；﹡ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；﹡Philips、华邦、Dallas、STCSiemens(Infineon)等公司的许多产品。补充：关于型号的介绍80C51的引脚封装123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322211234567891020191817161514131211P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL2XTAL1VSSVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VPPALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0RSTP3.0/RXDP3.1/TXDXTAL2XTAL1P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1GNDVCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7注：类似的还有Philips公司的87LPC64，20引脚8XC748/750/（751），24引脚8X749（752），28引脚8XC754，28引脚等等80C51/89C5189C2051返回总线（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（DataBus）,地址总线AB（AddressBus），控制总线CBControlBus）。CPU：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；RAM：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；ROM：用以存放程序、一些原始数据和表格；I/O口：四个8位并行I/O口，既可用作输入，也可用作输出；T/C：两个定时/记数器，既可以工作在定时模式，也可以工作在记数模式；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信；片内振荡器和时钟产生电路，石英晶体和微调电容需要外接。最高振荡频率取决于单片机型号及性能。上拉电阻就是将不确定的信号通过一个电阻拉到高电平，同时此电阻起到一个限流的作用，下拉就是下拉到低电平。1、OC门要输出高电平，外部必须加上拉电阻。2、加大普通IO口的驱动能力。3、起到限流的作用。4、抵抗电磁干扰。⑵PSEN:外ROM读选通信号⑶RST/VPD:复位/备用电源。①RST（Reset）功能：复位信号输入端。②VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。⑷EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。①EA功能：内外ROM选择端。②Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。4.I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。管脚作用1、从降低功耗方面考虑应该足够大，因为电阻越大，电流越小。2、从确保足够的引脚驱动能力考虑应该足够小，电阻越小，电流才能越大。3、开漏输出时，过大的上拉电阻会导致信号上升沿变缓。上下拉电阻的选取原则管脚作用⒈电源:⑴VCC-芯片电源，接+5V；⑵VSS-接地端；⒉时钟:XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。⒊控制线:控制线共有4根，⑴ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。P0.0~P0.7P0口8位双向口线(在引脚的39~32号端子).P1.0~P1.7P1口8位准双向口线(在引脚的1~8号端子).P2.0~P2.7P2口8位准双向口线(在引脚的21~28号端子).P3.0~P3.7P2口8位准双向口线(在引脚的10~17号端子).P0口有三个功能:1、外部扩展存储器时,当做数据总线(如图1中的D0~D7为数据总线接口)2、外部扩展存储器时,当作地址总线(如图1中的A0~A7为地址总线接口)3、不扩展时,可做一般的I/O使用,但内部无上拉电阻,作为输入或输出时应在外部接上拉电阻.管脚作用P1口只做I/O口使用:其内部有上拉电阻.P2口有两个功能:1、扩展外部存储器时,当作地址总线使用2、做一般I/O口使用,其内部有上拉电阻;P3口有两个功能:除了作为I/O使用外(其内部有上拉电阻),还有一些特殊功能,由特殊寄存器来设置,具体功能请参考我们后面的引脚说明.有内部EPROM的单片机芯片(例如8751),为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源,这些信号也是由信号引脚的形式提供的,即:编程脉冲:30脚(ALE/PROG)编程电压(25V):31脚(EA/Vpp管脚作用P3第二功能各引脚功能定义：P3.0：RXD串行口输入P3.1：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外部读控制单片机标号信息芯片全部标号为STC89C51RC40C-PDIP0707CU8138.00D，标识解释如下：1、STC-前缀，表示芯片为STC公司生产的产品。其他前缀还有如AT，i，Winbond等。2、8-表示该芯片为8051内核芯片。3、9-表示内部含FlashE2PROM存储器。还有如80C51中的0表示内部含MaskROM（掩模ROM）存储器；如87C5