单片机课程讲义(宝典).doc

初级篇 高 军 20073 目录 第一讲为什么学习单片机 . 4 什么是单片机 . 4 单片机的特点 . 4 单片机的必要性 . 4 单片机的主要用途 . 4 什么是嵌入式系统 . 4 单片机是典型的嵌入式系统 . 5 嵌入式系统的两种应用模式 . 5 低端单片机与高端嵌入式系统的关系 . 5 单片机的就业研发. 5 第二讲学习单片机的几种方法 . 6 传统教学方式 . 6 七天学会单片机 . 6 平凡单片机教程 . 6 基础强化实践 . 7 第三讲开发简单的单片机系统 . 7 单片机的最小系统 . 7 点亮发光管 . 8 单片机编程的一般过程 . 8 第四讲初学单片机几个不易掌握的概念 . 9 总线 . 9 数据、地址、指令 . 10 P0口、P2口和P3的第二功能用法 . 10 程序的执行过程 . 10 堆栈 . 10 仿真、仿真机 . 11 第五讲汇编指令学习 . 11 汇编和C语言在开发单片机时各有哪些优缺点 . 11 单片机MCS-51系列指令快速记忆法 . 12 学习51汇编指令的基本方法 . 14 第六讲51单片机内部硬件基础 . 16 CS-51单片机的引脚配置图 . 16 CS-51单片机的总线 . 17 存储空间结构 . 18 I/O口结构 . 23 第七讲成为单片机从业者 . 25 信心快乐 . 25 应该储备的知识和技能 . 26 了解家族 . 26 单片机硬件系统设计原则 . 27 第八讲 发光二极管的应用实例 . 27 流水灯最基本编程方式实验一 . 27 如何精确计算延时子程序的执行时间 . 28 发光二极管的硬件电路方法 . 29 其他软件实现的方法程序没写完 . 30 独立设计彩灯实验实验二 . 31 一级交通灯实验实验三 . 31 二级交通灯实验实验四 . 32 第九讲 独立按键的设计 . 32 一种简易的独立按键结构及程序设计 . 33 一种标准的独立按键结构及程序设计实验五程序未完. 34 键盘防抖消抖概念 . 34 第十讲 数码管控制方法 . 36 数码管的结构 . 36 多位数码管的驱动方法 . 37 一位数码管实验实验六 . 38 多位数码管动态扫描实验 . 39 3三级交通灯实验实验六 . 40 第十一讲 行列式矩阵式键盘 . 41 1行列式键盘的基本结构 . 41 2常用的行列式结构与程序 . 42 3行列式键盘读取显示实验七 . 43 第十二讲 程序设计基础实验 . 46 第十三讲 单片机中断与定时 . 48 1中断的基本知识 . 48 2MCS-51单片机的定时器/计数器 . 50 3定时器/计数器及中断综合应用举例1 . 54 4定时器/计数器及中断综合应用举例2 . 60 5定时器/计数器及中断综合应用举例3 . 66 6定时器/计数器及中断综合应用举例4 . 71 第十四讲 串行口 . 73 1串行接口概述 . 73 28051单片机的串行接口结构 . 74 3串行口的工作方式 . 75 4计算波特率 . 76 5串行口的应用范例 . 77 6异步通讯程序举例 . 78 7单片机和PC机串口通讯 . 79 8多机通信接口 . 83 第十五讲 C51的学习 . 84 1如何建立一个C项目 . 84 2如何进行工程详细设置 . 90 3C语言数据类型 . 93 4C语言学习教程五常量 . 97 5C语言学习教程六变量 . 100 6运算符和表达式. 104 附录 51汇编指令表以字母顺序排列 . 117 附录 51汇编指令表以功能顺序排列 . 138 第一讲为什么学习单片机 什么是单片机 单片机又称单片微控制器它不是完成某一个逻辑功能的芯片而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲一块芯片就成了一台计算机。形象一些说就是麻雀虽小五脏俱全。现在通用简称MCU 单片机的特点 体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 单片机的必要性 产品名称前冠以形容词“智能型”如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品不是电路太复杂就是功能太简单且极易被仿制。究其原因可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。 单片机的主要用途 目前单片机渗透到我们生活的各个领域几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置飞机上各种仪表的控制计算机的网络通讯与数据传输工业自动化过程的实时控制和数据处理广泛使用的各种智能IC卡民用豪华轿车的安全保障系统录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制以及程控玩具、电子宠物等等这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 什么是嵌入式系统 嵌入式系统是面向测控对象嵌入到实际应用系统中的计算机系统的统称。嵌入式系统按形态可分为设备级工控机、板级单板、模块、芯片级MCU、SoC。前两者是基于通用计算机系统即将通用计算机系统用于侧控对象。后者是基于芯片形态的计算机系统其中嵌入式微处理器是在通用CPU基础上发展增加满足测控对象要求的外围接口电路用于测控领域。 单片机是典型的嵌入式系统 单片机从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求因此由单片机构成的系统是发展最快、品种最多、数量最大、应用最广的嵌入式系统。 由于单片机有嵌入式应用的专用体系结构与指令系统而量具有体积小、可靠性高等特点又具有各种各样的型号可以满足不同的需求实际应用时开发者可根据具体要求选用最佳型号的单片机嵌入到应用系统中。 嵌入式系统的两种应用模式 1电子系统模式电子技术应用工程师为主体实现传统电子系统的智能化而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域。因此电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式从事控制、仪器仪表、机械电子等方面的应用开发。这种应用模式最重要的特点是软、硬件的底层性和随意性对象系统专业技术的密切相关性缺少计算机工程设计方法。 2计算机系统模式虽然在单片机时代计算机专业淡出了嵌入式系统领域但随着后PC时代的到来网络、通信技术得以发展同时嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升为计算机专业人士介入嵌入式系统应用开辟了广阔天地。计算机专业人士的介入形成的计算机应用模式带有明显的计算机的工程应用特点即基于嵌入式系统软、硬件平台以网络、通信为主的非嵌入式底层应用。 低端单片机与高端嵌入式系统的关系 单片机是嵌入式系统的基础嵌入式系统是单片机发展的高级境界。如果没有单片机的基础而从事高端嵌入式开发就缺乏对硬件结构的了解是瘸了一条腿的最多做一个高级的程序员一个高级的嵌入式开发人员必须能够做到“软硬兼施”。 单片机的就业研发 “单片机”百度一下找到相关网页约3850000篇用时0.001秒 “嵌入式”百度一下找到相关网页约10300000篇用时0.001秒 “计算机”百度一下找到相关网页约40000000篇用时0.001秒 摘自网上“深圳三年单片机工作经验一般6000以上。如果没6000千那就说明你实在不适合做这行你不是这块料” “我在成都MOTOROLA干了近一年开发龙珠用ARM9月薪12000元” 关于龙珠摩托罗拉与北航合作开发DragonBall龙珠微处理器 应用到无线通信、导航、安全和移动商务设备解决方案中。根据协议摩托罗拉将向北航提供龙珠微处理器开发系统、技术资料、技术培训及支持。北航负责龙珠微处理器的教学、研发和技术推广。 测试1如果搜索“51”会是比“单片机”多还是少测试2电梯问题 设计电梯运行模式 第二讲学习单片机的几种方法 传统教学方式 按照教材教学顺序讲解配合实验内容。存在一定的问题教学内容过多教学时间分散不易形成整体概念不易消化接受。实验内容固定都是验证性实验把写好的程序烧进芯片里出来实验结果就做完了。得不到真正的锻炼效果很差。 七天学会单片机 第一天google上搜索“单片机”“C51”“入门”“开发板”尽量把找得到的网站走马观花的看一遍重点推荐“老古开发网”。看各网站的关于C5151单片机的入门指导等精华文章。使用时间3-5小时。 第二天去新华书店买几本第一天的网站里推荐的新手入门的书看看重点看前面三章既可。 至少要有一本C51的书。使用时间2-3小时。 第三天去当地电子市场购买开发板一个含芯片100-300元烧片机一台1000元以下。用C51写一个非常小的程序闪烁的灯代码不超过20行熟悉编译器和烧片机的使用然后把片子烧一下插到开发板上上电运行直到看到开发板上的灯在闪烁。剩余时间看第二天买来的书。使用时间1-5小时。 第四天学习书上定时器的使用可以将第三天编写的程序中灯的闪烁时间精确设定在1秒。 剩余时间看书。使用时间1-5小时。 第五天学习使用单片机的串口和电脑通讯学习使用中断使用键盘。剩余时间看书。使用时间1-5小时。 第六天将C51书上的例子选三到五个调试通过不要将光盘上的程序copy要自己一行一行输入。使用时间5小时。 第七天不需要编程序了直接看看书上的剩余章节就可以了。使用时间随意。 平凡单片机教程 /upload_file/gao/平凡51单片机教程DOC版.rar 基础强化实践 第三讲开发简单的单片机系统 单片机的最小系统 是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路. 复位电路P23页:由电容串联电阻构成由图并结合quot电容电压不能突变quot的性质可以知道当系统一上电RST脚将会出现高电平并且这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位所以适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10uR取8.2K.当然也有其他取法的原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算可以参考电路分析相关书籍。复位的作用是保证电源供电稳定后再开始运行程序。 晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率用于有串口通讯的场合/12MHz产生精确的uS级时歇方便定