项目一 汽车单个信号灯的点亮

第一部分概述了1.1单片机及其应用。一、单片机芯片技术的发展。第一阶段是供应链管理的初级阶段，从1971年持续到1974年。第二阶段是低性能单片机阶段，从1974年持续到1978年。第三阶段是高性能单片机阶段，从1978年持续到1983年。第四阶段是从1983年至今的单片机的发展、巩固和完善。单片机的特点1。小号2。简单布线3。低价4。简单易学。单片机的应用1。主要应用领域如下：(1)智能产品。单片机与传统机械产品的结合，简化了传统机械产品的结构，使控制智能化，从而形成新一代机电产品。(2)智能仪器。用单片机改造原有的测控仪器，可以促进仪器向数字化、智能化、多功能化、集成化和柔性化方向发展。(3)测控系统。单片机可以用来构成各种工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等。(4)数控机床。在目前建议的机床数控系统控制中，采用单片机可以提高其可靠性，增强其功能，降低控制成本。(5)智能接口。计算机系统，尤其是大型工业测量和控制系统，具有许多用于外部通信、采集、多通道分配管理、驱动控制等的接口。除了普通的外部设备。2.单片机在各个领域的典型应用(1)工业控制。数控机床、温度控制、可编程序控制、电机控制、工业机器人、智能传感器、离散和连续过程控制等。(2)仪器。智能仪器、医疗仪器、液晶和气相色谱仪、数字示波器、金属探测器等。(3)电信技术。调制解调器、视听处理、数字滤波、智能线路操作控制、通信设备等。(4)办公自动化和计算机外部设备。图形终端、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘驱动器、智能终端等。(5)汽车与节能。点火控制、排放控制、燃油喷射控制、变速控制、防滑控制、安全气囊控制、门锁控制、刮水器控制、座椅控制、防盗报警控制、空调控制、前照灯控制、导航控制、仪表、交通控制等。(6)导航。导弹控制、鱼雷制导、智能武器装置、空间导航系统等。(7)商业产品。自动售货机、电子收银机、电子秤、银行统计机等。(8)家用电器。微波炉、电视、空调、洗衣机、录像机、摄像机、数码相机、音响设备、游戏机、智能玩具等。(4)主流单片机简介1.80C51系列单片机产品众多，已形成主流地位。近年来引进的与80C51兼容的主要产品有：ATMEL公司引进的集成闪存技术的AT89系列单片机；飞利浦公司推出的80C51和80C52系列高性能单片机；Winbond公司推出的W78C5l和W77C51系列高速低成本单片机包括ADI公司推出的ADuC8xx系列高精度模数转换器单片机。LG公司推出的GMS 90/97系列低压高速单片机；Cygnal的C8051F系列高速片上系统微控制器；Maxim公司的DS89C420高速(50兆位/秒)微控制器等。2.非80C51单片机不断推出，为用户提供了更广阔的选择空间。摩托罗拉是世界上最大的单片机制造商，品种繁多，选择广泛，新产品众多。单片机公司引进的PIC系列RISC结构单片机；ATMEL公司引进的AVR系列RISC单片机；TI公司推出的MSP430F系列16位低压低功耗单片机。微型计算机和微型计算机系统1。算术单元是计算机的算术单元，用于执行算术和逻辑运算。计算机数据的计算和处理都在这里完成(相当于算盘)。3.存储器按功能可分为只读存储器和随机存取存储器。所谓的随机存取存储器简称为随机存储器。当汽车行驶时，需要暂时存储的信息由微处理器传送到内存中。存储在内存中的信息可以随时更改。所谓只读存储器(READONLYMEMORY)简称为只读存储器。微处理器可以从只读存储器中读取信息，但是不能将信息写入只读存储器，并且微处理器不能擦除只读存储器中的信息。程序存储器的类型：PROM，称为可编程程序只读存储器；被称为紫外擦除可编程只读存储器的EPROM电可擦可编程只读存储器；闪存是一种新型的电可擦除非易失性存储器，它使用方便、价格低廉、可多次擦除，近年来得到了广泛应用。串行EEPROM，称为I2C接口存储器，内部有一个页面写缓冲区。4.接口控制微处理器和外围设备之间的数据流和数据格式的电路称为接口。接口一般可分为并行接口和串行接口：(1)串行接口一次传输一位数据，称为串行传输，串行传输中使用的接口称为串行接口。(2)通过并行接口同时传输两位或多位数据称为并行传输。并行传输通信是指多位数据(如8位数据)的同时传输。输入设备输入设备用于将程序和数据输入计算机，如键盘。6.输出设备输出设备用于以用户要求的形式显示或保存计算机数据计算或处理的结果，如显示器和打印机。微机系统由两大部分组成：硬件系统和软件系统。硬件系统通常由运算单元、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备组成。其中，运算单元和控制器通常建立在集成芯片上，统称为中央处理器，它是微型计算机的核心部件。微型计算机的硬件系统由存储程序和数据的存储器、输入/输出(I/O)接口电路和外部设备(如图所示)组成。单片微型计算机单片微型计算机，也称为微控制器或嵌入式计算机，指集成在一个芯片上的微型计算机，即组成微型计算机的各种功能部件。包括中央处理器(中央处理器)、随机存取存储器(随机存取存储器)、只读存储器(只读存储器)、基本输入/输出接口电路、定时器/计数器等部件都制作在一个集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。子系列1、51和52的MCS-51系列被分成两个子系列51和52，并由芯片型号的最后一位数字标记。其中，51个子系列是基本的，而52个子系列是增强的。二。单片机半导体工艺MCS-51系列单片机是由两种半导体工艺生产的。一种是HMOS工艺，即高速高密度短沟道金属氧化物半导体工艺。另一种是CHMOS工艺，即互补金属氧化物HMOS工艺。第三，80C51系列单片机，1.2MS-51系列单片机，第二节MCS-51系列单片机的结构和原理，2.1MCS-51系列单片机内部组成和信号引脚，1，8051系列单片机基本组成，1。中央处理器是单片机的核心，完成操作和控制功能。MCS-51的中央处理器可以处理8位二进制数或代码。2.内部数据存储器(内部随机存取存储器)8051芯片总共有256个随机存取存储器单元，但后128个单元被特殊寄存器占用。只有前128个单元可以用作用户存储可读/可写数据的寄存器。3.内部程序存储器(内部只读存储器)8051总共有4KB屏蔽只读存储器，用于存储程序和原始表常数。因此，它被称为程序存储器，简称内部只读存储器。4.定时器/计数器8051有两个16位可编程定时/计数器，实现定时或计数功能。当定时/计数器溢出时，可以控制程序进入中断模式。5.并行输入输出端口MCS-51有四个8位并行输入输出端口(P0、P1、P2、P3)，实现数据的并行输入输出。全双工串口MCS-51单片机有一个全双工串口，实现单片机与其他设备之间的串行数据传输。7.中断控制系统MCS-51单片机具有很强的中断功能，可以满足控制应用的需要。8051有5个中断源，即2个外部中断、2个定时/计数中断和1个串行中断。8.时钟电路MCS-51芯片内部有一个时钟电路，但应时晶体和微调电容需要外部连接。时钟电路为单片机产生一个时钟脉冲序列。系统允许的晶体频率通常为6兆赫和12兆赫。2、8051单片机的基本组成，MCS-51是一款标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚排列请见图。1。电源和时钟引脚(4) Vss(20):地；Vcc (40): 5v电源。XTAL1(19)和XTAL2(18):外部晶体引线端子。2.控制线引脚(4) ALE(30):数据锁存控制信号；(29):外部程序存储器读选通信号。(31):访问程序存储控制信号。RST(9):复位信号。3.并行输入/输出引脚(32个，分为4个8位端口)P0.0P0.7:通用输入/输出引脚或数据/低地址总线复用引脚；P1.0P1.7:通用输入输出引脚；P2.0P2.7:通用输入/输出引脚或几个高阶地址总线引脚；P3.0P3.7:通用输入/输出引脚或第二功能引脚。MCS-51单片机的数据存储分为内部RAM和外部RAM，RAM的配置图如图所示。在MCS-51单片机的数据存储器中，8051片上RAM有128B，分为三部分：工作寄存器区、位寻址区和通用RAM区。基本单片机的片上随机存取存储器地址范围是00H7FH。片外随机存取存储器的地址空间为64KB，地址范围为0000小时至10000小时。首先，低128单元8051内部数据存储器的内部随机存取存储器有256个单元。一般来说，这256个单元根据其功能分为两部分：低128个单元(单元地址00H7FH)和高128个单元(单元地址80HFFH)。1.8051单片机片上随机存储器低端00H1FH寄存器区32B分为4个工作寄存器组，每组占用8个单元。寄存器0组：地址00H07H寄存器1组：地址08H0FH寄存器2组：地址10H17H寄存器3组：地址18h 1fh，2。位寻址区中的20H2FH内存单元可用作一般的内存单元，用于该单元中每个位的字节操作或位操作，因此该区域称为位寻址区。位地址区有16个随机存取存储器单元，总共128位，位地址为00H7FH。在内部随机存取存储器的较低的128个单元中，用户随机存取存储器区域占据32个单元，通用寄存器占据16个单元，位寻址区域占据80个单元。这是用户的通用内存区，其单元地址为30H7FH。第二，内部数据存储器是128个单元高。内部随机存取存储器中的128个单元高电平用于特殊寄存器，它们的单元地址为80h至FFh。1.专用寄存器简介(SFR) 8051有21个专用寄存器(1)程序计数器(PCProgramCounter)是一个16位计数器，它总是存储下一个要提取的指令的16位存储单元地址。它的功能是控制程序的执行顺序。其内容是要执行的指令的地址，寻址范围为64KB。(2)与算术单元相关的寄存器(3) 累加器(ACC 累加器)；累加器是一个8位寄存器，是最常用的特殊寄存器。它有许多功能，占据着重要的地位。寄存器b；B寄存器是一个8位寄存器，主要用于乘法和除法运算。(3)程序状态字(programstatusword)程序状态字(ProgramStatusWord)简称为PSW，包含运行时程序的相关信息。(3)与指针相关的寄存器(3) 数据指针(DPTR)；数据指针是一个16位寄存器，在MCS-51中是一个16位寄存器。(2)堆栈指针(sp-stack pointer)；堆栈是一个特殊的存储区域，用于临时存储数据和地址。它根据“先进先出”的原则访问数据。(4)接口相关寄存器(7)。并行输入输出接口P0、P1、P2、P3均为8位；通过读写这四个寄存器，可以从相应的接口输入和输出数据。串行接口数据缓冲器SBUF；SCON串行接口控制寄存器；串行通信波特率乘法寄存器PCON。(5)中断相关寄存器(2)中断允许控制寄存器IE；中断优先级控制寄存器。(6)与定时/计数器相关的寄存器(6)定时/计数器T0的两个8位计数初始值寄存器TH0和TL0，它们可以形成16位计数器，TH0存储高8位，TL0存储低8位；定时/计数器T1的两个8位计数初始值寄存器TH1和TLl可以形成一个16位计数器，TH1存储高8位，TLl存储低8位；工作模式寄存器mode计时/计数；定时/计数器的控制寄存器TCON。三、特殊寄存器字节地址和位地址，8051芯片有4KB只读存储器，8751芯片有4KB可编程只读存储器，8031芯片无程序存储器。MCS-51可扩展到64K字节的片外程序存储器，片内和片外只读存储器统一寻址。MCS-51单片机的程序存储器和MCS-51程序存储器中的一些单元具有特殊功能，使用时应注意。一组特殊单位是0000 h 0002h。系统复位后，电脑=0000小时，单片机开始从0000小时单元取出指令执行程序。另一组特殊单位是0003H002AH。总共有40个单元，平均分为五个段，作为五个中断源的中断地址区。在第三部分，并行输入/输出端口电路结构中，MCS-51的所有端口都是双向的，既可以作为输入端口，也可以作为输出端口。它们在特殊函数寄存器中分别被称为P0、P1、P2和P3。每个端口由锁存器(D型)和输出驱动电路组成。结构如图所示。MCS-51任一引脚P0的内部结构图、MCS-51任一引脚P1的内部结构图、MCS-51任一引脚P2的内部结构图、MCS-51任一引脚P3的内部结构图，(1)上拉电阻布置在P1、P2和P3内部。(2)重置后，MCS-51的所有端口将自动写入1。(3)输入功能时，引脚的输入信号通过三态缓冲器到达内部系统总线。(4)在输出功能中，输出数据将被锁存在D型锁存器中，并且在输出下一批数据之前，D型锁存器的内容不会改变。(5)当存取外部存储器