单片机课件--邢玉秀

1、 1单片机原理及应用单片机原理及应用信息科学与技术部信息科学与技术部电子技术及计算机教研室电子技术及计算机教研室邢玉秀邢玉秀MCU 2一、流水灯设计一、流水灯设计 8学时学时二、数码管显示及应用二、数码管显示及应用 8学时学时三、键盘检测原理及应用实现三、键盘检测原理及应用实现 4学时学时四、四、A/D和和D/A工作原理工作原理 4学时学时五、串口通信原理及操作流程五、串口通信原理及操作流程 4学时学时六、通用液晶操作方法六、通用液晶操作方法 4学时学时七、七、I2C总线总线AT24C02芯片应用芯片应用 4学时学时八、定时器八、定时器/计数器应用提高计数器应用提高 4学时学时九、串口通信应用

2、提高九、串口通信应用提高 4学时学时十、实战篇：设计一个电子时钟十、实战篇：设计一个电子时钟 4学时学时理论学时：理论学时：48学时学时MCU 3理论学时：理论学时：48学时学时/24讲讲1. 绪论绪论2.如何点亮一个发光二极管如何点亮一个发光二极管3.流水灯设计流水灯设计4.蜂鸣器发声、继电器控制蜂鸣器发声、继电器控制5.数码管显示原理及静态显示数码管显示原理及静态显示6.数码管的动态显示原理及实数码管的动态显示原理及实现现7.定时器原理及应用定时器原理及应用8.中断定时器实现两位循环计中断定时器实现两位循环计时时9.独立按键的检测原理及实现独立按键的检测原理及实现10.矩阵按键的检测原理及

3、实现矩阵按键的检测原理及实现11. A/D的工作原理及实现的工作原理及实现12. D/A的工作原理及实现的工作原理及实现13.串行口通信原理串行口通信原理14.串行口通信实现串行口通信实现15.液晶显示原理液晶显示原理16液晶显示操作的实现液晶显示操作的实现17. I2C总线总线AT24C02芯片工芯片工作原理作原理18. E2PROM AT24C02与单片与单片机通信实例分析机通信实例分析19.定时定时/计数器应用提高计数器应用提高方方式式0,2,3应用应用20.定时定时/计数器应用提高计数器应用提高52单片机定时器单片机定时器2介绍介绍MCU 4理论学时：理论学时： 48学时学时/ 24讲

4、讲21.串行口应用提高串行口应用提高方式方式0,2,3应用应用22.串行口应用提高串行口应用提高单片机双机单片机双机通信通信23.利用利用51定时器设计一个时钟定时器设计一个时钟（定时器、中断、按键、蜂鸣（定时器、中断、按键、蜂鸣器、数码管器、数码管/液晶液晶24.复习与总结复习与总结MCU 5三、授课方式三、授课方式工程项目式：多媒体工程项目式：多媒体+板书板书+课本课本二、课程要求二、课程要求笔记笔记10% 出勤出勤10% 作业作业10% 闭卷考试闭卷考试70%一、联系方式一、联系方电子技术及计算机教研室电子技术及计算机教研室第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 6 测

5、量教室内温度测量教室内温度 用单片机采集心电信号用单片机采集心电信号四、单片机与其他学科联系四、单片机与其他学科联系单片机单片机DSPARM传感器传感器模电模电数电数电显示显示控制控制第一讲：绪论第一讲：绪论 7MCU五、应用范围五、应用范围1. 工业自动化、工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子智能仪器仪表、消费类电子产品产品2.通信方面、武器装备通信方面、武器装备 做为电类相关的工科大学生来说，掌握单片机做为电类相关的工科大学生来说，掌握单片机是最简单和基本的要求。是学习更高级的技术如是最简单和基本的要求。是学习更高级的技术如CPLD、FPGA、DSP、ARM等的基本支撑。等的基本支撑。第一

6、讲：绪论第一讲：绪论 8MCU六、学习方法六、学习方法1、大的方向：硬件、大的方向：硬件+软件软件+开发环境开发环境2、这门课是一门实践课，不能总看书，但也这门课是一门实践课，不能总看书，但也不能完全不看书，参考书中范例，拓展更多不能完全不看书，参考书中范例，拓展更多应用。应用。结合工程实践，结合工程实践，实用的东西就用到实实用的东西就用到实际中去学去用。际中去学去用。第一讲：绪论第一讲：绪论 9MCU七、最小系统七、最小系统1、认识单片机、认识单片机.DIP(Dual In-line Package)双列直插式封装双列直插式封装.PLCC(Plastic Leaded Chip carrie

7、r)带引带引线的塑料芯片封装线的塑料芯片封装.PQFP(Plastic Quad Flat Package)塑料方塑料方形扁平封装形扁平封装第一讲：绪论第一讲：绪论2、配套插座配套插座MCU 10零插拨力插座零插拨力插座(ZIF，Zero Insertion Force socket)第一讲：绪论第一讲：绪论3、需要那些基础知识入门？、需要那些基础知识入门？MCU 11 只需要掌握很基本的数电、模电知识，如二进只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、非制、十进制、十六进制之间的转换，与、或、非逻辑关系等；逻辑关系等；对各种器件的概念基本上是从对各种器件的

8、概念基本上是从0开始开始 如果要用如果要用C语言编程，需具备简单的语言编程，需具备简单的C语言基语言基础；础；第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 124、单片机引脚图、单片机引脚图单单片片机机引引脚脚定定义义单单片片机机总总线线结结构构第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 13引脚说明：引脚说明：按功能分为三类：按功能分为三类：.电源和时钟引脚电源和时钟引脚VCC、GND、X1、X2.编编程控制引脚程控制引脚RST、PSEN、ALE、EA.I/O口引脚口引脚P0、P1、P2、P3四组四组第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 14VCC(40脚脚)和和GND(20脚脚) 不同型号的单片机接不同型号的单片机接入不

9、同电压的电源，常入不同电压的电源，常压为压为5V，低压为，低压为3.3V，使用时需认真查看芯片使用时需认真查看芯片资料手册。资料手册。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 15时钟引脚时钟引脚XTAL1(19脚脚)和和XTAL2(18脚脚)内部电路内部电路X1为内部输入端为内部输入端X2为内部输出端为内部输出端片内振片内振荡方式荡方式C1、C2为为1030pFSJT为石英晶体为石英晶体第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 16各种晶体及晶振的常见形式及封装各种晶体及晶振的常见形式及封装第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 17复位引脚复位引脚RST(9脚脚)：当输入两个连续机器周期以上高电平：当输入两个连续机器

10、周期以上高电平时为有效，复位后，单片机从头开始执行程序。时为有效，复位后，单片机从头开始执行程序。上电自动复位上电自动复位手动复位手动复位第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 18外部程序存储器外部程序存储器(ROM)读选通信号读选通信号 低电平有效，实现外部低电平有效，实现外部ROM的读操作。当的读操作。当ROM不够用时，一般选用具有更大不够用时，一般选用具有更大ROM的单片的单片机，尽量不外扩。如机，尽量不外扩。如52、53、54、55。PSEN(29脚脚)第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 19访问访问ROM控制信号控制信号EA(31脚脚) EA为低电平时，对为低电平时，对ROM的读操作限定在外的

11、读操作限定在外部部ROM； EA为高电平时，对为高电平时，对ROM的读操作从的读操作从内部内部ROM开始，并可延续到外部开始，并可延续到外部ROM。故一。故一般接高电平。般接高电平。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 20地址锁存控制信号地址锁存控制信号ALE(30脚脚) 在系统扩展时，在系统扩展时，ALE用来锁存从用来锁存从P0口输出的口输出的低低8位地址，实现低位地址和数据的分时传送。位地址，实现低位地址和数据的分时传送。ALE输出频率为时钟频率的输出频率为时钟频率的1/6，系统无扩展时，系统无扩展时，可作为外部时钟或外部定时脉冲。可作为外部时钟或外部定时脉冲。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU

12、21 对单片机的控制，其实就是对对单片机的控制，其实就是对I/O口的控制，无口的控制，无论单片机对外界进行何种控制，或接受外部的何论单片机对外界进行何种控制，或接受外部的何种控制，都是通过种控制，都是通过I/O口进行的。口进行的。51单片机总共有单片机总共有P0、P1、P2、P3四个四个8位双向输入输出端口，每位双向输入输出端口，每个端口都有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。个端口都有锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。4个个I/O端口都能作输入输出口用，其中端口都能作输入输出口用，其中P0和和P2通通常还可用于对外部存储器的访问。常还可用于对外部存储器的访问。I/O口引脚口引脚第一讲：绪论第一讲：

13、绪论MCU 22P0口口(39脚脚32脚脚) 双向双向8位三态位三态I/O口，每个口，每个口可独立控制，分别记为口可独立控制，分别记为P0.0P0.7。51单片机单片机P0口口为为OD结构，为保证其输出高结构，为保证其输出高低电平，使用时必须外接上低电平，使用时必须外接上拉电阻，一般选择接入拉电阻，一般选择接入10K电阻。电阻。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 23P1口口(1脚脚8脚脚) 准准双向双向8位位I/O口，每个口可独立口，每个口可独立控制，分别记为控制，分别记为P1.0P1.7，内带，内带上拉电阻。上拉电阻。 准双向口是指该口作为输入口使准双向口是指该口作为输入口使用时，要先向该口写

14、用时，要先向该口写1才能正确读才能正确读出外部信号，即先要有个出外部信号，即先要有个“准准”备备的过程，所以才叫准双向口。的过程，所以才叫准双向口。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 24P2口口(28脚脚21脚脚) 准准双向双向8位位I/O口，每个口可口，每个口可独立控制，分别记为独立控制，分别记为P2.0P2.7，内带上拉电阻。与内带上拉电阻。与P1口类似。口类似。第一讲：绪论第一讲：绪论MCU 25P3口口(10脚脚17脚脚) 准准双向双向8位位I/O口，每个口口，每个口可独立控制，分别记为可独立控制，分别记为P3.0 P3.7，内带上拉电阻。每个，内带上拉电阻。每个引脚都具备第二功能。作为

15、引脚都具备第二功能。作为第一功能使用时，当作第一功能使用时，当作I/O口，口，与与P1口类似。口类似。 第二功能用法，涉及到时第二功能用法，涉及到时再分别进行介绍。再分别进行介绍。第一讲：绪论第一讲：绪论 26MCU第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管一、硬件电路一、硬件电路硬件连接：硬件连接： LED一端经一端经过限流电阻与过限流电阻与VCC相连，一端相连，一端接在单片机的接在单片机的P1口上。口上。MCU 27电阻电阻 电阻器是一种无源电子元件，无论安装在电路电阻器是一种无源电子元件，无论安装在电路结构的哪个部分，都会有电流流过。在电路中起分结构的哪个部分，都会有电

16、流流过。在电路中起分流、限流、降压、分压、负载及阻抗匹配的作用。流、限流、降压、分压、负载及阻抗匹配的作用。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 28色环电阻色环电阻综红橙黄绿蓝紫灰白黑综红橙黄绿蓝紫灰白黑黄紫红金黄紫红金471025% 综绿黑红综综绿黑红综1501021% 第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 29LED 单向导电性，导单向导电性，导通压降通压降1.72.1V。工作电流工作电流320mA。 超过超过24mA，会烧毁。电路中会烧毁。电路中要加限流电阻。要加限流电阻。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光

17、二极管MCU 30LED极性的判断极性的判断 利用万用表二极管可直接检测。或利用电阻档利用万用表二极管可直接检测。或利用电阻档亦可检测。亦可检测。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 31 限流电阻的选择限流电阻的选择 VCC=5V，单片机输出低电平，单片机输出低电平0V，二极管导通压降二极管导通压降1.7V，工作电流设定，工作电流设定5mA，则限流电阻为，则限流电阻为L5 1.70.33 10Rk第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管 32MCU二、软件程序二、软件程序例例1.1：点亮实验板上第一个发光二极管（：点亮实验板上第一个发光二极管

18、（P1.0）#includesbit D1=P10;unsigned int a;void main() D1=0; for(a=0;a=10000;a+); D1=1; for(a=0;a=10000;a+); 第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 331.reg52.h头文件的作用头文件的作用头文件的作用就是将这个头文件中的内容放到引用头头文件的作用就是将这个头文件中的内容放到引用头文件的位置处，免去每次总要重复编写这些语句。文件的位置处，免去每次总要重复编写这些语句。两种书写方法：两种书写方法：#include和和#include 。 先进入当前文件夹搜索该

19、头文件，若没有，则先进入当前文件夹搜索该头文件，若没有，则进入安装文件夹进入安装文件夹KeilC51INC下搜索这个头文件，下搜索这个头文件，再没有，编译器将报错。再没有，编译器将报错。区别：区别：直接进入安装文件夹直接进入安装文件夹KeilC51INC下搜下搜索这个头文件，如没有，编译器将报错。索这个头文件，如没有，编译器将报错。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 34C51常用的头文件常用的头文件 通常有通常有reg51.h， reg52.h，math.h，ctype.h，stdio.h，stdlib.h，absacc.h，。，。 reg51.h和和reg5

20、2.h是定义是定义51/52单片机单片机SFR和和sbit的，的，52比比51多了一个多了一个T2而已。而已。 math.h是定义常用数学运算的。是定义常用数学运算的。ctype.h是字是字符函数库。符函数库。stdio.h是标准是标准I/O库。库。 stdlib.h是标准是标准库函数，随机数产生函数就在此库中。库函数，随机数产生函数就在此库中。 absacc.h是绝对地址访问库函数。是绝对地址访问库函数。 intrins.h是是C51内在函内在函数库，循环左数库，循环左/右移等功能函数就在这个库里。右移等功能函数就在这个库里。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU

21、 352. Main主函数的写法主函数的写法格式：格式：void main(void)特点：无返回值，无参数特点：无返回值，无参数 一个程序只有一个一个程序只有一个main函数。所有的代码都函数。所有的代码都写在写在main函数的函数体中，每条语句结束后都函数的函数体中，每条语句结束后都要加分号，语句之间可以用空格或回车隔开。要加分号，语句之间可以用空格或回车隔开。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 363. while函数的写法函数的写法格式：格式：while(表达式表达式) 内部语句内部语句(内部可为空内部可为空) 特点：先判断表达式，后执行内部语句。特点：

22、先判断表达式，后执行内部语句。原则：若表达式不为原则：若表达式不为0，即为真，那么执行语，即为真，那么执行语句。否则跳出句。否则跳出while语句，执行后面的语句。语句，执行后面的语句。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管MCU 37需要注意四点：需要注意四点：在在C语言中，把语言中，把“0”为假，其它非为假，其它非0为真。为真。内部语句可为空，如：内部语句可为空，如：“while(1);”更简写的写更简写的写法是：法是：“while(1);”，“;”一定不能少。否则会把跟一定不能少。否则会把跟在它后面的第一个分号前的语句认为是它的内部语句。在它后面的第一个分号前的语句

23、认为是它的内部语句。表达式可以是一个常数、一个运算或一个带返回表达式可以是一个常数、一个运算或一个带返回值的函数。值的函数。单片机要一直运行，所以单片机程序必需是一个单片机要一直运行，所以单片机程序必需是一个死循环。死循环。第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管 38MCU第二讲：如何点亮一个发光二极管第二讲：如何点亮一个发光二极管三、随堂练习三、随堂练习1.点亮第二个发光管点亮第二个发光管.2.点亮最后一个发光管点亮最后一个发光管3.点亮点亮1、3、5、74.点亮二、四、五、六点亮二、四、五、六5.尝试让第一个发光管闪烁尝试让第一个发光管闪烁 39MCU第三讲：流水灯设

24、计第三讲：流水灯设计一、什么是流水灯？一、什么是流水灯？ 就是将一排就是将一排LED按从左到右按从左到右的顺序或从右到的顺序或从右到左的顺序依次点左的顺序依次点亮，且每个时刻亮，且每个时刻只有一个只有一个LED点点亮。亮。硬件电路硬件电路 40MCU第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计二、软件程序二、软件程序延时子程序延时子程序子函数的注释子函数的注释/*函数功能：延时函数功能：延时入口参数：入口参数：z 时间长度，单位时间长度，单位ms返返 回：无回：无备备 注：无注：无*/MCU 41延时函数的写法延时函数的写法延时函数常用延时函数常用while语句和语句和for语句实现。语句实现。whi

25、le语句实现语句实现void delay() uint i=255; while(-i);第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 42for语句实现语句实现格式：格式：for(表达式表达式1;表达式表达式2;表达式表达式3) 语句语句(内部可为空内部可为空)； 执行过程：执行过程：求解表达式求解表达式1；求解表达式求解表达式2为真，执行为真，执行for语句语句 为假，结束为假，结束for语句，跳出语句，跳出结束。结束。求解表达式求解表达式3；跳到第步重复执行。跳到第步重复执行。第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 43void delay(void) uint8 i,j; for(i

26、=255;i0;i-) for(j=255;j0;j-); 例：例：void delay(void) uint16 i; for(i=65535;i0;i-); void delay(void) uint8 i,j; for(i=0;i255;i+) for(j=0;j255;j+); void delay(void) uint16 i; for(i=0;i0;i-) for(j=112;j0;j-); 当变量当变量ms=1时，此延时函数延时时间为：时，此延时函数延时时间为：1000.43s1ms因此，需要延长多少毫秒时，令因此，需要延长多少毫秒时，令ms为多少就行了。为多少就行了。注意：注意

27、：ms的范围？的范围？ms=65536时，实际延时多长时间？时，实际延时多长时间？第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 48数数据据的的变变化化1111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111只要能只要能满足这满足这样的数样的数据变化据变化就能实就能实现流水现流水灯。灯。流水灯实现原理：流水灯实现原理：第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 491111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111方法方法1.最笨的方法：最笨的方法

28、： 利用位操作，假如利用位操作，假如LED连接在连接在P1口口上，则分别让相应位满足上述值。上，则分别让相应位满足上述值。sbit led0=P10;.led0=0;Led1=1;.delay();.也可使用数组也可使用数组第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 501111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111方法方法2. 直接方法直接方法(总线方式总线方式)：在在C51里数据左移里数据左移1位，结果为高位舍去，位，结果为高位舍去，低位补低位补0；因此对初始数据左移；因此对初始数据左移1位，然位，然后再加后

29、再加1(或者按位或或者按位或1)就可得到。就可得到。#define led P1uint8 temp;temp=0 xfe;for(i=0;i8;i+) led=temp delay(); temp=1； temp+; /temp|=1;第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 511111111011111101111110111111011111101111110111111011111101111111方法方法3. 最简方法最简方法(总线方式总线方式) ： 将每个数据低将每个数据低7位依次向左移动位依次向左移动1位，最高位移到最低位，即可得位，最高位移到最低位，即可得到下一个数据。称为

30、到下一个数据。称为循环左移循环左移。0111111110111111第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 52利用利用C51的库函数的库函数_crol_()来实现来实现循环左移循环左移。使用。使用它之前必需包含库文件：它之前必需包含库文件：intrins.h#include unsigned char _crol_ ( unsigned char c, unsigned char b); 功能：变量功能：变量c循环左移循环左移b个位。个位。此外还有：此外还有：_cror_,_irol_,_iror_,_lrol_,lror。第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 53左移左移 右移一

31、次，被操作数最低位移入右移一次，被操作数最低位移入PSW寄存器寄存器的的CY位，覆盖原有位，覆盖原有CY位的值，同时最高位补位的值，同时最高位补0，相当于除相当于除2。1101111110111110X1CYMSBLSB第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 55PSW寄存器寄存器 程序状态字寄存器，用来存放程序的状态程序状态字寄存器，用来存放程序的状态信息，表征指令的执行状态，供程序查询和判信息，表征指令的执行状态，供程序查询和判别之用。别之用。CY进借位标志；进借位标志；AC辅助进位标志，半进位；低四位向高四位辅助进位标志，半进位；低四位向高四位有进位时为有进位时为“1”。第三讲：流水

32、灯设计第三讲：流水灯设计67OVCCMCU 56 F0标志标志0：用户定义的一个状态标志，可用软：用户定义的一个状态标志，可用软件设置位，亦可控制程序流程。件设置位，亦可控制程序流程。RS1、RS0：工作寄存器区选择控制位。：工作寄存器区选择控制位。加法时：加法时：a.位位6向位向位7进位而位进位而位7向向CY无进位。无进位。 b.位位6不向位不向位7进位而位进位而位7向向CY进位。进位。OV：溢出标志：溢出标志第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 57减法时：进位变成借位而已。减法时：进位变成借位而已。OV=1表示加减运算结果已超出一个字节所能表示加减运算结果已超出一个字节所能表示的范

33、围表示的范围(-128+127)。乘法时：乘法时： 积积255则则OV=1，高，高8位放入位放入B中，中，OV=0，乘积只在，乘积只在A中。中。 除法时：除数为除法时：除数为0则则OV=1。第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计MCU 58 P：奇偶检验：奇偶检验(parity check)位，由硬件置位，由硬件置位或清零，表示位或清零，表示“A”中值中值“1”的个数的奇偶性；的个数的奇偶性；P=1，“A”中中“1”的个数为奇数的个数为奇数(odd number)个，常用于串行通信的奇偶个，常用于串行通信的奇偶(even)检验。检验。第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计 59MCU三、随堂练习三

34、、随堂练习第三讲：流水灯设计第三讲：流水灯设计1、8个发光管间隔个发光管间隔200ms由上至下，再由下至上，再由上至下，再由下至上，再重复一次，然后全部熄灭再以重复一次，然后全部熄灭再以300ms间隔全部闪烁间隔全部闪烁5次。重复此过程。次。重复此过程。2、间隔、间隔300ms第一次一个管亮流动一次，第二次两个第一次一个管亮流动一次，第二次两个管亮流动，依次到管亮流动，依次到8个管亮，然后重复整个过程。个管亮，然后重复整个过程。3、间隔、间隔300ms先奇数亮再偶数亮，循环三次；一个灯先奇数亮再偶数亮，循环三次；一个灯上下循环三次；两个分别从两边往中间流动三次；上下循环三次；两个分别从两边往中

35、间流动三次；再从中间往两边流动三次；再从中间往两边流动三次；8个全部闪烁个全部闪烁3次；关闭次；关闭发光管，程序停止。发光管，程序停止。 60MCU第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声一、硬件电路一、硬件电路 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中，用做发声器件。蜂鸣机、定时器等电子产品中，用做发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类器主要分为压电式

36、蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。型。1、蜂鸣器原理、蜂鸣器原理2、蜂鸣器分类、蜂鸣器分类MCU 61压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声MCU 62电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声MCU 63有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别 压电蜂鸣器和电磁蜂鸣器都有两种类型：有源和压电蜂鸣器和电磁蜂鸣器都有两种类型：有源和无源型。这里源是指振荡源。即有源蜂鸣器内部带无源型。这里源是指振荡源。即有源蜂鸣器内部带振荡源，所以一上电就会响。而无源蜂鸣器内部不振荡源，所以一上电就会响。而无源蜂鸣器内部不带振荡源，用直流信号驱动时不鸣叫，必须用

37、带振荡源，用直流信号驱动时不鸣叫，必须用25kHz的方波信号去驱动它。的方波信号去驱动它。 无论有源或无源蜂鸣器都能用单片机驱动发出不同无论有源或无源蜂鸣器都能用单片机驱动发出不同音调的声音，驱动方波频率越高，发出的音调越度。音调的声音，驱动方波频率越高，发出的音调越度。第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声MCU 64有源蜂鸣器，高电平发声。有源蜂鸣器，高电平发声。3、硬件原理图、硬件原理图第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声 65MCUbeep=1;delay(100); void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-；

38、 二、软件程序二、软件程序#include#define uint unsigned int sbit beep=P23;void delay(uint);void main() while(1)beep=0;delay(100);第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声 66MCU三、随堂练习三、随堂练习1. 8个发光管由上至下间隔个发光管由上至下间隔1s流动，其中每个管亮流动，其中每个管亮0.5s,灭灭0.5ms,亮时蜂鸣器响，灭时关闭蜂鸣器，一直重复下去。亮时蜂鸣器响，灭时关闭蜂鸣器，一直重复下去。2. 8个发光管来回流动，第个管亮个发光管来回流动，第个管亮100ms,流动时让蜂鸣器流动时让

39、蜂鸣器发出发出“滴滴滴滴”声。声。3. 花样流水灯：实现实验板上花样流水灯：实现实验板上8个流水灯单个个流水灯单个0.5S亮灭闪亮灭闪烁一次；然后两两一组烁一次；然后两两一组1秒亮灭闪烁一次；然后秒亮灭闪烁一次；然后4个一组个一组2S亮灭闪烁一次；最后间隔亮灭闪烁一次；最后间隔1S全亮全灭一次，同时蜂鸣器响全亮全灭一次，同时蜂鸣器响0.5S关闭，重复上述过程，请编写程序。关闭，重复上述过程，请编写程序。第四讲：蜂鸣器发声第四讲：蜂鸣器发声 67MCU第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示常见数码管常见数码管(LED Segment Displays )MCU 68 有共阴和共阳两大类。引

40、脚排列有横排和竖排之有共阴和共阳两大类。引脚排列有横排和竖排之分。具体使用时以测定为准。分。具体使用时以测定为准。一、数码管显示原理一、数码管显示原理(LED Segment Displays )第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 69将黑表笔放在将黑表笔放在1脚上脚上红表笔在其它引脚上滑动，若无灯亮，为共阴；红表笔在其它引脚上滑动，若无灯亮，为共阴；有灯亮为共阳。有灯亮为共阳。判断出类型后，确定公共端，然后定其它引脚。判断出类型后，确定公共端，然后定其它引脚。第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示hgfedcba01101111MCU 70数字显示方法数字显示方法段值段

41、值0 x6F第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 71下拉电阻下拉电阻限流电阻限流电阻二、二、 硬件设计硬件设计P1第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 7274HC573VCC=5V时输出电流时输出电流6mA。具有锁存。具有锁存功能。功能。第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 73排阻排阻 有贴片和直插两有贴片和直插两种，有的有正方向，种，有的有正方向，使用时注意。使用时注意。第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 74 共阳极数码管电路，共阳极数码管电路，P2.0为低电平时，三极管为低电平时，三极管导通，导通，P0.0P0.7相应相应I

42、/O口线输出低电平时，相应口线输出低电平时，相应段点亮。段点亮。 若为共阴极数码管，若为共阴极数码管，则电路怎样设计？则电路怎样设计？硬件电路硬件电路2第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示MCU 75第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示#includesbit dula=P26;sbit wela=P27;void main()三、软件设计三、软件设计1.六个数码管显示六个数码管显示0wela=1;P0=0 xc0;wela=0 ; dula=1;P0=0 x3f;dula=0;while(1); MCU 76第五讲：数码管静态显示第五讲：数码管静态显示2.循环显示循环显示0F

43、#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit dula=P26;sbit wela=P27;uchar num;uchar code table=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c,0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;void delay(uint z);void main() wela=1;/11101010P0=0 xea;wela=0;while(1) for(num=0;num60

44、n); break;.第十讲：矩阵键盘的检测原理及实现第十讲：矩阵键盘的检测原理及实现MCU 123四、随堂练习四、随堂练习1. 课本例课本例4.2.12.数码管前三位显示一个跑表，从数码管前三位显示一个跑表，从000到到999之间以之间以1%秒速度运行，当按下一个独秒速度运行，当按下一个独立键盘时跑表停止，松开手后跑表继续运行。立键盘时跑表停止，松开手后跑表继续运行。(用定时器设计表用定时器设计表)。第十讲：矩阵键盘的检测原理及实现第十讲：矩阵键盘的检测原理及实现MCU 124第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 能将模拟量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称能将模拟

45、量转换为数字量的电路称为模数转换器，简称A/D转换器；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器；能将数字量转换为模拟量的电路称为数模转换器，简称转换器，简称D/A转换器。转换器。ADC和和DAC是沟通模拟电路是沟通模拟电路和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。和数字电路的桥梁，也可称之为两者之间的接口。多路开关数字控制计算机DACADC功率放大功率放大执行机构执行机构加热炉加热炉温度传感器温度传感器信号放大信号放大多路开关MCU 125第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 一、一、 D/A转换器的基本原理和转换特性转换器的基本原理和转换特性 vo或 io 输出 D

46、/A d0 d1 dn1 输入 将输入的每一位二进制代码按其权的将输入的每一位二进制代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样量相加，所得的总模拟量就与数字量成正比，这样便实现了从数字量到模拟量的转换。便实现了从数字量到模拟量的转换。MCU 126b.转换特性：是指其输出模拟量和输入数字量之间转换特性：是指其输出模拟量和输入数字量之间的转换关系。的转换关系。76543210000 001 010 011 100 101 110 111uo(V)D输入为输入为3位二进制数时的位二进制数时的D/A

47、转换器的转换特性转换器的转换特性第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 MCU 127 理想的理想的D/A转换器的转换特性，应是输出模拟量与转换器的转换特性，应是输出模拟量与输入数字量成正比，即输入数字量成正比，即1210o1210(2222 )nnvnnvK ddddDn 输入输入n位二进制数所代表的十进制数位二进制数所代表的十进制数vo= KvDn 或或 io= KiDn其中其中Kv或或Ki 电压或电流转换比例系数电压或电流转换比例系数 如果输入如果输入n位二进制数为位二进制数为dn-1dn-2d1d0，则输出模，则输出模拟电压为：拟电压为：第十一讲：第十一讲：D/A的

48、工作原理及实现的工作原理及实现 MCU 128二、 D/A转换器的主要技术指标（1）分辨率）分辨率输入数字量位数越多，输出电压可分离的等级越多，输入数字量位数越多，输出电压可分离的等级越多，即分辨率越高。在实际使用中，往往用输入数字量的即分辨率越高。在实际使用中，往往用输入数字量的位数来表示。位数来表示。分辨率也可用分辨率也可用D/A转换器的最小输出电压转换器的最小输出电压(此时此时LSB=1)与最大输出电压与最大输出电压(全全1)的比值来表示。的比值来表示。10位位D/A转换器的分辨率为：转换器的分辨率为：001. 01023112110第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及

49、实现 MCU 129（2）转换误差）转换误差表示表示D/A转换器实际输出模拟量与理论输出模拟转换器实际输出模拟量与理论输出模拟量之差，即最大静态转换误差。量之差，即最大静态转换误差。 转换误差的来源很多，转换器中各元件参数值转换误差的来源很多，转换器中各元件参数值的误差，基准电源不够稳定和运算放大器零漂的的误差，基准电源不够稳定和运算放大器零漂的影响等。影响等。 D/A转换器的绝对误差转换器的绝对误差(绝对精度绝对精度)是指是指输入端加入最大数字量输入端加入最大数字量(全全1)时，时， D/A转换器的理转换器的理论值与实际值之差。该误差应低于论值与实际值之差。该误差应低于LSB/2。第十一讲：

50、第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 MCU 130 指输入数字量变化时，输出电压变化到相应稳指输入数字量变化时，输出电压变化到相应稳定电压值所需的时间。一般用定电压值所需的时间。一般用D/A转换器输入的转换器输入的数字量从全数字量从全0到全到全1时，输出电压达到规定的误差时，输出电压达到规定的误差范围范围(LSB/2)时所需时间表示。时所需时间表示。 D/A转换器的建转换器的建立时间较快，单片集成立时间较快，单片集成D/A转换器建立时间最短转换器建立时间最短可达可达0.1s以内。以内。（3）输出建立时间）输出建立时间第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 MC

51、U 131（4）温度系数）温度系数 指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温指在输入不变的情况下，输出模拟电压随温度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件度变化产生的变化量。一般用满刻度输出条件下温度每升高下温度每升高1，输出电压变化的百分数作为，输出电压变化的百分数作为温度系数。温度系数。第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 三、三、型电阻网络型电阻网络D/AD/A转换器转换器 第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 MCU 133第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 四、四、DAC0832与与80C51单片机的接口单片机的接口、

52、单缓冲工作方式、单缓冲工作方式 此方式适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟适用于只有一路模拟量输出，或有几路模拟量输出但并不要求同步的系统量输出但并不要求同步的系统。 第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 双极性模拟输出电压双极性模拟输出电压 ： 双极性输出时的分辨率比单极性输出时降低双极性输出时的分辨率比单极性输出时降低1/2，这是由于对双极性输出而言，最高位作为，这是由于对双极性输出而言，最高位作为符号位，只有符号位，只有7位数值位。位数值位。第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 2、双缓冲工作方式、双缓冲工作方式 多路多路D/A转换输出，如果

53、要求同步进行，就应该采转换输出，如果要求同步进行，就应该采用双缓冲器同步方式用双缓冲器同步方式 。第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 3、直通工作方式、直通工作方式当当DAC0832芯片的片选信号、写信号、及芯片的片选信号、写信号、及传送控制信号的引脚全部接地，允许输入锁传送控制信号的引脚全部接地，允许输入锁存信号存信号ILE引脚接引脚接5V时，时，DAC0832芯片芯片就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就就处于直通工作方式，数字量一旦输入，就直接进入直接进入DAC寄存器，进行寄存器，进行D/A转换。转换。第十一讲：第十一讲：D/A的工作原理及实现的工作原理及实现 一

54、、一、A/D转换器的基本原理转换器的基本原理第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 1.逐次逼近式逐次逼近式ADC的转换原理的转换原理2. 双积分式双积分式ADC的转换原理的转换原理第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 二、二、A/D转换器的主要技术指标转换器的主要技术指标1221、分辨率、分辨率ADC的分辨率的分辨率是指使输出数字量变化一个相邻数是指使输出数字量变化一个相邻数码所需输入模拟电压的变化量。常用二进制的位数码所需输入模拟电压的变化量。常用二进制的位数表示。例如表示。例如12位位ADC的分辨率就是的分辨率就是12位，或者说分位，或者说分辨率

55、为满刻度辨率为满刻度FS的的1/ 。一个。一个10V满刻度的满刻度的12位位ADC能分辨输入电压变化最小值是能分辨输入电压变化最小值是10V1/ =2.4mV。122第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 2、量化误差、量化误差ADC把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为把模拟量变为数字量，用数字量近似表示模拟量，这个过程称为量化。量化。量化误差是量化误差是ADC的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差的有限位数对模拟量进行量化而引起的误差。实际上，要准确表示模拟量，实际上，要准确表示模拟量，ADC的位数需很大甚至无穷大。一个分的位数需很大甚至无穷大。一个分

56、辨率有限的辨率有限的ADC的阶梯状转换特性曲线与具有无限分辨率的的阶梯状转换特性曲线与具有无限分辨率的ADC转换转换特性曲线（直线）之间的最大偏差即是量化误差。特性曲线（直线）之间的最大偏差即是量化误差。 第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 3、偏移误差、偏移误差偏移误差偏移误差是指输入信号为零时，输出信号不为零的是指输入信号为零时，输出信号不为零的值，所以有时又称为零值误差。假定值，所以有时又称为零值误差。假定ADC没有非线没有非线性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定性误差，则其转换特性曲线各阶梯中点的连线必定是直线，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压是直线

57、，这条直线与横轴相交点所对应的输入电压值就是偏移误差。值就是偏移误差。、满刻度误差、满刻度误差满刻度误差满刻度误差又称为增益误差。又称为增益误差。ADC的满刻度误差是的满刻度误差是指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入指满刻度输出数码所对应的实际输入电压与理想输入电压之差。电压之差。第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 5、线性度、线性度线性度线性度有时又称为非线性度，它是指转换器实际的有时又称为非线性度，它是指转换器实际的转换特性与理想直线的最大偏差。转换特性与理想直线的最大偏差。6、绝对精度、绝对精度在一个转换器中，任何数码所对应的实际模拟量在一个转换器中，任

58、何数码所对应的实际模拟量输入与理论模拟输入之差的最大值，称为输入与理论模拟输入之差的最大值，称为绝对精绝对精度度。对于。对于ADC而言，可以在每一个阶梯的水平中而言，可以在每一个阶梯的水平中点进行测量，它包括了所有的误差。点进行测量，它包括了所有的误差。第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 7、转换速率、转换速率ADC的的转换速率转换速率是能够重复进行数据转换的速度，是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。而完成一次即每秒转换的次数。而完成一次A/D转换所需的转换所需的时间（包括稳定时间），则是转换速率的倒数。时间（包括稳定时间），则是转换速率的倒数。第十二讲：第

59、十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 第十二讲：第十二讲：A/D的工作原理及实现的工作原理及实现 1. 用单片机控制用单片机控制DAC0832芯片输出电压芯片输出电压 ，让，让LED由灭均匀变到最亮，再由最亮均匀熄灭。由灭均匀变到最亮，再由最亮均匀熄灭。在最亮时和最暗时使用蜂鸣器分别报警一次，完在最亮时和最暗时使用蜂鸣器分别报警一次，完成整个周期控制在成整个周期控制在5s左右，循环变化。左右，循环变化。 2. 利用利用PROTUES实现实现DAC0832芯片双缓冲输芯片双缓冲输出和双极性输出。出和双极性输出。三、随堂练习三、随堂练习第十三讲：第十三讲：串行口通信原理串行口通信原理 单

60、片机通信是指单片机与计算机或单片机与单单片机通信是指单片机与计算机或单片机与单片机之间的信息交换，通常单片机与计算机之间片机之间的信息交换，通常单片机与计算机之间的通信较多。的通信较多。 通信有并行和串行两种方式。在单片机系统以通信有并行和串行两种方式。在单片机系统以及现代单片机测控系统中，信息交换多采用串行及现代单片机测控系统中，信息交换多采用串行通信方式。通信方式。MCU 147串行通信串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个地传送。条传输线上逐个地传送。 串行通信的特点串行通信的特点：传输线少，长距离传送时成本：传输线少，长距离传送时成本