单片机入门教程课件

CopyrightReservedbyPage1/30目录单片机简介软件的架构单片机控制外围器件目录单片机简介CopyrightReservedbyPage2/30多板机微型计算机的应用形态从应用形态上，微机可以分成三种：◆多板机（系统机）将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。多板机微型计算机的应用形态CopyrightReservedbyPage3/30单板机◆单板机将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）。单板机单板机◆单板机单板机CopyrightReservedbyPage4/30单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主CopyrightReservedbyPage5/30单片机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。三种应用形态的比较：单板机单片机系统机（多板机）单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接CopyrightReservedbyPage6/30学单片机需要具备的条件与以前所学的知识关联很少；对器件的概念基本上是从0开始；如果要用C语言编程，需具备一定的C语言基础；所有人都站在了同一起跑线上；学单片机需要具备的条件与以前所学的知识关联很少；CopyrightReservedbyPage7/30单片机的主要组成

·8位CPU

·4kbytes程序存储器(ROM)

(52为8K)

·256bytes的数据存储器(RAM)

（52有384bytes的RAM）

·32条I/O口线

·111条指令，大部分为单字节指令

·21个专用寄存器 2个可编程定时/计数器

·5个中断源，2个优先级

（52有6个）

·一个全双工串行通信口

·外部数据存储器寻址空间为64kB

·外部程序存储器寻址空间为64kB

·逻辑操作位寻址功能

·双列直插40PinDIP封装

·单一+5V电源供电

单片机的主要组成

·8位CPU

·4kbyteCopyrightReservedbyPage8/3080C51的引脚封装80C51的引脚封装CopyrightReservedbyPage9/30内部结构内部结构CopyrightReservedbyPage10/30CPU：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。最高振荡频率为12M。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CopyrightReservedbyPage11/30单片机最小系统单片机最小系统CopyrightReservedbyPage12/30P0~P3：通用I/O口；VCC：电源端，一般接5V；GND：电源地；XTAL1，XTAL2：外接晶体振荡器，不能超过24M；需加微调电容，一般为30pF；RST/VPD：复位端，平时为低电平；ALE/PROG：地址锁存允许信号端；EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端；P0~P3：通用I/O口；CopyrightReservedbyPage13/30时钟电路（a）内部时钟电路；（b）HMOS型外部振荡源(C)CHMOS型外部振荡源

时钟电路（a）内部时钟电路；（b）HMOS型外部振荡源CopyrightReservedbyPage14/30单片机工作的基本时序机器周期和指令周期（1）振荡周期:也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。（2）机器周期:一个机器周期包含6个状态周期S1~S6,也就是12个时钟周期。在一个机器周期内,CPU可以完成一个独立的操作。（3）指令周期:它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS-51系统中,有单周期指令、双周期指令和四周期指令。

单片机工作的基本时序机器周期和指令周期CopyrightReservedbyPage15/30时钟电路引脚

XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部振荡器的输入端。

XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输出端。当采用外部振荡器时，此引脚应悬空。时钟电路引脚 XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片CopyrightReservedbyPage16/30控制信号引脚RST/VPD:RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持2个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。上电复位按键复位控制信号引脚RST/VPD:RST是复位信号输入端，高电平有CopyrightReservedbyPage17/30开发板介绍开发板介绍CopyrightReservedbyPage18/30C代码#include<reg52.h>unsignedcharFlag=0x3f;main(){ P1=0x55; While(1){ if(Flag––==0) { Flag=0x3f; P1=~P1; } }}C代码#include<reg52.h>CopyrightReservedbyPage19/30汇编代码 org 0000h jmp main org 0100hmain: mov p1,#55hamain: mov r0,#3fhloop: djnz r0,loop cpl a mov p1,a jmp amain end汇编代码 org 0000hCopyrightReservedbyPage20/30软件架构头文件入口--main主架构--while(1)顺序执行和程序调用--函数注释对齐软件架构头文件CopyrightReservedbyPage21/30单片机控制继电器原理图驱动原理：

1、当单片机的P3.6引脚输出低电平时，三极管T5饱和导通，＋5V电源加到继电器线圈两端，继电器吸合，同时状态指示的发光二极管也点亮，继电器的常开触点闭合，相当于开关闭合。

2、当单片机的P3.6引脚输出高电平时，三极管T5截止，继电器线圈两端没有电位差，继电器衔铁释放，同时状态指示的发光二极管也熄灭，继电器的常开触点释放，相当于开关断开。注：在三极管截止的瞬间，由于线圈中的电流不能突变为零，继电器线圈两端会产生一个较高电压的感应电动势，线圈产生的感应电动势则可以通过二极管IN4148释放，从而保护了三极管免被击穿，也消除了感应电动势对其他电路的干扰，这就是二极管D1的保护作用。单片机控制继电器原理图CopyrightReservedbyPage22/30继电器介绍种类:

电磁继电器：由控制电流通过线圈所产生的电磁吸力驱动磁路中的可动部分而实现触点开、闭或转换功能的继电器

热继电器：利用热效应而动作的继电器。引脚： 4个6个等

六个脚的有两个脚是线圈脚，也就是和单片机上输出端连接的，两脚之间有电阻 另外四个脚是两个公共点，和一个常开，一个常闭！

(如果什么都没有，用万用表R档测量一下，先测出线圈的两个接点，然后分别测出吸合状态和释放状态各接点间的通，断状态)

四个脚的很简单，两个脚接线圈，控制另外两个脚开或闭。继电器介绍种类:

电磁继电器：由控制电流通过线圈所产生的电磁CopyrightReservedbyPage23/30电容分类

瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙希电容等等，其中钽电容和铝电解电容有正负极之分极性分辨

电解电容

插式THT的电解电容极性为：长的一端为正极，短的一端负极(如果被剪，黑边一侧是正，白边是负)

贴片式SMD的电解电容极性为：黑色标识为负极，且要看底座：有缺口的一端为正极

钽电容

钽电容的正负极分辨：上面有色标,一条深黄线,中间一个+号为正极

插式THT的电解电容 贴片式SMD的电解电容 钽电容 瓷介电容电容分类

瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚CopyrightReservedbyPage24/30二极管作用

1、整流二极管

利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 2、开关元件

二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。 3、限幅元件 二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。 4、继流二极管 在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管 在收音机中起检波作用。 6、变容二极管 使用于电视机的高频头中。 7、显示元件 用于VCD、DVD、计算器等显示器上。二极管作用

1、整流二极管

利用二极管单向导电性，可以CopyrightReservedbyPage25/30二极管识别

常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。像它的名字，二极管有两个电极，并且分为正负极，一般把极性标示在二极管的外壳上。大多数用一个不同颜色的环来表示负极，有的直接标上“—”号。大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺母以便固定在散热器上在玻璃二极管的一端有一横线，表示的此端为二极管的负极，如果是整流二极管，负极是接地，如果是稳压二极管负极是接电源正极的一定要分清楚。 在电路板上，三角开形指向的一端为二极管的负极二极管识别

常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属CopyrightReservedbyPage26/30三极管识别三极管内部结构

引脚图

三极管识别三极管内部结构

CopyrightReservedbyPage27/30步进电机步进电机CopyrightReservedbyPage28/30步进电机控制代码示例;D组线圈对应P2.7;正转次序:AB组--BC组--CD组--DA组(即一个脉冲,正转7.5度);;正转ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVR3,#144正转3圈共144脉冲START:MOVR0,#00HSTART1:MOVP2,#00HMOVA,R0MOVDPTR,#TABLEMOVCA,@A+DPTRJZSTART对A的判断,当A=0时则转到STARTMOVP2,ALCALLDELAYINCR0DJNZR3,START1MOVP2,#00HLCALLDELAY1;反转MOVR3,#144反转一圈共144个脉冲START2:MOVP2,#00HMOVR0,#05步进电机控制代码示例;D组线圈对应P2.7CopyrightReservedbyPage29/30目录单片机简介软件的架构单片机控制外围器件目录单片机简介CopyrightReservedbyPage30/30多板机微型计算机的应用形态从应用形态上，微机可以分成三种：◆多板机（系统机）将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。多板机微型计算机的应用形态CopyrightReservedbyPage31/30单板机◆单板机将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）。单板机单板机◆单板机单板机CopyrightReservedbyPage32/30单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主CopyrightReservedbyPage33/30单片机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。三种应用形态的比较：单板机单片机系统机（多板机）单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接CopyrightReservedbyPage34/30学单片机需要具备的条件与以前所学的知识关联很少；对器件的概念基本上是从0开始；如果要用C语言编程，需具备一定的C语言基础；所有人都站在了同一起跑线上；学单片机需要具备的条件与以前所学的知识关联很少；CopyrightReservedbyPage35/30单片机的主要组成

·8位CPU

·4kbytes程序存储器(ROM)

(52为8K)

·256bytes的数据存储器(RAM)

（52有384bytes的RAM）

·32条I/O口线

·111条指令，大部分为单字节指令

·21个专用寄存器 2个可编程定时/计数器

·5个中断源，2个优先级

（52有6个）

·一个全双工串行通信口

·外部数据存储器寻址空间为64kB

·外部程序存储器寻址空间为64kB

·逻辑操作位寻址功能

·双列直插40PinDIP封装

·单一+5V电源供电

单片机的主要组成

·8位CPU

·4kbyteCopyrightReservedbyPage36/3080C51的引脚封装80C51的引脚封装CopyrightReservedbyPage37/30内部结构内部结构CopyrightReservedbyPage38/30CPU：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。最高振荡频率为12M。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CopyrightReservedbyPage39/30单片机最小系统单片机最小系统CopyrightReservedbyPage40/30P0~P3：通用I/O口；VCC：电源端，一般接5V；GND：电源地；XTAL1，XTAL2：外接晶体振荡器，不能超过24M；需加微调电容，一般为30pF；RST/VPD：复位端，平时为低电平；ALE/PROG：地址锁存允许信号端；EA/Vpp：外部程序存储器地址允许输入端/固化编程电压输入端；P0~P3：通用I/O口；CopyrightReservedbyPage41/30时钟电路（a）内部时钟电路；（b）HMOS型外部振荡源(C)CHMOS型外部振荡源

时钟电路（a）内部时钟电路；（b）HMOS型外部振荡源CopyrightReservedbyPage42/30单片机工作的基本时序机器周期和指令周期（1）振荡周期:也称时钟周期,是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。（2）机器周期:一个机器周期包含6个状态周期S1~S6,也就是12个时钟周期。在一个机器周期内,CPU可以完成一个独立的操作。（3）指令周期:它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。每条指令执行时间都是有一个或几个机器周期组成。MCS-51系统中,有单周期指令、双周期指令和四周期指令。

单片机工作的基本时序机器周期和指令周期CopyrightReservedbyPage43/30时钟电路引脚

XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，即把此信号直接接到内部振荡器的输入端。

XTAL2：接外部晶振和微调电容的另一端，在单片机内部，它是构成片内振荡器的反向放大器的输出端。当采用外部振荡器时，此引脚应悬空。时钟电路引脚 XTAL1：接外部晶振和微调电容的一端，在单片CopyrightReservedbyPage44/30控制信号引脚RST/VPD:RST是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持2个机器周期的高电平时，就可以完成复位操作。上电复位按键复位控制信号引脚RST/VPD:RST是复位信号输入端，高电平有CopyrightReservedbyPage45/30开发板介绍开发板介绍CopyrightReservedbyPage46/30C代码#include<reg52.h>unsignedcharFlag=0x3f;main(){ P1=0x55; While(1){ if(Flag––==0) { Flag=0x3f; P1=~P1; } }}C代码#include<reg52.h>CopyrightReservedbyPage47/30汇编代码 org 0000h jmp main org 0100hmain: mov p1,#55hamain: mov r0,#3fhloop: djnz r0,loop cpl a mov p1,a jmp amain end汇编代码 org 0000hCopyrightReservedbyPage48/30软件架构头文件入口--main主架构--while(1)顺序执行和程序调用--函数注释对齐软件架构头文件CopyrightReservedbyPage49/30单片机控制继电器原理图驱动原理：

1、当单片机的P3.6引脚输出低电平时，三极管T5饱和导通，＋5V电源加到继电器线圈两端，继电器吸合，同时状态指示的发光二极管也点亮，继电器的常开触点闭合，相当于开关闭合。

2、当单片机的P3.6引脚输出高电平时，三极管T5截止，继电器线圈两端没有电位差，继电器衔铁释放，同时状态指示的发光二极管也熄灭，继电器的常开触点释放，相当于开关断开。注：在三极管截止的瞬间，由于线圈中的电流不能突变为零，继电器线圈两端会产生一个较高电压的感应电动势，线圈产生的感应电动势则可以通过二极管IN4148释放，从而保护了三极管免被击穿，也消除了感应电动势对其他电路的干扰，这就是二极管D1的保护作用。单片机控制继电器原理图CopyrightReservedbyPage50/30继电器介绍种类:

电磁继电器：由控制电流通过线圈所产生的电磁吸力驱动磁路中的可动部分而实现触点开、闭或转换功能的继电器

热继电器：利用热效应而动作的继电器。引脚： 4个6个等

六个脚的有两个脚是线圈脚，也就是和单片机上输出端连接的，两脚之间有电阻 另外四个脚是两个公共点，和一个常开，一个常闭！

(如果什么都没有，用万用表R档测量一下，先测出线圈的两个接点，然后分别测出吸合状态和释放状态各接点间的通，断状态)

四个脚的很简单，两个脚接线圈，控制另外两个脚开或闭。继电器介绍种类:

电磁继电器：由控制电流通过线圈所产生的电磁CopyrightReservedbyPage51/30电容分类

瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙希电容等等，其中钽电容和铝电解电容有正负极之分极性分辨

电解电容

插式THT的电解电容极性为：长的一端为正极，短的一端负极(如果被剪，黑边一侧是正，白边是负)

贴片式SMD的电解电容极性为：黑色标识为负极，且要看底座：有缺口的一端为正极

钽电容

钽电容的正负极分辨：上面有色标,一条深黄线,中间一个+号为正极

插式THT的电解电容 贴片式SMD的电解电容 钽电容 瓷介电容电容分类

瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚CopyrightReservedbyPage52/30二极管作用

1、整流二极管

利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。 2、开关元件

二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如