单片机应用技术-基于51单片机的智能小车设计与开发 课件 项目2：再识单片机

单片机应用技术APPLICATIONTECHNIQUESFORMICROCONTROLLER《微控制器应用技术》课程团队模块一：开发应用基础项目2：再识单片机①②③④项目2：再识单片机01反复擦写10+万次01内置Flash32KB02运算器里的ALU单元就像算术能手，能完成加、减、乘、除等算术运算，还能进行与、或、异或等逻辑操作，甚至能对单个位进行置1、清0等精细控制。03程序状态字寄存器PSW是个细心的记录员，比如进位标志位Cy会在运算时最高位有进位时记为1，溢出标志位OV则能提醒我们运算结果是否超出范围。04数据存储器（RAM）则临时存放运算数据，包括256字节内部RAM和3840字节扩展RAM。特别要注意的是，高128字节RAM和特殊功能寄存器区地址重叠，但物理上是分开的，就像同个门牌号却住着两户人家，需要用不同寻址方式访问。以STC15W4K32S4系列单片机为例项目2：再识单片机第一类电源与复位类引脚，单片机的生命线VCC接2.5~5.5V电压，接去耦电容RST复位引脚很特别，高电平有效，内置上拉电阻，既可以当普通I/O口，也能在程序跑飞时让系统重启，就像电脑的重启键。​第二类普通I/O端口类引脚，供8组62个I/O第三类复用端口类引脚，拓展了单片机的应用能力以LQFP64封装为例项目2：再识单片机第二类普通I/O端口类引脚，8组共62个I/OP口从P0一直到P7，8组，每组8位，因封装限制P5.6和P5.7未提供，共62个I/O口可用。四种工作模式准双向口模式像个自动门，平时弱上拉，输入时自动切换为高阻。高阻输入则像个灵敏的探测器，适合读取外部传感器信号。推挽输出能提供20mA强电流，适合驱动LED开漏内部不接上拉电阻如果将每个I/O标记为Px.y，在不考虑封装的情况下，x和y的取值范围是多少？为什么？项目2：再识单片机第三类复用端口类引脚，拓展了单片机的应用能力STC15W4K32S4系列单片机具有4个采用UART（UniversalAsychronousReceiver/Transmitter）工作方式的全双工异步串行通信接口，同时还提供另一种高速串行通信接口——SPI接口。通信类引脚之间还可以切换，如P3.0和P3.1默认是串口1的收发端，还能切换P3.6和P3.7或者P1.6和P1.7。①通信引脚项目2：再识单片机第三类复用端口类引脚，拓展了单片机的应用能力STC15W4K32S4系列单片机内部有8路10位高速A/D转换器，速度可达到300KHz（30万次/秒）。同时，还集成了一组（6路各自独立）增强型的PWM波形发生器。②模拟与信号控制引脚项目2：再识单片机第三类复用端口类引脚，拓展了单片机的应用能力STC15W4K32S4系列单片机具有5个外部中断，分别是外部中断0、外部中断1、外部中断2、外部中断3和外部中断4。外部中断0和外部中断1既可以上升沿触发又可以下降沿触发外部中断2、外部中断3和外部中断4只能下降沿触发。同时，内部设置了5个16位定时器/计数器（T1、T2、T3以及T4），它们都具有计数方式和定时方式两种工作方式。③外部中断与定时/计数引脚项目2：再识单片机第三类复用端口类引脚，拓展了单片机的应用能力④时钟控制引脚时钟控制引脚让系统有了时间概念010203STC15W4K32S4系列单片机的P1.7和P1.6口除了作为普通I/O口、串口、ADC输入通道和PWM输出通道，还可以分别作外部晶体或时钟电路的引脚XTAL1和XTAL2外接晶振输入4~33MHz，若使用内置RC时钟（5MHz~35MHz）可不接，省去了外部元件。地址锁存使能控制信号（ALE/P4.5），扩展外部存储器时使用，默认关闭以降低功耗。项目2：再识单片机单片机正常工作的最简配置，包括单片机本体、电源、时钟和复位电路四部分。STC15W4K32S4宽电压特性很友好，但超过5.5V就会损坏芯片。线性稳压模块能把7~12V输入转为稳定5V，在输出端旁边并联47μF电解电容和0.1μF陶瓷电容，前者像个大水库应对电流波动，后者则能过滤高频噪声，就像给单片机配了个净化电源。单片机供电电路项目2：再识单片机单片机正常工作的最简配置，包括单片机本体、电源、时钟和复位电路四部分。内置RC，节省成本外接晶振，提高精度单片机供电电路时钟电路有两种选择。内置RC时钟最省心，精度±0.3%，通过软件就能设置5~35MHz频率，特别适合对成本敏感的场合。如果需要更高精度，可外接晶振电路，24MHz晶振配合47pF负载电容，PCB布线时要靠近XTAL引脚，避免长导线引入干扰。也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数。若晶振频率为fosc，则时钟周期Tosc=1/fosc。如fosc=12MHz，Tosc=1/12μs。完成一个基本操作所需时间为机器周期。传统8051单片机的一个机器周期由12个时钟周期组成。若fosc=12MHz，故其机器周期为1μs。STC15可工作在1T模式下，一个机器周期由1个时钟周期组成，机器周期为1/12μs比传统快12倍。执行一条指令所需的时间为指令周期。一般指令周期是机器周期的整数倍。指令不同，所需的机器周期的倍数也不同。①时钟周期②机器周期③指令周期项目2：再识单片机单片机正常工作的最简配置，包括单片机本体、电源、时钟和复位电路四部分。单片机复位电路复位电路应兼有上电复位和人工按键复位两种功能。典型的复位电路如图所示。上电自动复位上电的瞬间通过电容C给RST引脚一个短的高电平信号，此信号随着VCC对电容C的充电过程而逐渐回落，即RST引脚上的高电平持续时间取决于电容C充电时间。为保证系统可靠复位，RST引脚上的高电平必须2个机器周期以上。人工手动复位按下按键后，在RST端产生高电平，按键按下的时间决定了复位的时间。项目2：再识单片机在由单片机构成的微型计算机系统中，由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，会导致程序陷入死循环或者跑飞，由单片机控制的系统无法继续正常工作。问题解决办法复位处理如果操作人员在场，可通过按人工复位按钮，强制单片机系统复位，使得程序重新从0000H地址处执行。但操作人员不可能一直监视着系统，即使监视着系统，也往往是在引起不良后果之后才进行人工复位。复位时，PC初始化为0000H，程序从0000H单元开始执行。当程序出错（如程序跑飞）或操作错误使系统处于死锁状态时，复位