单片机与C语言.ppt

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1、1物联网工程导论物联网工程导论单片机与单片机与C C语言语言知知识识点点结结构构3 什什么么是是单单片机？片机？单单板机板机 将将CPU芯片、芯片、存存储储器器芯片、芯片、I/O接口接口芯片和芯片和简单简单的的I/O设备设备（小（小键盘键盘、LED显显示器）等装示器）等装配在一配在一块块印刷印刷电电路板上，再配上路板上，再配上监监控程序控程序（固（固化在化在ROM中），就中），就构构成了一台成了一台单单板微型板微型计计算算机（机（简称单简称单板机）。板机）。单单板机板机 单单片机片机 在一片集成在一片集成电电路芯片上集成微路芯片上集成微处处理器、理器、存存储储器、器、I/O接口接口电电路，路，

2、从从而而构构成了成了单单芯片芯片微型微型计计算机，即算机，即单单片机片机。 Intel公司推出了公司推出了MCS-51系列系列单单片机：片机：集成集成 8位位CPU、4K字字节节ROM、128字字节节RAM、4个个8位位并并口、口、1个个全全双双工串行口、工串行口、2个个16位定位定时时/计数计数器。器。寻寻址址范范围围64K，并并有控制功能有控制功能较较强的布尔强的布尔处处理器。理器。单单板机板机单单片机片机单片机能做什么单片机能做什么1. 手持粮库温度寻检设备2.毕设答辩打分器3.电话台灯4.自动感应水龙头凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，再根据具体实际情况选择不同性

3、能的单片机，如：atmel,stc,pic,avr,凌阳，80C51，arm等 工业自动化：数据采集、测控技术。 智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。 消费类电子产品：洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。 通讯方面：调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。 武器装备：飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机、鱼雷制导、智能武器等。 等等.常见单片机的种类常见单片机的种类 根据总线的宽度，单片机一般可分为4位、8位、16位和32位单片机。4位单片机多用于冰箱、洗衣机、微波炉等家电控制中。8位、16位单片机主要用于一般的控制领域，一般不使用操

4、作系统。32位单片机主要用于网络操作、多媒体处理等复杂处理的场合，一般要使用嵌入式操作系统。 8位和16位单片机的用途非常广泛，遍及日常生活的各个角落，从儿童玩具到电饭煲、电视机等家用电器都有其身影，目前高校的教学也以8位和16位单片机为主。本文主要介绍常用的8位单片机。常用的8位和16位单片机主要有以下一些系列： 常见单片机的种类常见单片机的种类 1. MCS-51系列及与之兼容的80C51系列单片机 MCS-51系列及与之兼容的80C51系列单片机种类最多，发展也最快，主要有ATMEL的AT89系列、NXP（原 PHLIPIS公司）的51PLC系列单片机、美国Silicon Labs 公司

5、的C8051F系列单片机、国内宏晶公司的STC系列单片机、 （1）ATMEL公司的8位单片机有AT89、AT90两个系列，AT89系列是8位Flash单片机，与8051系列单片机相兼容， AT89S5X系列单片机支持ISP编程，成本低，资料多，适合初学者学习。 常见单片机的种类常见单片机的种类 （2）AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程Flash的单片机，也叫AVR单片机。AVR单片机是采用RISC精简指令集的高速8位单片机，高速、低功耗、保密，具有A/D转换，E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparato

6、r，WDT等电路和功能，已被广泛应用，AVR的市场占有一直在扩展，年用量也一直在上涨，但指令集和51不同，入门稍难。常见单片机的种类常见单片机的种类 （3）NXP （原PHLIPIS） 51PLC系列单片机(51单片机)：原PHILIPS公司的单片机是基于80C51内核的单片机，嵌入了掉电检测、片内RC振荡器等功能，部分型号的还具有AD/DA等功能。这使得51LPC在高集成度、低成本、低功耗的应用设计中可以满足多方面的性能要求。 常见单片机的种类常见单片机的种类 （4）C8051F系列单片机是由美国Silicon Labs 公司推出的全兼容8051指令集，其峰值执行速度可达100MIPS(C8

7、051F120等)。部分型号片内ADC的采样精度最高可达24bit，采样速率最高可达500ksps，还集成了单个或两个独立的高分辨率DAC，可满足绝大多数混合信号系统的应用并实现与模拟电子系统的无缝接口。此外还根据不同的需要集成了SMBus、SPI、USB、CAN、LIN等接口，以及RTC部件。成为SOC的典型代表，具有广泛的市场前景。 （5）国内宏晶公司销售的STC系列单片机兼容51内核，价格便宜，支持串口ISP，具有A/D，D/A功能，也适合初学者学习。常见单片机的种类常见单片机的种类 2. 与51不兼容的单片机 （1）Microchip（微芯公司）的PIC系列单片机 MicroChip单

8、片机的主要产品是PIC 16C系列和17C系列8位单片机， CPU采用RISC结构，分别仅有33、35、58条指令，采用Harvard双总线结构，运行速度快，低工作电压，低功耗，较大的输入输出直接驱动能力，价格低，一次性编程，体积小。在办公自动化设备，消费电子产品，通信，智能仪器仪表，汽车电子，金融电子，工业控制等领域都有广泛的应用。PIC系列单片机在世界单片机市场份额排名中逐年提高，发展非常迅速。常见单片机的种类常见单片机的种类 （2）TI公司的超低功耗Flash型MSP430系列单片机 MSP430系列单片机是美国德州仪器(TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器(

9、Mixed Signal Processor)。称之为混合信号处理器，主要是由于其针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上，以提供“单片”解决方案。具有高速、低功耗，信号处理能力强大等特点，也是一种SOC单片机。 （3）ADI公司的带A/D与D/A转换器的单片机，片内A/D、D/A转换精度高，但价格昂贵。常见单片机的种类常见单片机的种类 （4）台湾凌阳生产，国内北阳电子通过大学计划主推的16位SPEC061A单片机，具有增强的语音信号AGC、滤波、AD、DA功能，并开发了语音识别实例，有专门的网站，宣传推广做得好，在一些学校有专门的共建实验室。 （5）Freesca

10、le Semiconductor(飞思卡尔半导体)单片机，飞思卡尔是全球20大半导体公司之一，中国大学生智能汽车电子竞赛的赞助商。在汽车半导体产品、通信处理器、整个微控制器 、数字信号处理器等市场居世界前列。常见单片机的种类常见单片机的种类 （6）还有其它很多公司像SanSung、东芝等等在单片机市场都有一定份额，主要用于一些家用电器的微处理器，但国内高校的学生接触不多。 作为学生学习入门还是建议采用51系列单片机。本书将介绍ATMEL公司的8位单片机AT89S52。进行产品开发和电子竞赛，可以选51系列，也可以根据自己的项目要求选取成本低、效果好的单片机。一些含A/D，D/A的单片机可能比单

11、一的A/D，D/A芯片都要便宜很多。 单片机今后的处理速度会越来越快，功耗越来越低，位数上随着对语音、图像等信号处理的要求，会逐步向32位的方向发展。当然8位单片机在一些控制领域仍具有巨大的市场。 郭天祥郭天祥 出生年月：1983年10月 2004年5月首次与电子元件见面，6月开始学习单片机，9月参加黑龙江省大学生电子设计大赛获一等奖，04年主要学会了单片机的汇编语言编程和非常简单的常用电路设计。 05年开始学单片机C语言编程，5月获学校五四杯电子设计竞赛二等奖，6月参加“枭龙杯”全国空中机器人比赛于11月在成都举行，获全国亚军，9月参加“索尼杯”全国大学生电子设计竞赛未获奖。05年期间学会了

12、C语言、C+语言、VC+编程、VHDL语言、FPGA/CPLD（可编程逻辑器件）。 06年5月获校五四杯电子设计大赛一等奖，同年被免试保送信通学院读硕士研究生。06年开始和同学一起对外承接工程项目，同时学习DSP（数字信号处理器），8月建立了个人网站（天祥电子），主要是产品宣传与销售。 07年5月获校五四杯电子设计大赛一等奖，黑龙江省挑战杯电子设计竞赛一等奖。07年主要对外承接工程项目，同年学习ARM7（嵌入式系统设计）。学单片机需要什么基础？1. 与与以前所以前所学学的知的知识关联识关联很少；很少；2. 只需要掌握很基本的只需要掌握很基本的数电数电模模电电知知识识，如，如二二进进制、十制、十

13、进进制、十六制、十六进进制之制之间间的的转换转换，与与、或、非、或、非逻辑关逻辑关系等；系等；3. 对对各各种种器件的器件的概概念基本上是念基本上是从从0开开始；始；4. 如果要用如果要用C语语言言编编程，需具程，需具备简单备简单的的C语语言基言基础础；5. 所有人都站在了同一起所有人都站在了同一起跑线跑线上上;怎么开始学习？怎么开始学习？ 实践第一。 补充必要的理论知识，即缺什么补什么。 做工程项目积累经验。（可在网络上搜集题目，也可自己有什么想法大胆的去试验） 推荐几个好网站：阿莫电子论坛，电子发烧友等。 80C51 80C51系列介绍系列介绍 Intel的：的：80C31、80C51、8

14、7C51，80C32、80C52、87C52等；等； ATMEL的：的：89C51、89C52、89C2051等；等； Philips、华华邦、邦、Dallas 、STC Siemens(Infineon)等公司的等公司的许许多多产产品品 。 80C51是是MCS-51系列中的一系列中的一个个典型典型品品种种；其；其它厂它厂商商以以8051为为基核基核开发开发出的出的CMOS工工艺单艺单片机片机产产品品统称为统称为80C51系列系列。当当前常用的前常用的80C51系列系列单单片机主要片机主要产产品有：品有：80C5180C51的引脚封装的引脚封装总线型总线型非总线型非总线型第二功能各引脚功能定

15、义：第二功能各引脚功能定义：P3.0P3.0：RXDRXD串行口输入串行口输入P3.1P3.1：TXDTXD串行口输出串行口输出P3.2P3.2：INT0INT0外部中断外部中断0 0输入输入P3.3P3.3：INT1INT1外部中断外部中断1 1输入输入P3.4P3.4：T0T0定时器定时器0 0外部输入外部输入P3.5P3.5：T1T1定时器定时器1 1外部输入外部输入P3.6P3.6：WRWR外部写控制外部写控制P3.7P3.7：RDRD外部读控制外部读控制 总线（BUS）是计算机各部件之间传送信息的公共通道。微机中有内部总线和外部总线两类。内部总线是CPU内部之间的连线。外部总线是指C

16、PU与其它部件之间的连线。 外部总线有三种: 数据总线DB（Data Bus）, 地址总线 AB（Address Bus）和控制总线 CBControl Bus）。 CPU：由：由运运算和控制算和控制逻辑组逻辑组成，同成，同时还时还包括包括中中断断系系统统和部分外部特殊功能寄存器；和部分外部特殊功能寄存器； RAM：用以存放可以：用以存放可以读写读写的的数数据，如据，如运运算的算的中中间结间结果、最果、最终结终结果以及欲果以及欲显显示的示的数数据；据； ROM：用以存放程序、一些原始：用以存放程序、一些原始数数据和表格；据和表格； I/O口：四口：四个个8位位并并行行I/O口，口，既既可用作可用作输输入，入，也可用作也可用作输输出；出； T/C：两个两个定定时时/记数记数器，器，既既可以工作在定可以工作在定时时模式，也可以工作在模式，也可以工作在记数记数模式；模式； 五五个个中中断断源的中源的中断断控制系控制系统统； 一一个个全全双双工工UART（通用（通用异异步接收步接收发发送器）送器）的串行的串行I/O口，用于口，用于实现单实现单片机之片机之间间或或单单片机片机与与微机之微机之间间