教學內容任務1-1KeilC51軟件的使用認識單片機

1.單片微型計算機

2.單片機應用系統

3.51單片機任務1-2G一個LED發光二極管的閃爍控制學習單片機的準備項目1熟悉單片機操作環境二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機，大多數人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制MCU）。緒論事實上單片機是世界上數量最多的計算機。現代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機，復雜的工業控制系統上甚至可能有數百臺單片機在同時工作！單片機的數量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數量還要多。

單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序實現不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能

單片機就在身邊,我們最熟悉的陌生人讓我們先從感觀上認識單片機!涉及內容MCS-51的基本硬件結構定時/計數器中斷系統串行口存儲器A/D轉換接口設計應用系統綜合設計再讓我們來認識一下教材!學單片機需要具備的條件與以前所學的知識關聯很少；對器件的概念基本上是從0開始；用C語言編程，用到哪學到哪,夠用就行；所有人都站在了同一起跑線上.相信自己,你行的!課程要求本課程是實踐性較強的課程。通過課程的學習，掌握軟件編程和硬件電路設計的方法，能夠進行單片機應用系統的設計、調試工作。單片機學什么?我們學習單片機學習什么？內部

IO口,定時器，串口，中斷，AD,DA,…（都是通過各種寄存器來控制的，我們學習的就是怎么去操作這些寄存器。）外部各種外設，外部模塊的原理和應用。（比如說：鍵盤，LCD，液晶屏，還有各種通信協議。）本課程學習要領:在實踐中成長!學習步驟:1.鸚鵡學舌.2.照葫蘆畫瓢.3.它山之石可以攻玉.4.理論實踐相結合.小提示:保存好你做過的所有的源程序、PCB、原理圖等----那是你最好的積累之一。學習方法推薦:

1.自已配置一套實驗板,親自動手連接電路,

理解課本的每個任務,實際用實驗板或上機仿真測試效果.

2.認真完成課后的程序題.

3.自行修改每個任務的程序,上機驗證.

4.通過網絡或圖書,接觸更多的單片機應用.

5.清楚自己學單片機的動力所在，并為自己的學習做一個規劃。

學習單片機的最終目的是開發，是一個通過創造智能控制的實物，體現自己的價值的過程。推薦視頻教程天狼星電子51單片機C語言視頻教程郭天祥單片機(十天征服單片機)宋老師手把手教你學單片機C語言慧凈單片機…….

1.1.1什么是單片機

1.單片微型計算機

2.單片機應用系統

3.51單片機

1.1.2學習單片機的準備1.1什么是單片機通過本單元的學習,了解到什么是單片機和單片機的發展,對單片機最小系統及單片機應用系統有個初步的認識,并對單片機的基本工作過程有一個大致的了解,對其硬件結構及工作原理有所了解.學習目的教學導航本次課重點：單片機概念

單片機應用系統單片機內部結構

KeilC51的使用單片機開發流程本章難點：單片機概念必須掌握理論：單片機概念KeilC51的使用一.單片微型計算機1.微型計算機系統（電腦）硬件結構——常見的微機外形臺式微機便攜式微機立式微機微型計算機簡稱“微型機”、“微機”，由于其具備人腦的某些功能，所以也稱其為“微電腦”。1.1.1什么是單片機微型計算機系統硬件結構——微機硬件組成

顯示器主機鍵盤鼠標微型計算機系統硬件結構——運算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設備輸出設備輸出接口電路硬件系統內部結構硬件系統——構成微機的實體和裝置.看得見,摸得著的.軟件系統——你所編寫的程序.軟件系統與硬件系統共同構成實用的微機系統，兩者是相輔相成、缺一不可的。

軟件系統+微型計算機系統運算器控制器CPU存儲器輸入接口電路輸入設備輸出設備輸出接口電路硬件系統微型計算機系統（即電腦）CPU輸入設備輸出設備軟件系統+微型計算機系統硬件系統輸入接口電路輸出接口電路運算器控制器存儲器2.單片微型計算機（單片機）單片微型計算機（SingleChipMicrocomputer）簡稱單片機，是指集成在一個芯片上的微型計算機，它的各種功能部件，包括CPU（CentralProcessingUnit）、存儲器（memory）、基本輸入/輸出(Input/Output，簡稱I/O)接口電路、定時/計數器和中斷系統等，都制作在一塊集成芯片上，構成一個完整的微型計算機。由于它的結構與指令功能都是按照工業控制要求設計的，故又稱為微控制器(Micro-ControllerUnit，簡稱MCU)。觀看教學視頻:什么是單片機

單片機的預備知識電平特性數字電路中只有兩種電平：高電平和低電平高電平：5V或者3.3V，取決單片機電源。低電平：0VRS232電平：計算機串口的電平高電平：-12V低電平：+12V所以當我們用單片機跟電腦通信的時候，我們要通過各種元器件將單片機的電平轉換為計算機可識別的電平才能跟電腦進行通信。友情提示:這種轉換實驗板上已有硬件,編寫程序時,不必兩考慮.單片機應用系統單片機＋接口電路及外設等＋軟件硬件單片機應用系統由硬件和軟件組成硬件是應用系統的基礎軟件是在硬件的基礎上對其資源進行合理調配和使用，從而完成應用系統所要求的任務，二者相互依賴，缺一不可2.單片機應用系統

觀看教學視頻:單片機應用系統

3.51單片機通用型:為一個基本芯片,覆蓋多種應用需求.專用型:針對某一種產品或某一種控制應用而專門設計的.可靠性及經濟成本最佳.本課程:MCS-51單片機(80C51為主),為通用型,1.單片機的特點體積小，重量輕電源單一，功耗低功能強，價格低單片機芯片即是一臺完整的微型計算機，在單片機產品的引腳封裝方面，有的單片機引腳已減少到8個或更少。從而使應用系統的印制板減小、接插件減少、安裝簡單方便。由于CPU、存儲器及I/O接口集成在同一芯片內，各部件間的連接緊湊，數據在傳送時受干擾的影響較小，且不易受環境條件的影響，所以單片機的可靠性非常高。運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高可以嵌入到電子產品中——嵌入式應用系統工業方面民用方面儀表方面電訊方面數據處理方面汽車方面2.單片機的應用領域

◆智能儀器儀表

單片機用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結構，從而可以方便地完成儀器儀表產品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。◆機電一體化產品機電一體化產品是集機械技術、微電子技術、自動化技術和計算機技術于一體，具有智能化特征的各種機電產品。單片機在機電一體化產品的開發中可以發揮巨大的作用。典型產品如機器人、數控機床、自動包裝機、點鈔機、醫療設備、打印機、傳真機、復印機等。◆實時工業控制單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數的采集和控制均可以利用單片機方便地實現。在這類系統中，利用單片機作為系統控制器，可以根據被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實現期望的控制指標，從而提高生產效率和產品質量。典型應用如電機轉速控制、溫度控制、自動生產線等。◆家用電器家用電器是單片機的又一重要應用領域，前景十分廣闊。如空調器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設備、高檔玩具等。

另外，在交通領域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機的廣泛應用。如汽車自動駕駛系統、航天測控系統、黑匣子等。4位單片機階段

1975年美國德克薩斯儀器公司（TI）首次推出4位單片機TMS-1000。

4位單片機主要用于家用電器、電子玩具等。8位單片機階段

1976年9月，美國Intel公司首先推出了MCS-48系列8位單片機。

8位單片機由于功能強，被廣泛用于工業控制、智能接口、儀器儀表等各個領域。3.單片機的發展與種類小提示:位數是指二進制數，多少位是指該處理器特別是其中的寄存器能夠保存多少位的數據，也就是它一次能處理多少位的數據。16位單片機階段

1983年Intel公司推出了16位單片機MCS-96系列。

16位單片機可用于高速復雜的控制系統。

32位單片機

近年來，各個計算機生產廠家已進入更高性能的32位單片機研制、生產階段。◆單片機的發展經歷了由4位機到8位機,再到32位機的發展過程目前8位單片機仍是單片機的主流機型；◆生產廠商：美國：IntelMotorola、Microchip、Atmel荷蘭:Philips德國：Siemens日本：Nec中國:STC(宏晶)4.MCS-51系列單片機小知識:單片機內部資源的三大指標1.ROM:程序存儲空間,即相當于電腦的硬盤.2.RAM:內存,存儲定義的變量和中間過程結果.相當于電腦的內存.3.SFR:特殊功能寄存器.Atmel公司的MCS-51系列單片機

特點:

80系列與89系列封裝相同，可直接更換。

8051：內部帶有掩膜（由工廠直接編程燒死）的程序存儲器，自己無法修改

80C51：內部帶有Flash存儲器可以電擦除和改寫，字母C代表CMOS工藝

8051與80C51的區別：可移植，管腳一致，80C51在工藝上更好，為低功耗芯片。

8051單片機可分為無ROM型和ROM型兩種無ROM型的芯片，必須外接EPROM才能應用（典型芯片為8031）ROM型芯片又分為EPROM型（典型芯片為8751）、FLASH型（典型芯片為89C51）、掩膜ROM型（典型芯片為8051）、一次性可編程ROM（OneTimeProgramming,簡稱OTP）的芯片（典型芯片為97C51)51子系列:基本型，根據片內ROM的配置，對應芯片分別為8031、8051、8751、9851。52子系列：增強型，根據片內ROM的配置，對應芯片分別顯8032、8052、8752、8952。說明：8031及8032內部無ROM。本課程以80C51為例編寫程序。典型單片機產品

?根據每種型號的存儲器的類型無ROM型:8031ROM型:8051EPROM:8751EEPROM型:8951小知識

1.EPROM有一個小玻璃窗口，用紫外線照射檫除,麻煩,費時。

2.EEPROM用電檫除，主要用于存儲數據，掉電后數據也不會丟失，好用方便.3.FLASH是(用電)塊擦除的,速度快,可重用率高

4.MASK(掩膜)：是指程序數據已經做成光刻版，在單片機生產的過程中把程序做進去。

8051功耗約為630mW,而80C51的功耗只有120mW。本節小結

首先從一個任務出發,通過實物，了解了單片機應用系統及源程序,然后給出了單片機的概念，單片機即單片微機，也叫微控制器。 然后介紹了單片機的發展概況，使我們基本了解了單片機的歷史及發展。 接著討論了單片機的特點及應用，使我們樹立起學習單片機的目標。 接下來對常見及常用的單片機作了一個總體介紹，使我們了解了單片機更多的功能和特點。

觀看教學視頻:

單片機應用系統

1.1.2單片機內部基本結構

CPU

存儲器定時器/計數器

中斷系統P0-P3TxDRxD

TINT并行I/O口串行I/O口實為一小型計算機

從圖中可以看到，MCS-51單片機在一塊芯片中集成了微型計算機所具有的所有部件，是一個簡單的微型計算機.從功能的角度來看，主要包括8個部分。時鐘電路CPUROMRAMT0T1中斷系統串行接口并行接口P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1定時計數器中央處理器CPU：8位，運算和控制功能內部RAM：共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用于存放可讀寫數據，后128個單元被專用寄存器占用。內部ROM：4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數據和表格。定時/計數器：兩個16位的定時/計數器，實現定時或計數功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3。串行口：一個全雙工串行口。中斷控制系統：5個中斷源（外中斷2個，定時/計數中斷2個，串行中斷1個）時鐘電路：可產生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ復位電路8051單片機的基本組成中央處理器CPU：8位，單片機的控制核心,完成運算和控制功能。內部RAM：片內數據存儲器RAM,共256個RAM單元，用戶使用前128個單元，用以存放可以讀寫的數據，如運算的中間結果、最終結果以及欲顯示的數據，掉電后數據丟失,后128個單元被專用寄存器占用。內部ROM：片內程序存儲器FlashROM,4KB掩膜ROM，用于存放程序、原始數據和表格。掉電數據不丟失.定時/計數器：兩個16位的定時/計數器，實現定時或計數功能。定時/計數器：兩個16位的定時/計數器，實現定時或計數功能。并行I/O口：4個8位的I/O口P0、P1、P2、P3，既可用作輸入，也可用作輸出。串行口：一個全雙工串行口，通用異步接收發送器）的串行I/O口，用于實現單片機之間或單片機與微機之間的串行通信。中斷控制系統：5個中斷源（外中斷2個，定時/計數中斷2個，串行中斷1個）時鐘電路：片內振蕩器和時鐘產生電路，可產生時鐘脈沖序列，允許晶振頻率6MHZ和12MHZ8051單片機一個芯片內包含了微型計算機具有的基本部件,故它本身就是一個簡單的微型計算機系統.單片機內部組成CPU存儲器定時/計數器并行口串行口中斷系統時鐘系統觀看教學視頻:單片機的內部結構1.2學習單片機的準備

在線仿真學習環境

ISP下載實驗板仿真學習環境

任務1-1KeilC51軟件的使用

KeilC51啟動窗口KeilC51軟件的使用

建立工程文件1.目的與要求2.操作步驟3.任務小結觀看教學視頻KeilC51軟件的使用任務1-1KeilC51軟件的使用

KeilC51軟件的使用

選擇目標CPUKeilC51軟件的使用

圖2.17文本編緝窗口KeilC51軟件的使用

增加文件到組中KeilC51軟件的使用

選擇文件類型KeilC51軟件的使用

目標屬性KeilC51軟件的使用

產生執行文件KeilC51軟件的使用

選擇仿真方式KeilC51軟件的使用

KeilC51內建了一個仿真CPU來模擬執行程序，該仿真CPU功能強大，可以在沒有硬件和仿真器的情況下進行程序的調試。不過，軟件模擬與真實的硬件執行程序還是有區別的，其中最明顯的就是時序，具體表現在程序執行的速度和用戶使用的計算機有關，計算機性能越好，運行速度越快。任務一個LED發光二極管的閃爍控制1.任務目的2.任務要求3.電路及器件4.硬件電路板制作5.程序及下載//程序：ex1_1.c//功能：控制一個信號燈閃爍程序#include<reg51.h> //包含頭文件REG51.H，定義了MCS-51單片機的特殊功能寄存器sbitP1_0=P1^0; //定義位名稱voiddelay(unsignedchari); //延時函數聲明voidmain() //主函數{while(1){P1_0=0; //點亮信號燈

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