电子设计大赛培训系列---C语言和单片机.ppt
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1、1/23,电子设计大赛系列培训-单片机和C语言,刘怀强()电话:15653976576 公共邮箱:密码:123456请勿修改密码!,2/23,第一讲 单片机入门,本将主要内容:1、学单片机需要什么基础2、什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。3、学单片机需要的一些预备知识4、51单片机基础知识。5、如何用单片机学习板在短时间内掌握51单片机和C语言编程。6、KEIL工程建立详细介绍及KEIL软件使用方法7、从点亮实验板上的一个发光二极管开始,3/23,1、与以前所学的知识关联很少;2、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、非逻辑关系等;3、对
2、各种器件的概念基本上是从0开始;4、如果要用C语言编程,需具备简单的C语言基础;,一、学单片机需要什么基础?,4/23,什么是单片机?单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。Intel公司推出了MCS-51系列单片机:集成 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K,并有控制功能较强的布尔处理器。,二、什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。,5/23,单片机能做什么,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
3、同性能的单片机,如:atmel,stc,pic,avr,凌阳,80C51,arm等,6/23,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.,7/23,怎么开始学习?,1、实践第一。2、即缺什么补什么(补充必要的理论知识)。3、做实际小制作积累经验,比如调试、编程。(可在网络上搜集题目,也可自己有什么想法大胆的去试验),8/23,三、预备
4、知识,1、电平特性2、2进制与16进制的表示及转换3、二进制数的逻辑运算4、8051单片机介绍5、C51基础知识,9/23,1、关于电平特性,(1)数字电路中只有两种电平:高和低(2)(本课程中)定义单片机为TTL电平:高+5V 低 0V(3)RS232电平:计算机的串口 高-12V 低+12V 所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232(实验板上左下角)。,10/23,2、二进制,数字电路中的两种电平特性0 0 6 1101 171112 10810003 11910014 1001010105 10111 1011,11/23,十六进制,(1)十进制中的0-15分别表示为十
5、六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F(2)熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。规律:一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数,转换时先把二进制数转换成十进制数,再把十进制数转换成十六进制数。,12/23,如:0001B-1-1H B表示为二进制,H为十六进制 1001B-9-9H 1010B-10-AH 0010 1100-44-2CH,13/23,各种进位制的对应关系,14/23,3、二进制数的逻辑运算,(1)“与”运算“与”运算是实现“必须都有,否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。运算符为“”,其运算规则如下:00=0,01=10=0,11=1,15
6、/23,(2)“或”运算“或”运算是实现“只要其中之一有,就有”这种逻辑关系的一种运算,其运算符为“+”。“或”运算规则如下:0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=1,16/23,(3)“非”运算“非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算,如变量A的“非”运算记作。其运算规则如下:,17/23,(4)“异或”运算“异或”运算是实现“必须不同,否则就没有”这种逻辑的一种运算,运算符为“”。其运算规则是:,18/23,四、80C51系列介绍,Intel的:80C31、80C51、87C51,80C32、80C52、87C52等;ATMEL的:89C51、89C52、89C2051等;Philip
7、s、华邦、Dallas、STC 等公司的许多产品。,80C51是MCS-51系列中的一个典型品种;其它厂商以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有:,19/23,80C51的引脚封装,总线型,非总线型,20/23,21/23,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CPU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 CB(Control Bus)。,22/23,C
8、PU: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;,23/23,五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。最高振荡频率取决于单片机型号及性能。,24/23,五、C51知识,C语言是一种编译
9、型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。目前,使用C语言进行程序设计已经成为软件开发的一个主流。用C语言开发系统可以大大缩短开发周期,明显增强程序的可读性,便于改进、扩充和移植。而针对8051的C语言日趋成熟,成为了专业化的实用高级语言。,25,C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持,很多硬件开发都用C语言编程,如:各种单片机、DSP、ARM等.C语言程序本身不依赖于机器硬件系统,基本上不作修改就可将程序从不同的单片机中移植过来。C提供了很多数学函数并支持浮点运算,开发效率高,故可缩短开发时间,增加程序可读性和可维护性。,C-51的特点,26,C-51与ASM-
10、51(汇编)相比,有如下优点:1.对单片机的指令系统不要求了解,仅要求对8051 的存贮器结构有初步了解;2.寄存器分配、不同存贮器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理;3.程序有规范的结构,可分成不同的函数,这种方式可使程序结构化;4.提供的库包含许多标准子程序,具有较强的数据处理能力;5.由于具有方便的模块化编程技术,使已编好程序可容易地移植;,27/23,C51的数据类型,基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed)int,16,-3276832767,(signed)short,16,-3276832767,(signed)lo
11、ng,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,28/23,C语言中的基本数据类型,类型,符号,关键字,数的表示范围,所占位数,整型,字符型,实型,有,无,(signed)int,16,-3276832767,(signed)short
12、,16,-3276832767,(signed)long,32,-21474836482147483647,16,unsigned int,065535,32,04294967295,unsigned long int,unsigned short int,16,065535,有,float,32,3.4e-383.4e38,有,double,64,1.7e-3081.7e308,有,char,8,-128127,无,unsigned char,8,0255,29/23,C51的数据类型扩充定义,sfr:特殊功能寄存器声明sfr16:sfr的16位数据声明sbit:特殊功能位声明bit:位变量
13、声明例:sfr SCON=0X98;sfr16 T2=0 xCC;sbit OV=PSW2;,30/23,例:数据类型 变量名char var1;bit flags;unsigned char vextor10;int wwww;注意:变量名不能用C语言中的关键字表示。,C-51数据的存储类型,31/23,C-51的包含的头文件,通常有:reg51.h reg52.h math.h ctype.h stdio.h stdlib.h absacc.h常用有:reg51.h reg52.h(定义特殊功能寄存器和位寄存器);math.h(定义常用数学运算);,32,与C语言基本相同:+-*/(加 减
14、 乘 除)=(位右移 位左移)&|(按位与 按位或)(按位异或 按位取反),C-51的运算符,33,C-51的基本语句,与标准C语言基本相同:if 选择语言 while 循环语言 for 循环语言 switch/case 多分支选择语言 do-while 循环语言,34/23,中断服务程序,函数名()interrupt n using m函数内部实现.,I/O口定义,sbit beep=P23;,35/23,单片机主要掌握以下几点,最小系统能够运行起来的必要条件。1.电源 2.晶振3.复位电路对单片机任意IO口的随意操作 1.输出控制电平高低2.输出检测电平高低。定时器:重点掌握最常用的方式2
15、中断:外部中断、定时器中断、串口中断串口通信:单片机之间、单片机与计算机间,36/23,六、KEIL的使用,1、掌握KEIL工程的建立和软件的开发;2、掌握KEIL中软件仿真的基本应用;3、掌握用KEIL直接硬件仿真s51/52单片机学习板的方法,37/23,Main 函数格式:void main()特点:无返回值,无参。任何一个C程序有且仅有一个main函数,它是整个程序开始执行的入口。例:void main()总程序从这里开始执行;其他语句;,38/23,第二部分,39/23,1、复位电路及其原理2、蜂鸣器电路3、晶振电路4、位操作和总线操作5、流水灯6、函数的调用7、常用元器件识别,40
16、/23,复位电路及其原理,41/23,蜂鸣器电路,42/23,晶振电路,43/23,常用电子元器件识别:,1、电阻(排阻)色环电阻分为4色环和5色环,4色环就是用4种颜色来表示阻值,5色环就是用5种颜色来表示阻值4色环:每种颜色代表不同的数字,如下:棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0,金、银表示误差第一条色环:阻值的第一位数字第二条色环:阻值的第二位数字第三条色环:10的幂数第四条色环:误差表示。例如:电阻色环:棕绿红金,第一位是1,第二位是5,第三位是10的幂数2,即为100,第四位是误差为5%,即阻值为:15*100=1500欧=1.5K欧,44/23,精确度更高的
17、5色环:第一条色环:阻值的第一位数字第二条色环,阻值的第二位数字第三条色环,阻值的第三位数字第四条色环,10的幂数第五条色环,误差(常见为棕色,误差为1%)有些五色环电阻两头金属帽上都有色环,远离相对集中的四道色环的那道色环表示误差,是第五条色环,与之对应的另一头金属帽上的是第一道色环,读数时从它读起,之后的第二道、第三道色环是次高位、次次高位,第四道环表示10的多少次方,例如某电阻色环电阻顺序为:红(2)-黑(0)-黑(0)-黑-棕,则它表示该电阻阻值为:200。再如棕-黑-黑-红-棕,表示该电阻阻值为:10K。可见,四色环电阻误差为5-10%,五色环常为1%,精度提高。,45/23,2、三
18、极管,最常见的小的,半圆有一平面的那种,平面对着自己管脚朝下,从坐到右依次是 EBC,不过也有特殊的情况,图上已显示,不过大多数都是采用这种排列方式,比如9011.9012.9013.9014。根据三极管的型号,到网上下载该型号三极管的pdf文档,对照文档中提供的三极管外观图片和手头实物,直接确定管脚。大功率金属封装的三极管经常采用这种方法确定管脚,46/23,3、电容,1)电解电容:多数在1F以上,直接用数字表示。如:4.7F、100F、220F等等。这种电容的两极有正负之分,长脚是正极。2)瓷片电容:多数在1F以下,直接用数字表示。如:10、22、0.047、0.1等等,这里要注意的是单位
19、。凡用整数表示的,单位默认pF;凡用小数表示的,单位默认F。如以上例子中,分别是10P、22P、0.047F、220F等。现在国际上流行另一种类似色环电阻的表示方法(单位默认pF):如:“473”即47000pF=0.047F,“103”即10000pF=0.01F等等,“XXX”第一、二个数字是有效数字,第三个数字代表后面添加0的个数。这种表示法已经相当普遍。3)相关知识:常见贴片电容如何判断容量 现代电路中常见的情况是,整个电路板布满贴片电容,大小形状相同(或两三种形状),且都无字标。贴片电容很多由于体积所限,不能标注其容量。所以一般都是在贴片生产时的整盘上有标注。如果是单个的贴片电容,要
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