單片機課程設計全方位課件

單片機課程設計南京信息工程大學電工電子實驗教學中心單片機課程設計南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1主要內(nèi)容：

典型單片機（MCS-51,AT89S51,PIC,Motorola,AVR）的性能，MCS-51內(nèi)部結構、特點、工作方式、時序和最小應用系統(tǒng)。為學生后續(xù)學習單片機應用系統(tǒng)設計、利用單片機解決工程實際問題打下堅實的基礎。重點在于基本概念、組成原理、特點及MCS-51的最小應用系統(tǒng)，難點在于時序、ISP下載技術。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心主要內(nèi)容：南京信息工程大學電工電子實驗教學中心2預備知識：元器件實物圖單片機芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89C2051南京信息工程大學電工電子實驗教學中心預備知識：元器件實物圖單片機芯片南京信息工程大學電工電子實驗3通信芯片MAX232CPE時鐘芯片DS1302南京信息工程大學電工電子實驗教學中心通信芯片MAX232CPE4EEPROM24C02溫度傳感器18B20AD變換器0832穩(wěn)壓片78L05南京信息工程大學電工電子實驗教學中心EEPROMAD變換器0832穩(wěn)壓片78L05南京信息工程大5晶振電阻和排電阻南京信息工程大學電工電子實驗教學中心晶振南京信息工程大學電工電子實驗教學中心6瓷片小電容零壓力插座萬用焊接板儀器盒南京信息工程大學電工電子實驗教學中心瓷片小電容零壓力插座萬用焊接板儀器盒南京信息工程大學電工電子7步進電機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心步進電機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心8液晶字符顯示屏液晶圖形點陣顯示屏南京信息工程大學電工電子實驗教學中心液晶字符顯示屏南京信息工程大學電工電子實驗教學中心9撥動開關南京信息工程大學電工電子實驗教學中心撥動開關南京信息工程大學電工電子實驗教學中心10紅外遙控用發(fā)射接受一體管繼電器南京信息工程大學電工電子實驗教學中心紅外遙控用發(fā)射接受一體管南京信息工程大學電工電子實驗教學中11南京信息工程大學電工電子實驗教學中心南京信息工程大學電工電子實驗教學中心12各類接插件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心各類接插件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心13遙控組件超聲波發(fā)射接受頭南京信息工程大學電工電子實驗教學中心遙控組件超聲波發(fā)射接受頭南京信息工程大學電工電子實驗教學中心14雙路遙控組件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心雙路遙控組件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心15長距離遙控器3000－4000M南京信息工程大學電工電子實驗教學中心長距離遙控器3000－4000M南京信息工程大學電工電子實驗168×8二極管點陣八段數(shù)碼管南京信息工程大學電工電子實驗教學中心8×8二極管點陣17超聲波發(fā)射和接收一體化機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心超聲波發(fā)射和接收一體化機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心18能漢字顯示的顯示屏和實時時鐘板南京信息工程大學電工電子實驗教學中心能漢字顯示的顯示屏和實時時鐘板南京信息工程大學電工電子實驗教19電子萬年歷南京信息工程大學電工電子實驗教學中心電子萬年歷南京信息工程大學電工電子實驗教學中心20MCS-51系列單片機配置一覽表系列片內(nèi)存儲器（字節(jié)）定時器計數(shù)器并行I/O串行I/O中斷源片內(nèi)ROM片內(nèi)RAM無有ROM有EPROMIntel51子系列803180C31805180C51(4K字節(jié))875187C51(4K字節(jié))128字節(jié)2x164x8位15Intel52子系列803280C32805280C52(8K字節(jié))875287C52(8K字節(jié))256字節(jié)3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20條引腳DIP封裝）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40條引腳DIP封裝）128/2562/33215/6南京信息工程大學電工電子實驗教學中心MCS-51系列單片機配置一覽表系列片內(nèi)存儲器（字節(jié)）定時器21南京信息工程大學電工電子實驗教學中心南京信息工程大學電工電子實驗教學中心221.3.2程序執(zhí)行方式

程序執(zhí)行方式是單片機基本工作方式，可分為連續(xù)執(zhí)行工作方式和單步執(zhí)行工作方式。1．連續(xù)執(zhí)行工作方式這是所有單片機都需要的一種方式。單片機復位后，PC值為0000H，因此單片機復位后立即轉(zhuǎn)到0000H處執(zhí)行程序。單片機按照程序事先編排的任務，自動連續(xù)地執(zhí)行下去。2．單步執(zhí)行工作方式

這是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機開發(fā)系統(tǒng)上有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機就執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，發(fā)現(xiàn)問題進行修改。單步執(zhí)行方式是利用單片機外部中斷功能實現(xiàn)的。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1.3.2程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機23（1）電源控制寄存器PCON

PCON各位的定義如下表所示。IDL：空閑方式控制位，該位為1時，單片機進入空閑待機工作方式。PD：掉電方式控制位，為1時，單片機進入掉電工作方式。

上面的IDL、PD同時為1，則進入掉電工作方式，同時為0，則工作在正常運行狀態(tài)。GF0,GF1：通用標志位，描述中斷是來自正常運行還是來自空閑方式，用戶可通過指令設定它們的狀態(tài)。SMOD：為串行口波特率倍率控制位，用于串行通信。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心（1）電源控制寄存器PCONPCON各位的定義如下表24（2）空閑工作方式

將IDL位置為1（用指令MOVPCON,#01H），則進入空閑工作方式，其內(nèi)部控制電路如右圖所示。此時，CPU進入空閑待機狀態(tài)，中斷系統(tǒng)、串行口、定時器/計數(shù)器，仍有時鐘信號，仍繼續(xù)工作。退出空閑狀態(tài)有兩種方法：一是中斷退出，二是硬件復位退出。（3）掉電工作方式

將PD置為1（用指令MOVPCON,#02H），可使單片機進入掉電工作方式。此時振蕩器停振，只有片內(nèi)的RAM和SFR中的數(shù)據(jù)保持不變，而包括中斷系統(tǒng)在內(nèi)的全部電路都將處于停止工作狀態(tài)。退出掉電工作方式，只能采用硬件復位的方法。欲使8051從掉電方式退出后繼續(xù)執(zhí)行掉電前的程序，則必須在掉電前預先把SFR中的內(nèi)容保存到片內(nèi)RAM中，并在掉電方式退出后恢復SFR掉電前的內(nèi)容。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心（2）空閑工作方式將IDL位置為1（用指令MO251.5AT89S51的

ISP下載線原理及其應用

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1.5AT89S51的

ISP下載26ISP技術

ISP（In-System

Programming）

Lattice是ISP（在線可編程）技術的發(fā)明者(據(jù)說Lattice公司最早是由華人創(chuàng)辦的），ISP技術極大的促進了PLD產(chǎn)品的發(fā)展。

在系統(tǒng)編程ISP

ISP（In-System

Programming）在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，

而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP技術是未來發(fā)展方向。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心ISP技術

ISP（In271、什么是ISP

隨著電子技術的日益發(fā)展，芯片的規(guī)模越來越大，封裝日趨小型化，相應的對系統(tǒng)板級調(diào)試困難也在加大。回憶一下傳統(tǒng)的編程方式，舉設計單片機系統(tǒng)為例，如果想要對單片機編程序，必須要把單片機先從電路板上取下來，然后放入專用的編程器進行編程，最后再次放入電路板進行調(diào)試。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1、什么是ISP隨著電子技術的日益發(fā)28可以看出，這樣的開發(fā)步驟有以下缺點：

1）頻繁的拔插芯片，容易損壞芯片的引腳；

2）如果頻繁的調(diào)試程序，換程序，必須重復拔插，大大降低了開發(fā)效率。

isp技術徹底地改變了傳統(tǒng)的開發(fā)模式，它只要在電路板上留下個接口（如ispdown的十芯插座），配合ispdown的下載電纜，就可以不用拔出芯片，在電路板上就可以對芯片進行編程，對比傳統(tǒng)的開發(fā)系統(tǒng)，有以下優(yōu)勢：南京信息工程大學電工電子實驗教學中心可以看出，這樣的開發(fā)步驟有以下缺點：南京信息工程大學電工電子291）工程師在開發(fā)電子系統(tǒng)時徹底告別頻繁拔插芯片的噩夢，避免損壞芯片的引腳；2）ISP可以加速產(chǎn)品的上市并降低研發(fā)成本。3）ISP技術幫助工程師縮短從設計、制造到現(xiàn)場調(diào)試、簡化生產(chǎn)流程大大提高了工作效率。4）在試驗新品或?qū)W生試驗等經(jīng)常需要用不同的程序調(diào)試芯片的場合中，在線編程技術尤為重要。5）采用ISP設計是對市場定型產(chǎn)品進行現(xiàn)場升級和維護的最經(jīng)濟、最有效的方式。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1）工程師在開發(fā)電子系統(tǒng)時徹底告別頻繁拔插芯片的噩夢，避免損302、ISP的工作原理ISP的工作原理

ISP的工作原理比較簡單，一般通用做法是內(nèi)部的存儲器可以由上位機的軟件通過外部接口來進行改寫。對于單片機來講可以通過SPI或其它的串行接口接收上位機傳來的數(shù)據(jù)并寫入存儲器中。所以即使我們將芯片焊接在電路板上，只要留出和上位機接口的這個串口，就可以實現(xiàn)芯片內(nèi)部存儲器的改寫，而無須再取下芯片。ISP的優(yōu)點

ISP技術的優(yōu)勢是不需要編程器就可以進行單片機的實驗和開發(fā)，單片機芯片可以直接焊接到電路板上，調(diào)試結束即成成品，免去了調(diào)試時由于頻繁地插入取出芯片對芯片和電路板帶來的不便。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心2、ISP的工作原理ISP的工作原理

ISP的工作原理比31與微機并口的連接方法南京信息工程大學電工電子實驗教學中心與微機并口的連接方法南京信息工程大學電工電子實驗教學中心32成品實際的接線圖示

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心成品實際的接線圖示

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心33PCB板上的圖示南京信息工程大學電工電子實驗教學中心PCB板上的圖示南京信息工程大學電工電子實驗教學中心34面包板搭接的示例1（何列244）南京信息工程大學電工電子實驗教學中心面包板搭接的示例1（何列244）南京信息工程大學電工電子實驗35面包板搭接的示例2（劉剛373）南京信息工程大學電工電子實驗教學中心面包板搭接的示例2（劉剛373）南京信息工程大學電工電子實驗36試驗軟件采用Easypro2.0打開軟件界面，并演示。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心試驗軟件采用Easypro2.0打開軟件界面，并演示。南京37成功后，進行PCB板圖的設計南京信息工程大學電工電子實驗教學中心成功后，進行PCB板圖的設計南京信息工程大學電工電子實驗教學38線路板廠生產(chǎn)的成品南京信息工程大學電工電子實驗教學中心線路板廠生產(chǎn)的成品南京信息工程大學電工電子實驗教學中心39實驗板成品南京信息工程大學電工電子實驗教學中心實驗板成品南京信息工程大學電工電子實驗教學中心40單片機課程設計南京信息工程大學電工電子實驗教學中心單片機課程設計南京信息工程大學電工電子實驗教學中心41主要內(nèi)容：

典型單片機（MCS-51,AT89S51,PIC,Motorola,AVR）的性能，MCS-51內(nèi)部結構、特點、工作方式、時序和最小應用系統(tǒng)。為學生后續(xù)學習單片機應用系統(tǒng)設計、利用單片機解決工程實際問題打下堅實的基礎。重點在于基本概念、組成原理、特點及MCS-51的最小應用系統(tǒng)，難點在于時序、ISP下載技術。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心主要內(nèi)容：南京信息工程大學電工電子實驗教學中心42預備知識：元器件實物圖單片機芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89C2051南京信息工程大學電工電子實驗教學中心預備知識：元器件實物圖單片機芯片南京信息工程大學電工電子實驗43通信芯片MAX232CPE時鐘芯片DS1302南京信息工程大學電工電子實驗教學中心通信芯片MAX232CPE44EEPROM24C02溫度傳感器18B20AD變換器0832穩(wěn)壓片78L05南京信息工程大學電工電子實驗教學中心EEPROMAD變換器0832穩(wěn)壓片78L05南京信息工程大45晶振電阻和排電阻南京信息工程大學電工電子實驗教學中心晶振南京信息工程大學電工電子實驗教學中心46瓷片小電容零壓力插座萬用焊接板儀器盒南京信息工程大學電工電子實驗教學中心瓷片小電容零壓力插座萬用焊接板儀器盒南京信息工程大學電工電子47步進電機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心步進電機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心48液晶字符顯示屏液晶圖形點陣顯示屏南京信息工程大學電工電子實驗教學中心液晶字符顯示屏南京信息工程大學電工電子實驗教學中心49撥動開關南京信息工程大學電工電子實驗教學中心撥動開關南京信息工程大學電工電子實驗教學中心50紅外遙控用發(fā)射接受一體管繼電器南京信息工程大學電工電子實驗教學中心紅外遙控用發(fā)射接受一體管南京信息工程大學電工電子實驗教學中51南京信息工程大學電工電子實驗教學中心南京信息工程大學電工電子實驗教學中心52各類接插件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心各類接插件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心53遙控組件超聲波發(fā)射接受頭南京信息工程大學電工電子實驗教學中心遙控組件超聲波發(fā)射接受頭南京信息工程大學電工電子實驗教學中心54雙路遙控組件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心雙路遙控組件南京信息工程大學電工電子實驗教學中心55長距離遙控器3000－4000M南京信息工程大學電工電子實驗教學中心長距離遙控器3000－4000M南京信息工程大學電工電子實驗568×8二極管點陣八段數(shù)碼管南京信息工程大學電工電子實驗教學中心8×8二極管點陣57超聲波發(fā)射和接收一體化機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心超聲波發(fā)射和接收一體化機南京信息工程大學電工電子實驗教學中心58能漢字顯示的顯示屏和實時時鐘板南京信息工程大學電工電子實驗教學中心能漢字顯示的顯示屏和實時時鐘板南京信息工程大學電工電子實驗教59電子萬年歷南京信息工程大學電工電子實驗教學中心電子萬年歷南京信息工程大學電工電子實驗教學中心60MCS-51系列單片機配置一覽表系列片內(nèi)存儲器（字節(jié)）定時器計數(shù)器并行I/O串行I/O中斷源片內(nèi)ROM片內(nèi)RAM無有ROM有EPROMIntel51子系列803180C31805180C51(4K字節(jié))875187C51(4K字節(jié))128字節(jié)2x164x8位15Intel52子系列803280C32805280C52(8K字節(jié))875287C52(8K字節(jié))256字節(jié)3x164x8位16ATEML89C系列(常用型)1051(1K)/2051(2K)/4051(4K)（20條引腳DIP封裝）1282151589C51(4K)/89C52(8K)（40條引腳DIP封裝）128/2562/33215/6南京信息工程大學電工電子實驗教學中心MCS-51系列單片機配置一覽表系列片內(nèi)存儲器（字節(jié)）定時器61南京信息工程大學電工電子實驗教學中心南京信息工程大學電工電子實驗教學中心621.3.2程序執(zhí)行方式

程序執(zhí)行方式是單片機基本工作方式，可分為連續(xù)執(zhí)行工作方式和單步執(zhí)行工作方式。1．連續(xù)執(zhí)行工作方式這是所有單片機都需要的一種方式。單片機復位后，PC值為0000H，因此單片機復位后立即轉(zhuǎn)到0000H處執(zhí)行程序。單片機按照程序事先編排的任務，自動連續(xù)地執(zhí)行下去。2．單步執(zhí)行工作方式

這是用戶調(diào)試程序的一種工作方式，在單片機開發(fā)系統(tǒng)上有一專用的單步按鍵（或軟件調(diào)試環(huán)境）。按一次，單片機就執(zhí)行一條指令（僅僅執(zhí)行一條），這樣就可以逐條檢查程序，發(fā)現(xiàn)問題進行修改。單步執(zhí)行方式是利用單片機外部中斷功能實現(xiàn)的。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1.3.2程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機63（1）電源控制寄存器PCON

PCON各位的定義如下表所示。IDL：空閑方式控制位，該位為1時，單片機進入空閑待機工作方式。PD：掉電方式控制位，為1時，單片機進入掉電工作方式。

上面的IDL、PD同時為1，則進入掉電工作方式，同時為0，則工作在正常運行狀態(tài)。GF0,GF1：通用標志位，描述中斷是來自正常運行還是來自空閑方式，用戶可通過指令設定它們的狀態(tài)。SMOD：為串行口波特率倍率控制位，用于串行通信。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心（1）電源控制寄存器PCONPCON各位的定義如下表64（2）空閑工作方式

將IDL位置為1（用指令MOVPCON,#01H），則進入空閑工作方式，其內(nèi)部控制電路如右圖所示。此時，CPU進入空閑待機狀態(tài)，中斷系統(tǒng)、串行口、定時器/計數(shù)器，仍有時鐘信號，仍繼續(xù)工作。退出空閑狀態(tài)有兩種方法：一是中斷退出，二是硬件復位退出。（3）掉電工作方式

將PD置為1（用指令MOVPCON,#02H），可使單片機進入掉電工作方式。此時振蕩器停振，只有片內(nèi)的RAM和SFR中的數(shù)據(jù)保持不變，而包括中斷系統(tǒng)在內(nèi)的全部電路都將處于停止工作狀態(tài)。退出掉電工作方式，只能采用硬件復位的方法。欲使8051從掉電方式退出后繼續(xù)執(zhí)行掉電前的程序，則必須在掉電前預先把SFR中的內(nèi)容保存到片內(nèi)RAM中，并在掉電方式退出后恢復SFR掉電前的內(nèi)容。南京信息工程大學電工電子實驗教學中心（2）空閑工作方式將IDL位置為1（用指令MO651.5AT89S51的

ISP下載線原理及其應用

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1.5AT89S51的

ISP下載66ISP技術

ISP（In-System

Programming）

Lattice是ISP（在線可編程）技術的發(fā)明者(據(jù)說Lattice公司最早是由華人創(chuàng)辦的），ISP技術極大的促進了PLD產(chǎn)品的發(fā)展。

在系統(tǒng)編程ISP

ISP（In-System

Programming）在系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，

而不需要從電路板上取下器件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP技術是未來發(fā)展方向。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心ISP技術

ISP（In671、什么是ISP

隨著電子技術的日益發(fā)展，芯片的規(guī)模越來越大，封裝日趨小型化，相應的對系統(tǒng)板級調(diào)試困難也在加大?；貞浺幌聜鹘y(tǒng)的編程方式，舉設計單片機系統(tǒng)為例，如果想要對單片機編程序，必須要把單片機先從電路板上取下來，然后放入專用的編程器進行編程，最后再次放入電路板進行調(diào)試。

南京信息工程大學電工電子實驗教學中心1、什么是ISP隨著電子技術的日益發(fā)68可以看出，這樣的開發(fā)步驟有以下缺點：

1）頻繁的拔插芯片，容易損壞芯片的引腳；

2）如果頻繁的調(diào)試程序，換程序，必須重復拔插，大大降低了開發(fā)效率。

isp技術徹底地改變了傳統(tǒng)的開發(fā)模式，它只要在電路板上留下個接口（如ispdown的十芯插座），配合ispdown的下載電纜，就可以不用拔出芯片，在電路板上就可以對芯片進行編程，對比傳統(tǒng)的開發(fā)系統(tǒng)，有以下優(yōu)勢：南京信息工程大學電工電子實驗教學中心可以看出，這樣的開發(fā)步驟有以下缺點：南京信息工程大學電工電子691）工程師在開發(fā)電子系統(tǒng)時徹底告別頻繁拔插芯片的噩夢，避免損壞芯片的引腳；2）ISP可以加速產(chǎn)品的上市并降低研發(fā)成本。3）ISP技術幫助工程師縮短從設計、制造到現(xiàn)場調(diào)試、簡化生產(chǎn)流程大大提高了工作效率。4）在試驗新品或?qū)W生試驗等經(jīng)常需要用不同的程序調(diào)試芯片的