競賽單片機部分講義

競賽單片機部分講義第1頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2-1-1 MCS-51單片機的基本組成2-1單片機的基本結(jié)構(gòu)時鐘電路SFR和RAMROMCPU定時/計數(shù)器并行端口中斷系統(tǒng)串行端口系統(tǒng)總線時鐘源T0T1P0P1P2P3TXDRXD

INT0INT1（1） 一個8位微處理器CPU；（5） 四個８位的I/O并行端口；（2） RAM和特殊功能寄存器SFR（6） 一個串行端口；（3） 內(nèi)部程序存儲器（ROM）（7） 中斷控制系統(tǒng)；（4） 兩個定時/計數(shù)器；（8） 內(nèi)部時鐘電路。第2頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2-2MCS-51單片機引腳2-2-1MCS-51單片機引腳描述1．I/O口線功能4個8位并行I/O接口引腳P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7和P3.0～P3.72．控制線ALE：地址鎖存允許信號端PSEN：外部程序存儲器讀選通信號端EA/VPP：程序存儲器選擇信號端和編程電源輸入端RST/VPD：復(fù)位信號端和后備電源輸入端。為多功能引腳，可自動切換用作數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線和或I/O接口外部引腳。第3頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4MCS-51的時序及輔助電路2-4-1單片機的時鐘電路。1．內(nèi)部時鐘方式：內(nèi)部一個高增益反相放大器與片外石英晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成了一個自激振蕩器。晶體振蕩器的振蕩頻率決定單片機的時鐘頻率。2．外部時鐘方式：外部振蕩器輸入時鐘信號。第4頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2-4-3 單片機復(fù)位電路及復(fù)位狀態(tài)

單片機常采用上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。

按鍵復(fù)位又分為按鍵電平復(fù)位和按鍵脈沖復(fù)位，按鍵電平復(fù)位是將復(fù)位端通過電阻與VCC相連，按鍵脈沖復(fù)位是利用RC微分電路產(chǎn)生正脈沖來達到復(fù)位目的。

上電復(fù)位電路，在通電瞬間，在RC電路充電過程中，RST端出現(xiàn)正脈沖，從而使單片機復(fù)位。第5頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2．8031最小應(yīng)用系統(tǒng)

8031是片內(nèi)無程序存儲器的單片機芯片，因此，其最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)在片外擴展EPROM。右圖為用8031外接程序存儲器構(gòu)成的最小系統(tǒng)。第6頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月6-1-2MCS-51單片機的外部擴展性能

1.MCS-51單片機的片外總線結(jié)構(gòu)

單片機都是通過片外引腳進行系統(tǒng)擴展的。為了滿足系統(tǒng)擴展的要求，MSC-51系列單片機片外引腳可以構(gòu)成如圖6-3所示的三總線結(jié)構(gòu),即地址總線(AB),數(shù)據(jù)總線(DB)和控制總線(CB)。所有外部芯片都通過這三組總線進行擴展。第7頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2．8031最小應(yīng)用系統(tǒng)

8031是片內(nèi)無程序存儲器的單片機芯片，因此，其最小應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)在片外擴展EPROM。右圖為用8031外接程序存儲器構(gòu)成的最小系統(tǒng)。第8頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月8-1鍵盤及其接口

8-1-1獨立式鍵盤接口1.獨立式按鍵結(jié)構(gòu)

第9頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.獨立式按鍵的軟件結(jié)構(gòu)

使用8255擴展I/O的獨立式鍵盤

第10頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月8-1-2行列式鍵盤

1.鍵盤工作原理

行列式鍵盤原理電路

第11頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.鍵盤工作方式（1）編程掃描工作方式8155擴展I/O口組成的行列式鍵盤

第12頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月①判斷鍵盤上有無鍵按下

②去鍵的機械抖動影響

③求按下鍵的鍵號

④鍵閉合一次僅進行一次鍵功能操作

鍵掃描子程序框圖第13頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）定時掃描工作方式

定時掃描方式程序框圖第14頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）中斷工作方式

中斷方式鍵盤接口第15頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.鍵盤掃描方式

（1）掃描法掃描法是在判定有鍵按下后逐列（或逐行）置低電平，同時讀入行（或列）的狀態(tài)，如果行（或列）的狀態(tài)出現(xiàn)非全1狀態(tài)，這時0狀態(tài)的行、列交點的鍵就是所按下的鍵。

（2）反轉(zhuǎn)法（a）線反轉(zhuǎn)法第一步（b）線反轉(zhuǎn)法第二步

第16頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4.行列式鍵盤接口

（1）通用并行擴展I/O口鍵盤接口

（2）8031串行I/O口擴展的鍵盤接口8031串行I/O口擴展的行列式鍵盤接口第17頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

8-2顯示器接口

8-2-1LED顯示器接口

1.LED顯示器結(jié)構(gòu)與原理

（a）共陰極（b）共陽極（c）管腳配置

第18頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.LED顯示器與顯示方式

N位LED顯示器第19頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）LED靜態(tài)顯示方式

四位靜態(tài)LED顯示器電路

第20頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）LED動態(tài)顯示方式

八位LED動態(tài)顯示器電路

第21頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月LED顯示器接口實例

（1）硬件譯碼器LED顯示器接口利用硬件譯碼器的七段LED接口電路

第22頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）軟件譯碼LED顯示器接口

通過8155擴展I/O口控制的8位LED動態(tài)顯示接口

第23頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

8-2-2LCD顯示器接口

1.

LCD的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

液晶顯示器基本結(jié)構(gòu)

第24頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.LCD的驅(qū)動方式

（1）靜態(tài)驅(qū)動方式

（2）時分割驅(qū)動電壓平均化（a）驅(qū)動回路（b）驅(qū)動波形（c）真值表靜態(tài)驅(qū)動回路及波形第25頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.

LCD接口實例（1）硬件接口電路

六位LED靜態(tài)顯示電路

第26頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8279鍵盤/顯示器接口

8279是專用鍵盤、顯示控制芯片，能對顯示器自動掃描，能識別鍵盤上按下鍵的鍵號；可充分提高CPU的工作效率。8279與MCS-51接口方便，由它構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤、顯示接口在微機應(yīng)用系統(tǒng)中使用越來越廣泛。

4.8279接口和編程的一般方法①接口電路的一般連接方法

第27頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月8279的鍵盤、顯示電路及與8031接口第28頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月9-1-3D/A轉(zhuǎn)換器接口1.DAC的應(yīng)用

(1)DAC用作單極性電壓輸出

(2)DAC用作雙極性電壓輸出

(3)DAC用作控制放大器2.MCS-51與8位DAC的接口第29頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月DAC0832與單片機連接1.直通方式

直通方式下工作的DAC0832常用于不帶微機的控制系統(tǒng)。

2.單緩沖器方式

第30頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月3.雙緩沖器方式

雙緩沖方式是指DAC0832內(nèi)部“8位輸入寄存器”和“8位DAC寄存器”都不應(yīng)當(dāng)在直通方式下工作。

8031和兩片DAC0832的接口（雙緩沖方式）

第31頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月9-2 A/D轉(zhuǎn)換器及其接1．

雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器工作原理雙積分型A/D轉(zhuǎn)換是一種間接A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器雖然轉(zhuǎn)換時間較長，但其外接元件少使用方便，性能/價格比高，故在一些非快變信號的采集通道中使用十分廣泛。

雙積分ADC電路原理圖

第32頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月2.MC14433與MCS-51單片機的接口MC14433與8031直接連接的接口方法第33頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月4.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器接口

逐次逼近型ADC基本原理逐次逼近ADC原理電路框圖

第34頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月5.ADC0809/0808ADC0809/0808為8路輸入通道、8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可分時轉(zhuǎn)換8路模擬信號。一．結(jié)構(gòu)一個8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器、8路模擬轉(zhuǎn)換開關(guān)、3-8地址鎖存譯碼器和三態(tài)輸出數(shù)據(jù)鎖存器。二．引腳8路模擬量輸入信號端：

IN0～IN78位數(shù)字量輸出信號端：

D0～D7通道選擇地址信號輸入端：

ADDA、ADDB、ADDC多路轉(zhuǎn)換開關(guān)ABCIN0IN1IN7A/D轉(zhuǎn)換第35頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月6.ADC0809與單片機連接A/D轉(zhuǎn)換程序：

MOVDPTR，#0FE00H；ADC口地址

MOVA，#00 ；轉(zhuǎn)換IN0 MOVX@DPTR，A ；啟動A/D轉(zhuǎn)換

LCALLDELAY ；等待轉(zhuǎn)換結(jié)束

MOVXA，@DPTR ；取轉(zhuǎn)換結(jié)果AD0～7ALEINTWRP2.0RDD0～7ADDABC

CLKEOCALESCOE≥1≥1111MCS-51ADC080983IN0～7第36頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月10-1步進電機控制系統(tǒng)+27VMLAMLBMLC1K15K15K15K1K1K74068031P1.0P1.1P1.2GALEP2.3P2.0D7D0Q7Q0ALEA11A8A7A02732D7D0D7D0單片機控制三相步進電機原理圖第37頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月10-2 紅外線感應(yīng)自動門控制系統(tǒng)

第38頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月10-2-2 紅外線傳感器集成芯片介紹

BISS0001芯片引腳第39頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月

BISS0001芯片內(nèi)部電路原理圖

第40頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月10-3 通用多點溫度控制系統(tǒng)

10.3.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

RS-485接口從機0#主機

RS-485接口……RS-485接口從機1#RS-485接口從機n#第41頁，課件共44頁，創(chuàng)作于2023年2月10-3-2 通信協(xié)議

1. 通信過程主機與從機的通信控制指令分兩類：寫指令和讀指令。執(zhí)行過程如下：（1）

寫指令（單片機向從機寫入?yún)?shù)）：單片機發(fā)指令——→從機接收指令——等待→反饋接收信息

（至主機，表明接收代碼是否正確）。（2）

讀指令（主機讀從機相關(guān)參數(shù)，用于從機狀態(tài)監(jiān)控）：主機發(fā)指令——→從機接收指令——等待→從機取出參數(shù)給主機——→等待——→主機反饋接收信息（至從機，表明接收代碼是否正確）。2. 通信設(shè)定在控制系統(tǒng)工作之前，所有主、從機均通過控制面板進行相關(guān)參數(shù)設(shè)定。主要設(shè)定內(nèi)容如下：（1）

從機站號（2）