竞赛单片机部分讲义优秀PPT.ppt

竞赛单片机部分讲义现在学习的是第1页，共44页2-1-1 MCS-51单片机的基本组成2-1 单片机的基本结构单片机的基本结构时钟电路SFR和RAMROMCPU定时/计数器并行端口中断系统串行端口系统总线时钟源T0T1P0P1P2P3TXDRXDINT0INT1（1）一个一个8位微处理器位微处理器CPU；（5）四个位的四个位的I/O并并行端口；行端口；（2）RAM和特殊功能寄存器和特殊功能寄存器SFR（6）一个串行端口；一个串行端口；（3）内部程序存储器（内部程序存储器（ROM）（7）中断控制系统；中断控制系统；（4）两个定时两个定时/计数器；计数器；（8）内部时钟电路。内部时钟电路。现在学习的是第2页，共44页2-2 MCS-51单片机引脚单片机引脚2-2-1MCS-51单片机引脚描述单片机引脚描述1I/O口线功能口线功能4个个8位并行位并行 I/O 接口引脚接口引脚 P0.0P0.7、P1.0P1.7、P2.0P2.7和和 P3.0P3.72控制线控制线ALE：地址锁存允许信号端地址锁存允许信号端PSEN：外部程序存储器读选通信号端外部程序存储器读选通信号端EA/VPP：程序存储器选择信号端和编程电源程序存储器选择信号端和编程电源输入端输入端RST/VPD：复位信号端和后备电源输入端。复位信号端和后备电源输入端。为多功能引脚，可自动切换用作数据总线、地址为多功能引脚，可自动切换用作数据总线、地址总线、控制总线和或总线、控制总线和或I/O 接口外部引脚。接口外部引脚。现在学习的是第3页，共44页2.4 MCS-51的时序及辅助电路的时序及辅助电路2-4-1 单片机的时钟电路。单片机的时钟电路。1内部时钟方式：内部一个高增益反相放大器与片外石英晶体或陶瓷谐振器构成了一个自内部时钟方式：内部一个高增益反相放大器与片外石英晶体或陶瓷谐振器构成了一个自激振荡器。激振荡器。晶体振荡器的振荡频率决定单片机的时钟频率。晶体振荡器的振荡频率决定单片机的时钟频率。2外部时钟方式：外部时钟方式：外部振荡器输入时钟信号。外部振荡器输入时钟信号。现在学习的是第4页，共44页2-4-3单片机复位电路及复位状态单片机复位电路及复位状态单片机常采用上电复位和按键复位两种方式单片机常采用上电复位和按键复位两种方式。按键复位又分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位是将按键复位又分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位是将复位端通过电阻与复位端通过电阻与VCC相连，按键脉冲复位是利用相连，按键脉冲复位是利用RC微分电路产生微分电路产生正脉冲来达到复位目的。正脉冲来达到复位目的。上电复位电路，在通电瞬间，在上电复位电路，在通电瞬间，在RC电路充电过程中，电路充电过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。端出现正脉冲，从而使单片机复位。现在学习的是第5页，共44页28031最小应用系统最小应用系统 8031是片内无程序存储器的单片机芯片，因此，其最小应用系统 应 在 片 外 扩 展EPROM。右图为用8031外接程序存储器构成的最小系统。现在学习的是第6页，共44页6-1-2 MCS-51单片机的外部扩展性能单片机的外部扩展性能1.MCS-51单片机的片单片机的片外总线结构外总线结构 单片机都是通过片外引脚进行系统扩展的。为了满足系统扩展的要求，MSC-51系列单片机片外引脚可以构成如图6-3所示的三总线结构,即地址总线(AB),数据总线(DB)和控制总线(CB)。所有外部芯片都通过这三组总线进行扩展。现在学习的是第7页，共44页28031最小应用系统最小应用系统 8031是片内无程序存储器的单片机芯片，因此，其最小应用系统应在片外扩展EPROM。右图为用8031外接程序存储器构成的最小系统。现在学习的是第8页，共44页8-1 键盘及其接口键盘及其接口 8-1-1 独立式键盘接口1.独立式按键结构 现在学习的是第9页，共44页2.独立式按键的软件结构 使用8255扩展I/O的独立式键盘现在学习的是第10页，共44页8-1-2行列式键盘 1.键盘工作原理 行列式键盘原理电路现在学习的是第11页，共44页2.键盘工作方式（1）编程扫描工作方式8155扩展I/O口组成的行列式键盘现在学习的是第12页，共44页判断键盘上有无键按下 去键的机械抖动影响 求按下键的键号 键闭合一次仅进行一次键功能操作 键扫描子程序框图现在学习的是第13页，共44页（2）定时扫描工作方式 定时扫描方式程序框图现在学习的是第14页，共44页（3）中断工作方式 中断方式键盘接口现在学习的是第15页，共44页3.键盘扫描方式（1）扫描法）扫描法扫描法是在判定有键按下后逐列（或逐行）置低电平，同时读入行（或列）的状态，如果行（或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、列交点的键就是所按下的键。（2）反转法）反转法（a）线反转法第一步（b）线反转法第二步现在学习的是第16页，共44页4.行列式键盘接口（1）通用并行扩展I/O口键盘接口（2）8031串行I/O口扩展的键盘接口8031串行I/O口扩展的行列式键盘接口现在学习的是第17页，共44页8-2显示器接口显示器接口 8-2-1 LED显示器接口1.LED显示器结构与原理（a）共阴极（b）共阳极（c）管脚配置现在学习的是第18页，共44页2.LED显示器与显示方式 N位LED显示器现在学习的是第19页，共44页（1）LED静态显示方式 四位静态LED显示器电路现在学习的是第20页，共44页（2）LED动态显示方式 八位LED动态显示器电路现在学习的是第21页，共44页3.LED显示器接口实例（1）硬件译码器LED显示器接口利用硬件译码器的七段LED接口电路现在学习的是第22页，共44页（2）软件译码LED显示器接口 通过8155扩展I/O口控制的8位LED动态显示接口现在学习的是第23页，共44页8-2-2LCD显示器接口1.LCD的基本结构及工作原理液晶显示器基本结构现在学习的是第24页，共44页2.LCD的驱动方式（1）静态驱动方式（2）时分割驱动电压平均化（a）驱动回路（b）驱动波形（c）真值表静态驱动回路及波形现在学习的是第25页，共44页3.LCD接口实例（1）硬件接口电路 六位LED静态显示电路现在学习的是第26页，共44页3.8279键盘/显示器接口 8279是专用键盘、显示控制芯片，能对显示器自动扫描，能识别键盘上按下键的键号；可充分提高CPU的工作效率。8279与MCS-51接口方便，由它构成的标准键盘、显示接口在微机应用系统中使用越来越广泛。4.8279接口和编程的一般方法接口和编程的一般方法接口电路的一般连接方法现在学习的是第27页，共44页8279的键盘、显示电路及与8031接口现在学习的是第28页，共44页9-1-3 D/A9-1-3 D/A转换器接口转换器接口1.DAC1.DAC的应用的应用 (1)DAC用作单极性电压输出 (2)DAC用作双极性电压输出 (3)DAC用作控制放大器2.MCS-512.MCS-51与与8 8位位DACDAC的接口的接口现在学习的是第29页，共44页DAC 0832DAC 0832与单片机连接与单片机连接1.1.直通方式直通方式 直通方式下工作的直通方式下工作的DAC0832DAC0832常用于不常用于不带带微机的控制系微机的控制系统统。2.2.单缓冲器方式单缓冲器方式现在学习的是第30页，共44页3.3.双缓冲器方式双缓冲器方式 双缓冲方式是指双缓冲方式是指DAC0832DAC0832内部内部“8 8位输入寄存器位输入寄存器”和和“8 8位位DACDAC寄存器寄存器”都不应当在直通方式下工作。都不应当在直通方式下工作。80318031和两片和两片DAC0832DAC0832的接口（双缓冲方式）的接口（双缓冲方式）现在学习的是第31页，共44页9-29-2 A/DA/D转换器及其接转换器及其接1双积分型双积分型A/D转换器工作原理转换器工作原理双积分型双积分型A/D转换是一种间接转换是一种间接A/D转换技术。双积分型转换技术。双积分型A/D转换转换器虽然转换时间较长，但其外接元件少使用方便，性能器虽然转换时间较长，但其外接元件少使用方便，性能/价格比高，故价格比高，故在一些非快变信号的采集通道中使用十分广泛。在一些非快变信号的采集通道中使用十分广泛。双积分双积分ADCADC电路原理图电路原理图 现在学习的是第32页，共44页2.MC14433与MCS-51单片机的接口MC14433MC14433与与80318031直接连接的接口方法直接连接的接口方法现在学习的是第33页，共44页4.4.逐次逼近型逐次逼近型A/DA/D转换器接口转换器接口逐次逼近型ADC基本原理逐次逼近ADC原理电路框图 现在学习的是第34页，共44页5.5.ADC 0809/0808ADC 0809/0808ADC ADC 0809/08080809/0808为为8 8路路输输入入通通道道、8 8位位逐逐次次逼逼近近式式A/DA/D转转换换器，可分时转换器，可分时转换8 8路模拟信号。路模拟信号。一一结构结构一个一个8 8位逐次逼近式位逐次逼近式A/DA/D转换器、转换器、8 8路模拟转换开关、路模拟转换开关、3-83-8地址锁地址锁存译码器和三态输出数据锁存器。存译码器和三态输出数据锁存器。二引脚二引脚8 8路模拟量输入信号端：路模拟量输入信号端：IN0IN0IN7IN78 8位数字量输出信号端：位数字量输出信号端：D D0 0D D7 7通道选择地址信号输入端：通道选择地址信号输入端：ADDADDA A、ADDADDB B、ADDADDC C多路多路转换转换开关开关ABCIN0IN1IN7A/D转换转换现在学习的是第35页，共44页6.ADC 0809ADC 0809与单片机连接与单片机连接A/DA/D转换程序：转换程序：MOV DPTRMOV DPTR，#0FE00H#0FE00H；ADCADC口地址口地址 MOV AMOV A，#00#00 ；转换；转换IN0IN0 MOVX DPTR MOVX DPTR，A A；启动；启动A/DA/D转换转换 LCALL DELAYLCALL DELAY ；等待转换结束；等待转换结束 MOVX AMOVX A，DPTRDPTR；取转换结果；取转换结果 AD07ALEINTWRP2.0RDD07ADDABCCLKEOCALESCOE11111MCS-51ADC080983IN07现在学习的是第36页，共44页10-1 10-1 步进电机控制系统步进电机控制系统+27VMLAMLBMLC1K15K15K15K1K1K74068031P1.0P1.1P1.2GALEP2.3P2.0D7D0Q7Q0ALEA11A8A7A02732D7D0D7D0单片机控制三相步进电机原理图现在学习的是第37页，共44页10-2红外线感应自动门控制系统 现在学习的是第38页，共44页10-2-2红外线传感器集成芯片介绍 BISS0001芯片引脚现在学习的是第39页，共44页BISS0001芯片内部电路原理图 现在学习的是第40页，共44页10-3通用多点温度控制系统 10.3.1系统网络结构 RS-485接口从机0#主机RS-485接口RS-485接口从机1#RS-485接口从机n#现在学习的是第41页，共44页10-3-2 通信协议 1.通信过程通信过程主机与从机的通信控制指令分两类：写指令和读指令。执行过程如下：主机与从机的通信控制指令分两类：写指令和读指令。执行过程如下：（1）写指令（单片机向从机写入参数）：单片机发指令从机接收指令等待反馈接收信息（至主机，表明接收代码是否正确）。（2）读指令（主机读从机相关参数，用于从机状态监控）：主机发指令从机接收指令等待从机取出参数给主机等待主机反馈接收信息（至从机，表明接收代码是否正确）。2.通信设定通信设定在控制系统工作之前，所有主、从机均通过控制面板进行相关参数设定。主要设定内容如下：在控制系统工作之前，所有主、从机均通过控制面板进行相关参数设定。主要设定内容如下：（1）从机站号（2）通信速率（3）通信再试次数（4）校验方式现在学习的是第42页，共44页3.数据格式数据格式（1）主机到从机的通信数据格式数据从机号指令代码校验和格式B（写指令）从机号指令代码指令参数校验和从机到主机的数据格式从机号YES/NO返回数据校验和格式B 从机号YES/NO校验和格式A（读指令）格式A 现在学习的是第43页，共44页系统从机硬件原理图 现在学习的是第44页，共44页