二、51单片机简介

单片机介绍

单片机简介

  • 将CPU、RAM（内存）、ROM（硬盘）、输入/输出设备做到一块集成电路芯片中，这就被称为单片机，也称微控制器（MCU）
  • 51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统单片机的统称

芯片介绍

STC89C52RC

40I-PDIP40

名称介绍

  • STC：厂商名称

  • 8：是一个8051内核的芯片

  • 9：封装了一个存储器，用于断电数据不丢失的（7是封装了一个紫外线功能）

  • C：cmos的产品（LV、LE说明是一个低电压芯片3.3v，S表示有一个可串行下载功能）

  • 5：固定不变，表示51单片机

  • 2：存储大小，8kb（1是4kb，3是16kb，以此类推）

  • RC：内存大小，512字节（RD是1024字节）

  • 40：外部的晶振最大可以接入40M

  • I：工业级，可接受的温度为 -40度到85度（C：商业级，0度到75度；M：军用级， -55度到150度）

  • PDIP40：封装类型，双面直插，40个针脚

STC单片机脚位判断

找到芯片上的凹槽，凹槽左边第一个脚就是第1脚，然后逆时针向下数，直到凹槽右边的第40脚

管脚说明

通常分为四类

  • 电源引脚。如VCC、GND
  • 时钟引脚。如XTAL1、XTAL2
  • 编程控制引脚。如RST、PSEN、ALE/PROG、EA/Vpp（了解即可）
  • I/O口引脚。如P0、P1、P2、P3、P4，四组8位I/O口

VCC（40脚）、GND（20脚）：电源引脚，不同型号的单片机接入对应的电压，常压为5v，低压位3.3v，使用是注意芯片要求的电压

XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）：外接时钟引脚。XTAL1为片内震荡电路的输入端，XTAL2为片内震荡电路的输出端

RST（9脚）：复位引脚。单片机从头开始工作

PSEN（29脚）：程序存储器允许输出控制器，了解即可

P0 口（39 脚~32 脚）：双向 8 位三态 I/O 口，每个口可独立控制。51 单片 机 P0 口内部没有上拉电阻，若输出高时为高阻态，不能正常输出高电平，因此 该组 I/O 口，每个口可独立控制。51 单片机 P0 口内部没有上拉电阻，若输出高 时为高阻态，不能正常输出高电平，因此该组 I/O 口在使用时务必要外接上拉电 阻，一般我们选择接入 10K 欧上拉电阻。

P1 口（1 脚~8 脚）：准双向 8 位 I/O 口，每个口可独立控制，内部自带上拉 电阻，这种接口输出没有高阻态，输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O 口。 之所以称它为“准双向”是因为该口在作为输入使用前，要先向该口进行写 1 操作，然后单片机内部才可正确读出外部信号，也就是要使其先有个“准”备的 过程，所以才称为准双向口。对 52 单片机 P1.0 引脚的第二功能未 T2 定时器/ 计数器的外部输入，P1.1 引脚的第二功能为 T2EX 捕捉、重装触发，即 T2 的外 部控制端。

P2 口（21 脚~28 脚）：准双向 8 位 I/O 口，每个口可独立控制，内部自带上 拉电阻，与 P1 口相似。

P3 口（10 脚~17 脚）：准双向 8 位 I/O 口，每个口可独立控制，内部自带上 拉电阻。作为第一功能使用时就当做普通 I/O 口，与 P1 口相似。 作为第二功能 使用时，各引脚的定义如下

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数字电路与C

电平特性

单片机是一种数字集成芯片，只有两种电平，高电平和低电平

高电平 +5v，等价于逻辑1；低电平0v，等价于逻辑0

TTL电路和CMOS电路逻辑电平关系

  • VOH：逻辑电平 1 的输出电压，5v

  • VOL：逻辑电平 0 的输出电压，0v

  • VIH：逻辑电平 1 的输入电压

  • VIL：逻辑电平 0 的输入电压

TTL电平临界值：

VOHmin=2.4V（输出高电平的最小值2.4V），VOLmax=0.4V（输出低电平的最大值0.4V）。

VIHmin=2.0V（输入高电平最小值要到2.0V），VILmax=0.8（输入低电平最大值不超过0.8V）

CMOS电平临界值（假设电源电压为+5V）：

VOHmain=4.99V，VOLmax=0.01V

VIHmin=3.5V，VILmax=1.5V

二进制与十六进制

二进制：逢二进一，借一当二；如果一个数是二进制数，可以在后面加上 B

常用的十进制转二进制：

十进制 二进制
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
10 1010
11 1011
12 1100
13 1101
14 1110
15 1111

十六进制

逢十六进一，借一当十六。十六进制的015表示成十六进制为：09、A、B、C、D、E、F

在代码中写十六进制要加上前缀：0x或0X

十进制 二进制
0 0000 0
1 0001 1
2 0010 2
3 0011 3
4 0100 4
5 0101 5
6 0110 6
7 0111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F

二进制的逻辑运算

与运算

都为真才为真，只要有一个为假就是假

0&0=0

1&0=0

1&1=1

或运算

都为假才为假，只要有一个为真就是真

0|0=0

0|1=1

1|1=1

非运算

对结果取反

！0=1

！1=0

同或运算

必须相同才为真，否则为假

0和0为1

0和1为0

1和1为1

1和0为0

异或运算符

必须不同才为真，否则为假

1^1=0

1^0=1

0^0=0

0^1=1

C51基础

C51扩充数据类型

这些是在c语言中没有的类型，是单片机自带的

类型 长度 值域 说明
bit 1位 0或1 位变量声明
sbit 1位 0或1 特殊功能位声明（例如定义管脚）
sfr 1字节 0~255 特殊功能寄存器声明
Sfr16 2字节 0~65535 Srf的16位数据声明
* 1~3字节 对象的地址

存储器类型

数据存放的位置

存储器类型 描述
data 直接寻址的片内RAM低128B，访问速度快
bdata 片内RAM的可为寻址区（20H~2FH），允许字节和位混合访问
idata 间接寻址访问的片内RAM，运行访问全部片内RAM
pdata 用Ri间接访问的片外RAM的低256B
xdata 用DFTR间接访问的片外RAM，允许访问全部64k片外RAM
code 程序存储器ROM64k空间

位运算

注意：只能对整型数据进行操作，不能对浮点型进行操作

&按位与

| 按位或

^ 按位异或
按位取反

<< 左移

>> 右移

左移：

假设有二进制 a=1001 1010，左移两位，a<<2

第一次左移：001 1010，空出来的一位自动补0：0011 0100

第二次左移：011 0100，空出来的一位自动补0： 0110 1000

所以 a<<2=0110 1000

右移与左移基本相同，只不过方向换一下

复合赋值

a+=1；a-=1；a>>=1；等等

逗号运算符

表达式1，表达式2，表达式3，...，表达式n

最终结果是表达式n计算出来的值

例如：

x=(a=3, 6*3)

x的结果为18，也就是最后这个表达式6*3计算的值

三目运算符

逻辑表达式？表达式1：表达式2

当逻辑表达式的值为真，则返回表达式1的值，否则返回表达式2的值

指针

* ：指针运算符

& ：取址运算符

定义一个int类型的指针变量：int * p;

定义指针时最好对指针进行初始化，令他指向空：int *p = NULL;

再定义一个int类型的数据并初始化：int a = 100;

利用取址运算符把变量a的地址赋值给指针变量p：p = &a;

可以用*解引用查看指针变量指向的地址中的值：printf("%d", *p);

我们修改指针p指向的值时，变量a指向的值也会跟着修改，因为两个变量指向的是同一个地址

51单片机最小系统

构成

晶振电路

复位电路

电源电路

下载电路（不用这个电路单片机也可以正常运行，但是无法给系统下载我们写的程序）

晶振电路

就想人的心脏，无时无刻为单片机提供运行的时钟周期

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复位电路

使单片机重新开始运行

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电源电路

为单片机提供5v的电压进行供电

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下载电路

USB转TTL的芯片，利用电脑连接开发板，进行下载

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51单片机工程模板创建

在电脑上创建一个文件夹，取任意名称，例如：51单片机工程模板

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打开Keil软件，点击Project，在点New Vision Project

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找到之前创建的文件夹，在输入文件名，点击确定

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选择芯片类型，选择Atmel下面的类型，89c51和89c52都可以

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选好或会询问是否添加启动文件到项目中，选择否

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创建好后如图

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右键Source Group 1，选择Add New Item to Group ‘Source Group1’...

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选择文件类型为c，输入文件名为main，最后点击Add

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源文件创建好后如图

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点一下魔术棒，选择Output，把Create HEX File勾选上，这样我们编译源码后会生成hex文件，有了这个文件我们才可以下载到单片机中实现效果

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51单片机GPIO介绍

GPIO概念

GPIO（general purpose inptput optput）是通用输入输出端口的简称，可以通过软件来控制其输入和输出

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Px.x的就是GPIO引脚，例如P1.0、P1.1

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管脚说明如下

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posted @ 2023-12-31 22:53  7七柒  阅读(384)  评论(0)  编辑  收藏  举报