单片级知识汇总.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单片机知识汇总,编程指南,源码工作室,单片机知识汇总,一,.,数码管,.,键盘,.,流水灯,.,蜂鸣器,简单的,IO,控制：,输出：,P0_1=1,时,P0.1,为,5V,输出,P0_1=0,时,P0.1,为,0V,输出,输入：,首先令：,P0_1=1,在进行读取操作：,temp=P0_1,一,.,数码管,.,键盘,.,流水灯,.,蜂鸣器,总结：,IO,输入输出操作相对比较简单容易理解,主要涉及到简单的模拟电路知识，理解硬件接法,理解矩阵扫描键盘的思想,二,.LCD1602,工作原理,知识点,编程步骤,知识点,1.,硬件：引脚功能,序号,引脚名,I/O,口,1,VSS,2,VCC,3,VEE,4,RS,5,RW,6,EN,7,DB0,8,DB1,9,DB2,10,DB3,11,DB4,12,DB5,13,DB6,14,DB7,15,A,16,K,不同的硬件引脚名与,I/O,口对应关系取决于硬件连接检查方法：,1,、看电路图。,2,、借助万用表,2.,软件：写指令：清屏指令,功能：,清除液晶显示器，即将,DDRAM,的内容全部填入“空白”的字符码,20H;,光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方,;,将地址计数器,(AC),的值设为,0,。,3.,软件：写指令：,光标归位指令,功能：,把光标撤回到显示器的左上方,;,把地址计数器,(AC),的值设置为,0;,保持,DDRAM,的内容不变,4.,软件：写指令：,输入模式设置指令,功能：设定每次写入,1,位数据后光标的移位方向，并且设定每次写入的一个字符是否移动。,参数设定的情况如下所示：,位名设置,I/D 0=,写入新数据后光标移,1=,写 入新数据后光标右移,S 0=,写入新数据后显示屏不移动,1=,写入新数据后显示屏整体右移,1,个字,5.,软件：写指令：,显示开关控制指令,功能：控制显示器开,/,关、光标显示,/,关闭以及光标是否闪烁。参数设定的情况如下：位名设置,D0=,显示功能关,1=,显示功能开,C0=,无光标,1=,有光标B0=,光标不闪烁,1=,光标闪烁,6.,软件：写指令：,设定显示屏或光标移动方向指令,功能：使光标移位或使整个显示屏幕移位。参数设定的情况如下：,S/C R/L,设定情况,0 0,光标左移,1,格，且,AC,值减,1 0 1,光标右移,1,格，且,AC,值加,1 1 0,显示器上字符全部左移一格，但光标不动,1 1,显示器上字符全部右移一格，但光标不动,7.,软件：写指令：,功能设定指令（非常重要的指令）,功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下：,位名设置,DL 0=,数据总线为,4,位,1=,数据总线为,8,位,N 0=,显示,1,行,1=,显示,2,行,F0=57点阵,/,每字符,1=510,点阵,/,每字符,8.,软件：写数据：,DDRAM,地址,我们往DDRAM里的00H地址处送一个数据，譬如0 x31(数字1的代码)并不能显示1出来。这是令初学者很容易出错的地方，原因就是如果你要想在DDRAM的00H地址处显示数据，则必须将00H加上80H，即0X80+0 x00，若要在DDRAM的01H处显示数据，则必须将01H加上80H即 0X80+0 x01。依次类推,9.,软件：读状态：读取忙信号,功能：,读取忙碌信号,BF,的内容，,BF=1,表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令,;,当,BF=0,时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令,;,读取地址计数器,(AC),的内容。,10.,时序,读状态,输入：,RS=L,，,RW=H,，,E=H,输出：,DB0,DB7=,状态字,写指令,输入：,RS=L,，,RW=L,，,E=,下降沿脉冲，,DB0,DB7=,指令码 输出：无,读数据,输入：,RS=H,，,RW=H,，,E=H,输出：,DB0,DB7=,数据,写数据,输入：,RS=H,，,RW=L,，,E=,下降沿脉冲，,DB0,DB7=,数据 输出：无,读状态 输入：RS=0，RW=1，E=1,读数据 输入：RS=1，RW=1，E=1,写指令,输入：,RS=0,，,RW=0,，,E=,下降沿脉冲，,DB0,DB7=,指令码,写数据,输入：,RS=1,，,RW=0,，,E=,下降沿脉冲，,DB0,DB7=,数据,编程步骤：,初始化液晶,1,、功能设定指令,2,、显示开关指令,3,、输入模式指令,4,、清屏,While,（,1,）,写入显示地址,写入显示数据,编写子函数,LCD_busy,（）,LCD_writecmd,（）,LCD_writedat,（）,LCD_int,（）,三,.,中断,工作原理,知识点,编程步骤,工作原理,知识点,1.,结构：结构框图,看懂图中每个开关的作用，每个开关对应一位寄存器,2,、结构：中断优先级,很好的理解优先级的概念,3.,软件：寄存器：,TCON,IT0,（,TCON.0,外部中断,0,触发方式控制位。,当,IT0=0,时，为电平触发方式。,当,IT0=1,时，为边沿触发方式（下降沿有效）,.,IE0(TCON.1),外部中断,0,中断请求标志位。,IT1(TCON.2),外部中断,1,触发方式控制位。,IE1(TCON.3),外部中断,1,中断请求标志位。,TF0(TCON.5),定时,/,计数器,T0,溢出中断请求标志位。,TF1(TCON.7),定时,/,计数器,T1,溢出中断请求标志位。,3.,软件：寄存器：,SCON,RI,（,SCON.0,），,串行口接收中断标志位。当允许串行口接收数据时，每接收完一个串行帧，由硬件置位,RI,。注意，,RI,必须由软件清除。,TI,（,SCON.1,），,串行口发送中断标志位。当,CPU,将一个发送数据写入串行口发送缓冲器时，就启动了发送过程。每发送完一个串行帧，由硬件置位,TI,。,CPU,响应中断时，不能自动清除,TI,，,TI,必须由软件清除。,4.,软件：寄存器：,IE,EX0(IE.0),，外部中断,0,允许位；,ET0(IE.1),，定时,/,计数器,T0,中断允许位；,EX1(IE.2),，外部中断,0,允许位；,ET1(IE.3),，定时,/,计数器,T1,中断允许位；,ES,（,IE.4),，串行口中断允许位；,EA(IE.7),，,CPU,中断允许（总允许）位。,5.,软件：寄存器：,IP,PX0,（,IP.0,），外部中断,0,优先级设定位；,PT0,（,IP.1,），定时,/,计数器,T0,优先级设定位；,PX1,（,IP.2,），外部中断,0,优先级设定位；,PT1,（,IP.3,），定时,/,计数器,T1,优先级设定位；,PS,（,IP.4,），串行口优先级设定位；,PT2,（,IP.5,），,定时,/,计数器,T2,优先级设定位。,编程指南,1,、中断源有中断请求；,2,、此中断源的中断允许位为,1,；,3,、,CPU,开中断（即,EA=1,）。,以上三条同时满足时，,CPU,才有可能响应中断。,1,、开总中断（,EA=1,）,must,2,、开对应中断（如ET0=1,）,must,3,、外部中断设置,IT0,、,IT1,may,当,IT0=0,时，为电平触发方式。,当,IT0=1,时，为边沿触发方式（下降沿有效）,.,4,、设置优先级,IP,（如果需要）,if,5,、中断函数,四、定时计数器,工作原理,知识点,编程步骤,工作原理,时钟一般是与中断配合的，所以一般我们把中断时钟合并到一起理解,结构框图,1.,结构：结构框图,2.,软件：寄存器：,TMOD,80C51,单片机定时,/,计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。,TMOD,用于设置其工作方式；,TCON,用于控制其启动和中断申请。,T1,T0,2.,软件：寄存器：,TMOD,GATE,门控位。,GATE,0,时，只要用软件使,TCON,中的,TR0,或,TR1,为,1,，就可以启动定时,/,计数器工作；,GATA,1,时，要用软件使,TR0,或,TR1,为,1,，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时,/,计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上了或引脚为高电平这一条件。,:,定时,/,计数模式选择位。,0,为定时模式；,=1,为计数模式。,3.,软件：寄存器：,TMOD:,方式,0,方式,0,为,13,位计数，由,TL0,的低,5,位（高,3,位未用）和,TH0,的,8,位组成。,TL0,的低,5,位溢出时向,TH0,进位，,TH0,溢出时，置位,TCON,中的,TF0,标志，向,CPU,发出中断请求。,4.,软件：寄存器：,TMOD:,方式,1,方式,1,的计数位数是,16,位，由,TL0,作为低,8,位、,TH0,作为高,8,位，组成了,16,位加,1,计数器。,计数个数与计数初值的关系为,:,5.,软件：寄存器：,TMOD:,方式,2,方式,2,为自动重装初值的,8,位计数方式。,计数个数与计数初值的关系为：,工作方式,2,特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。,6.,软件：寄存器：,TMOD:,方式,3,方式,3,只适用于定时,/,计数器,T0,，定时器,T1,处于方式,3,时相当于,TR1=0,，停止计数。,工作方式,3,将,T0,分成为两个独立的,8,位计数器,TL0,和,TH0,。,7.,软件：寄存器：,TCON,TF1,（,TCON.7,）：,T1,溢出中断请求标志位。,T1,计数溢出时由硬件自动置,TF1,为,1,。,CPU,响应中断后,TF1,由硬件自动清,0,。,T1,工作时，,CPU,可随时查询,TF1,的状态。所以，,TF1,可用作查询测试的标志。,TF1,也可以用软件置,1,或清,0,，同硬件置,1,或清,0,的效果一样,.,TR1,（,TCON.6,）：,T1,运行控制位。,TR1,置,1,时，,T1,开始工作；,TR1,置,0,时，,T1,停止工作。,TR1,由软件置,1,或清,0,。所以，用软件可控制定时,/,计数器的启动与停止。,TF0,（,TCON.5,）：,T0,溢出中断请求标志位，其功能与,TF1,类同,.,TR0,（,TCON.4,）：,T0,运行控制位，其功能与,TR1,类同。,TCON,的低,4,位用于控制外部中断,已在前面介绍。,TCON,的高,4,位用于控制定时,/,计数器的启动和中断申请。其格式如下：,8.,软件：寄存器：计数初值计算,方式,0 X=8192-T(fosc/12),方式,1 X=65536-T(fosc/12),方式,2,、方式,3 X=256-T(fosc/12),放入寄存器方法：,TH0=(65536-1000)/256;/,高八位,TL0=(65536-1000)%256;/,低八位,TH0=(65536-1000)8;/,高八位,TL0=(65536-1000)/,低八位,编程步骤,1,）确定工作方式：把工作方式控制字写入到,TMOD,中；,2,）设置定时或计数的初值：根据问题要求，求出定时或计数的初值，写入到寄存器,THO,、,TLO,或,THI,、,TLI,中。,3,）如果需要中断，使定时器中断允许位,ET0,或,ETI,置位，如果要求中断嵌套，还应设置相应的中断优先级，然后置位,EA,，使,CPU,开放中断；如果不需要中断，仅以软件方式对计数器溢出标志,TFO,或,TFI,进行查询，则可略去此步骤；,4,）启动定时器计数器：将,TRO或,TRI,置,1,即可启动定时器计数器,五、串口通信,工作原理,知识点,编程步骤,工作方式,将数据一位一位的传入接收设备，接收设备将数据转换成一个字节或多个自己的并行数据后，进行处理,知识点,1.,串口：硬件：结构框图,80C51,串行口的结构,2.,串口：硬件：硬件接法,根据通信距离不同，电路连接方式不同的。如果是单片机与单片机之间通信,(,近距离,),，又不使用握手信号，只需要,3,根信号线：,TXD,，,RXD,，,GND,见,(a),。如果距离在,15m,左右，通过,RS232,接口，提高信号的幅度以加大传送距离，,(,如单片机与,PC,机之间通信,),连接方法见,(b),。,2.串口：硬件：硬件接法,3.,串口：软件：寄存器：,SCON,SCON,是一个特殊功能寄存器，用以设定串行口的工作方式、接收,/,发送控制以及设置状态标志：,SM0,和,SM1,为工作方式选择位，可选择四种工作方式：,SM2,，多机通信控制位，主要用于方式,2,和方式,3,。当接收机的,SM2=1,时可以利用收到的,RB8,来控制是否激活,RI,RB8,0,不激活,RI,，收到的信息丢弃；,RB8,1,时收到的数据进入,SBUF,，并激活,RI,，进而在中断服务中将数据从,SBUF,读走）。,当,SM2=0,时，不论收到的,RB8,为,0,和,1,，均可以使收到的数据进入,SBUF,，并激活,RI,（即此时,RB8,不具有控制,RI,激活的功能）。通过控制,SM2,，可以实现多机通信。,在方式,0,时，,SM2,必须是,0,。在方式,1,时，若,SM2=1,，则只有接收到有效停止位时，,RI,才置,1,。,REN,，允许串行接收位。由软件置,REN=1,，则启动串行口接收数据；若软件置,REN=0,，则禁止接收。,TB8,，在方式,2,或方式,3,中，是发送数据的第九位，可以用软件规定其作用。可以用作数据的奇偶校验位，或在多机通信中，作为地址帧,/,数据帧的标志位。,在方式,0,和方式,1,中，该位未用。,RB8,，在方式,2,或方式,3,中，是接收到数据的第九位，作为奇偶校验位或地址帧,/,数据帧的标志位。在方式,1,时，若,SM2=0,，则,RB8,是接收到的停止位,TI,，发送中断标志位。在方式,0,时，当串行发送第,8,位数据结束时，或在其它方式，串行发送停止位的开始时，由内部硬件使,TI,置,1,，向,CPU,发中断申请。在中断服务程序中，必须用软件将其清,0,，取消此中断申请。,RI,，接收中断标志位。在方式,0,时，当串行接收第,8,位数据结束时，或在其它方式，串行接收停止位的中间时，由内部硬件使,RI,置,1,，向,CPU,发中断申请。也必须在中断服务程序中，用软件将其清,0,，取消此中断申请。,4.,串口：软件：寄存器：,SCON,：方式一,方式,1,是,10,位数据的异步通信口。,TXD,为数据发送引脚，,RXD,为数据接收引脚，传送一帧数据的格式如图所示。其中,1,位起始位，,8,位数据位，,1,位停止位。,5.,串口：软件：寄存器：,PCON,SMOD,（,PCON.7,）波特率倍增位。在串行口方式,1,、方式,2,、方式,3,时，波特率与,SMOD,有关，当,SMOD=1,时，波特率提高一倍。复位时，,SMOD=0,。,6.,串口：软件：寄存器：,PCON,：波特率计算,串行口的四种工作方式对应三种波特率。由于输入的移位时钟的来源不同，所以，各种方式的波特率计算公式也不相同。,方式,1,的波特率,=,（,2,SMOD,/32,）,（T1,溢出率）,T1,溢出率,=,fosc,/12256,（,TH1,）,串行通信的程序设计步骤,设置串口寄存器,设置波特率参数。波特率的参数有：特许寄存器,PCON,的,SMOD,位和,SCON,寄存器；,设置波特率,允许定时,/,计数器工作，设置计数初值，开启定时,/,计数器,设置中断允许,允许串行中断。程序中我们一般采用中断接收方式故设置,EA=1,和,ES=1,注意：,编写相应的中断服务程序。当有数据达到串口时，系统自动执行所编写的中断服务程序；,收发相应数据。注意发送操作完成时要将,TI,清零，接收工作完成后需要将,RI,清零。,单片机基础知识,周期,时钟周期,：晶振的振荡周期，又称为时钟周期，为单片机最小的时序单位；,机器周期,：一个机器周期由,12,个时钟周期组成，是计算机执行一种基本操作的时间单位；,指令周期,：执行一条指令所需要的时间。一个指令周期由,14,个机器周期组成，依据指令不同而不同。,引脚,MOVC,MOV,MOVX,特殊功能寄存器,需要记住的,可位寻址的,需要记住，但根本不用记得,程序命名,直观移动增加序号区分：,lesson1_1,lesson1_2,增加时间,Led(3/28),Led(3/29),得到部分结果随时压缩备份,程序分块编写,/*,*Function:1602,液晶读写函数,*,Author :LAB9,*Date :2012-02-05,*/,/*,包含头文件*,/,#include,#include,/*,管脚定义*,/,/*,全局变量*,/,程序中尽量不出现,PX,口,#define,LCD_data,=P0;,好处：,方便程序移植,函数前使用详细说明如,/*,函数名：,main,功 能：主函数,变 量：无,返回值：无,*,/,函数内部增加注释,注释不用每步都加,增加注释目的为方便别人理解,模块化编程概述,为什么要引入模块化编程？,通过以上几讲内容，我们初步掌握了单片机,C,语言编程的基本原理与基本方法。同时我们可以观察并体会到，随着代码量的增加，将所有代码都放在同一个,.c,文件中的做法越发使得程序结构混乱、可读性与可移植性变差，而模块化编程是解决这个问题的常用而有效的方法。,模块化设计原则,高内聚,：一个,c,文件里面的函数，只有相互之间的调用，而没有调用其他文件里面的函数，这样可可以视为高内聚。尽量减少不同文件里函数的交叉引用。,低耦合,：一个完整的系统，模块与模块之间，尽可能的使其独立存在。也就是说，让每个模块，尽可能的独立完成某个特定的子功能。模块与模块之间的接口，尽量的少而简单。,模块化编程的三种手段,实现模块化编程的,三个主要手段,是,函数,、,宏定义,与,头文件,。下面讲解一下头文件操作的详细步骤。,第一步 创建头文件,建立一个,.c,文件（源文件）和一个,.h,文件（头文件）。原则上文件名可以任意命名，但强烈推荐如下原则：,.c,文件与,.h,文件同名；文件名要有意义，最好能够体现该文件代码的功能。例如延时函数相关的源文件与头文件命名为,delay.c,与,delay.h,。,第二步,防重复包含处理,在,.h,文件中加入如下代码：,#,ifndef,XXX,#define XXX,./,此处添加代码,#,endif,其中的,XXX,原则上可以是任意字符，但同一个工程中各个,.h,文件的,XXX,不能相同，因此强烈推荐如下的规则：将,.h,文件的文件名全部大写，“,.”,替换成下划线“,_”,，首尾各添加,2,个下划线“,_”,作为,XXX,。例如对于,delay.h,文件，其内容如下：,#,ifndef,_DELAY_H_,#define _DELAY_H_,./,此处添加代码,#,endif,因为在同一个工程内，文件名都是唯一的，因此这种命名规则可以保证,XXX,不会重复。之后要添加到,.h,文件的代码都放在第,3,行的位置。,这样处理之后，当,.h,文件第一次被包含时，符号,XXX,是未被定义过的，因此符合,#,ifndef,的条件，编译器会继续编译第,1,行以后的代码。然后编译到第,2,行，先定义一下符号,XXX,，然后开始编译第,3,行直到最后一行,#,endif,的代码。而此后此,.h,文件再次被包含时，符号,XXX,在第一次包含该,.h,文件时已被定义过了，不符合第一行,#,ifndef,的条件，则该,.h,文件的内容就不会被编译器编译。总之，这样处理之后既能保证,.h,文件的有效内容被编译，又能保证,.h,文件的有效内容不被重复编译。,第三步,代码封装,将需要模块化的代码封装成函数与宏定义。函数体放在,.c,文件中，需要被外部调用的函数还要在,.h,文件中声明一下；需要被外部调用的宏定义放在,.h,文件中，仅会被本,.c,文件调用的宏定义放在,.c,文件中。,第四步,尽量少用或不用全局变量,必须要用的全局变量的声明要放在,.c,文件中，需要被外部调用的全局变量还要在,.h,文件中重新用,extern,修饰声明一下，用来告诉编译器有这个变量的存在（因为编译器的编译过程是按文件来的，链接过程才是各个文件的合并，如果没有这一步,extern,修饰声明就在另一个文件调用了这个变量，编译器会提示没有此变量）。,第五步,添加源文件,将,.c,文件添加到工程之中，同时在需要调用,.h,文件中的宏或者函数（这里的函数是对应的,.c,文件中函数的声明）的其他,.c,文件中添加代码将该,.h,文件包含进去（例如,#,includedelay.h,）。,第六步,使用,头文件中的函数、宏定义、全局变量可以在包含了对应,.h,文件的,.c,文件中自由调用使用了,