预备知识&补充知识

  • 注意:数字电路是单片机基础
  • Bus =巴士,电脑总线
  • 矩阵存储=CPU的多个RAM磁盘组成一个列阵,组成一个大的磁盘使用,将数据划分为多段,分别存储到不同的小RAM磁盘空间,取数据时同时提取,解决了数据安全问题与提高空间使用率与减少数据取的时间!
  • 最基本的IO=并行口 + 定时器
  • CPLD = CPLD(Complex Programmable Logic Device)复杂可编程逻辑器件
  • ISP = ISP(Internet Service Provider)，互联网服务提供商
  • COM接口=串行通讯接口=communcation
  • 低功耗基础==>看门狗定时器
  • BCD码=2进制码表示16进制数=用4个bety位(因为24=16电脑运算更快
程序存储器分类 解释
ROM 读内存 + 改内存空间内容EPROM
EEPROM 掉电保护 + 电压能擦除内存空间的内容
注意 单片机一般采用ROM,程序模拟测试over后烧写到ROM内容,不能修改,确保了设备程序不会被恶意修改
注意: 虽然单片机编写的程序与单片机CPU自带的ROM分离,但是只要ROM能被擦写就能线上编程并测试 ==>ISP编程方法(只能用于实验与测试)

单片机概论(开发工具keil C51)

单片机定义

单片机 ( MCU ) Micro Computer Unit
定义 CPU / 存储器 / 计数器=定时器 / 串行通信接口 / 并行接口 / 中断系统的微型计算机
单片机组成! 用处
微处理器CPU 运算器(数据处理) + 控制器(系统操作)
存储器
IO接口 与CPU,外设进行数据出入
连接IO接口的外设
数据总线DB = Data Bus 数据总线的数据=>CPU的数据存储器=>存储矩阵
地址总线AB = Adress Bus 地址总线的内容=>地址存储器=>地址解析=>存储矩阵
控制总线CB = Control Bus CPU对数据寄存器与地址寄存器与地址编码结构,读写时序控制逻辑加以控制
三个总线的运行路线图
MCS-51系列 美国Intel公司生产的系列单片机总称
8031 最早的intel开发的单片机(内部没有内存)
8051 早期最典型的单片机,后面其他系列都是在8051基础上改变而来的
AT89系列 美国Atmel公式生产的,利用MCS-51的核心技术改良的在我国流行的单片机
嵌入式系统 一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”
系统层次 底层应用 + 高层应用
底层应用(学会单片机原理): 自己编写的全部控制程序
高级应用(学会RTOS): 在多任务操作系统基础上RTOS的,在操作系统上具有准对性的控制程序
RTOS Real Time Opeating System
计算机发展史 单片机 + PC机
PC机组成 CPU + RAM + ROM + IO => 芯片形式安装在主板
单片机组成 CPU + RAM + ROM + IO => 集成到芯片上
PC机功能: 数据运算 + 采集 + 处理 + 存储 + 传输
单片机功能: 只控制外设(测控=>嵌入到某仪器)

单片机分类与应用

单片机位数 4 / 8 / 16 / 32 位
单片机实物图片

单片机应用系统

IO接口==标准数据转换口 Input data / output data
并行接口 数据在并行IO接口处批量传输
串行通信接口==COM接口 指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信
单片机应用系统结构
基本系统:单片机内部资源能满足系统的硬件要求,不需要外接存储器IO
扩展系统:通过单片机的并行扩展总线或串行扩展总线在外部扩展ROM,RAM或IO接口电路

单片机应用系统设计步骤

方案设计!
硬件设计
软件设计
硬软件测试
单片机应用程序烧写===>>>PC的程序代码写进单片机ROOM的过程,以前的硬件技术有限,不能对ROOM的程序代码进行擦除,现在能擦除了,但是我们还是习惯叫做烧写
系统脱机运行检查
硬件设计!
绘制完整硬件电路图!(细节的电路制版图)
设计印刷电路制版图(细节封装好后的电路图)
制作印刷电路板
焊接安装
软件设计
规划应用系统需要的功能模块
画出流程图
确定程序结构
编写代码
软件仿真
硬软件调试 ISP与IAP编程与JTAG在线仿真
ISP在线系统编程 = ( In-System Programmability) 在线系统编程=单片机与电脑连接,直接烧写(注意可以在线擦除)
IAP应用编程 = ( In Application Programming) IAP是用户自己的程序在运行过程中对User Flash的部分区域进行烧写，目的是为了在产品发布后可以方便地通过预留的通信口对产品中的固件程序进行更新升级

知识补充

1):8051单电机为8位为什么定时计数器为16位?
答:因为单片机的地址总线为16根,每根瞬时能表示0/1,所有216能寻址64k地址,又因为单片机为8位,所以计数器的16位=P0的8根线 + P2的8根线

2)什么是中断源
:答:当程序在某个不确定的时间满足某个条件时,中断程序将程序中断,所以中断程序一直处于待机预备状态

单片机代码构成
答:单片机 = 工作程序的代码 + 中断程序的代码(中断程序有多处中断点/中断源)

3)为什么单片机的ROOM需要被擦除,再烧写,而不是直接修改
答:类比于作业本,不能擦一个字写一个字,前后语句不通

4)电感=导线 // 电容=断路,那为什么还要发明电感与电容
起到滤波作用,电路起初被电容与电感滤波后才能达到稳态!