从零开始51单片机应用

### 从零开始51单片机应用 #### 第1章 身边的单片机 ##### 1.1 单片机在哪里 单片机广泛应用于我们的日常生活中，但很多人可能并不知道它们的存在。例如，在家用电器如空调机、全自动洗衣机等中，单片机扮演着核心的角色。 **例1: 空调机** 在空调机中，单片机负责管理多个功能模块，包括制冷功能模块、温度监控功能模块以及遥控器接收功能模块。这些模块必须协同工作以确保空调正常运行。单片机通过接收外部信号（如用户通过遥控器发出的指令）来调节温度设置，并控制压缩机等硬件组件，实现精确的温度控制。 **例2: 全自动洗衣机** 全自动洗衣机中也集成了单片机，用于管理和控制各种功能。用户界面通常包括一系列按钮，如电源开/关、启动/暂停、程序选择（如标准、大物、轻柔、快速等）、剩余时间显示、预约时间设定等。此外，还有水位选择等功能。单片机通过监测重量传感器来确定衣物量，进而决定加水量；同时，它还控制电机、注水阀和排水阀等工作状态，确保洗涤流程按计划进行。 #### 1.2 单片机是什么样子的 单片机是一种集成在一个芯片上的微型计算机，它具有中央处理器(CPU)、存储器和输入/输出接口等功能。常见的单片机包括AT89S51等型号。 - **外观**: 单片机通常采用不同的封装形式，如DIP（双列直插式）、PLCC（塑料引脚栅阵列）或TQFP（薄型四边扁平封装）。例如，AT89S51单片机采用的是DIP封装，其尺寸大约为15mm×52mm，拥有40个引脚，其中有一个半月形的小坑和一个圆形的小坑用于确定正确的安装方向。 - **管脚**: 单片机的管脚用于连接外部设备，每个管脚都有特定的功能。例如，Vcc管脚用于提供电源。 #### 1.3 单片机如何控制其他器件 单片机通过其端口输出信号来控制外部设备。例如，要控制一个小灯泡的亮灭，可以使用以下方法： - **中文指令**: 向P1.0管脚输出Vcc。 - **单片机指令**: `SETBP1.0`。这条指令告诉单片机将P1.0管脚设置为高电平。 对于大功率器件，如电机，单片机需要通过驱动电路将低电压转换为高电压。这种情况下，单片机首先输出高电平信号到驱动电路，经过放大后控制电机工作。 #### 1.4 如何使用单片机 单片机的应用通常涉及编写程序并通过专用工具将其上传至单片机中。 - **烧写单片机**: 使用编程器或下载线将程序上传至单片机。 - **编程器**: 将编程器连接到单片机的特定管脚上，然后使用软件将程序写入单片机的存储器。 - **下载线**: 直接通过USB等接口与电脑连接，通过专门的软件将程序下载到单片机。 #### 1.5 有哪些单片机 市场上有多种不同类型的单片机，它们根据不同的特性进行分类： - **存储器容量**: 不同单片机的RAM和ROM容量不同。 - **管脚数**: 根据需求选择合适的管脚数量。 - **内部结构**: CPU架构、指令集等差异。 - **工作电压**: 支持不同的电压范围。 - **运算速度**: 不同单片机的工作频率不同。 - **指令**: 指令集架构的不同导致编程方式有所区别。 #### 1.6 实例点拨 —— 电子万年历 电子万年历是一个典型的单片机应用案例，它可以显示当前日期和时间，并具备一定的调整功能。 - **功能模块**: - **单片机模块**: 控制整个系统的运行。 - **数码管显示模块**: 显示日期和时间。 - **报时器模块**: 定时提醒。 - **调整按钮模块**: 用户可通过按钮调整时间和日期。 #### 第2章 第一个单片机系统 ##### 2.1 什么是单片机系统 单片机系统是由单片机及其外围设备组成的整体。单片机本身是核心部分，而外围设备则包括显示器、传感器、电机等。 - **单片机本身**: 它能够根据预设的程序来控制各种外部设备。 - **外围器件**: 包括传感器、显示器、电机等，通过与单片机的交互来实现具体的功能。 #### 2.2 如何控制一个发光二极管 要控制一个发光二极管(LED)，可以通过单片机的I/O口输出高电平或低电平来实现。例如，当P1.0管脚输出高电平时，LED亮起；输出低电平时，LED熄灭。 #### 2.3 单片机系统开发过程 开发单片机系统的一般步骤包括： 1. **需求分析**: 确定项目的目标和需求。 2. **方案设计**: 设计硬件电路图和软件流程图。 3. **硬件制作**: 制作电路板并焊接元件。 4. **编程**: 编写控制程序。 5. **调试**: 测试硬件和软件，修正错误。 6. **优化**: 对系统进行性能优化。 #### 2.4 实例点拨 —— 闪烁5次的发光二极管 这个例子展示了如何使用单片机控制一个LED进行闪烁操作。具体步骤包括： - **硬件准备**: 连接LED和单片机。 - **编写代码**: 使用C语言或其他编程语言编写程序，使LED按照预定的时间间隔闪烁5次。 - **烧录程序**: 使用编程器或下载线将程序上传至单片机。 - **测试验证**: 观察LED是否按预期闪烁5次。 通过以上内容的学习，我们可以看到单片机在日常生活中的广泛应用，以及其实现基本功能的具体方法和技术要点。这对于初学者来说是一个很好的入门指南。