普中 51 单片机开发攻略
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普中 51 单片机开发攻略
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目录
普中 51 单片机开发攻略...................................................................................................................1
第 1 章 如何使用本攻略...................................................................................................................1
第 2 章 开发板功能及使用介绍.......................................................................................................6
2.1 开发板功能介绍..................................................................................................................7
2.1.1 普中 51-双核-A6 开发板..........................................................................................7
2.1.2 普中 51-双核-A7 开发板........................................................................................11
2.1.3 HC6800-EM3 V3.0 开发板.......................................................................................15
2.2 开发板使用方法................................................................................................................18
2.2.1 CH340 驱动安装......................................................................................................18
2.2.2 程序的烧录(下载)............................................................................................ 19
2.2.3 51 仿真器调试.........................................................................................................24
2.2.4 接线方法及实验现象............................................................................................ 24
第 3 章 51 单片机介绍....................................................................................................................27
3.1 51 单片机介绍....................................................................................................................28
3.1.1 单片机简介.............................................................................................................28
3.1.2 51 单片机简介.........................................................................................................28
3.2 STC89Cxx 芯片介绍............................................................................................................ 30
3.2.1 STC89C516 芯片简介.............................................................................................. 31
3.2.2 STC89C516 芯片内部结构图.................................................................................. 32
3.3 51 单片机能做什么............................................................................................................33
3.4 怎样学好 51 单片机..........................................................................................................36
课后作业...................................................................................................................................37
第 4 章 C 语言基础..........................................................................................................................38
4.1 C 语言介绍..........................................................................................................................39
4.1.1 C51 和 C 的区别...................................................................................................... 40
4.2 C 语言基础知识..................................................................................................................41
4.2.1 数据类型.................................................................................................................41
4.2.2 C51 运算量...............................................................................................................43
4.2.3 C51 运算符...............................................................................................................48
4.2.4 C51 表达式及符合语句.......................................................................................... 52
4.2.5 C51 基本结构和相关语句...................................................................................... 53
4.2.6 函数.........................................................................................................................60
4.2.7 C51 构造数据类型.................................................................................................. 62
4.3 一个简单的单片机 C 程序............................................................................................... 64
课后作业...................................................................................................................................64
第 5 章 单片机最小系统.................................................................................................................65
5.1 51 单片机最小系统构成....................................................................................................66
5.1.1 晶振电路.................................................................................................................67
5.1.2 复位电路.................................................................................................................67
5.1.3 电源电路.................................................................................................................68
5.1.4 下载电路.................................................................................................................69
课后作业...................................................................................................................................71
第 6 章 KEILC51 安装与工程建立...................................................................................................72
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6.1 KEIL C51 软件获取..............................................................................................................73
6.2 KEIL C51 软件安装..............................................................................................................73
6.3 KEIL C51 软件破解..............................................................................................................76
6.4 创建 51 单片机工程..........................................................................................................79
课后作业...................................................................................................................................88
第 7 章 点亮第一个 LED 灯.............................................................................................................89
7.1 51 单片机 GPIO 介绍......................................................................................................... 90
7.1.1 GPIO 概念................................................................................................................ 90
7.1.2 GPIO 结构................................................................................................................ 91
7.2 LED 简介..............................................................................................................................93
7.3 硬件设计............................................................................................................................93
7.4 软件设计............................................................................................................................95
7.4.1 LED 闪烁实验...........................................................................................................96
7.4.2 LED 流水灯实验.......................................................................................................97
7.5 实验现象..........................................................................................................................101
课后作业.................................................................................................................................102
第 8 章 蜂鸣器实验.......................................................................................................................103
8.1 蜂鸣器介绍......................................................................................................................104
8.2 硬件设计..........................................................................................................................105
8.3 软件设计..........................................................................................................................106
8.4 实验现象..........................................................................................................................108
第 9 章 继电器实验.......................................................................................................................110
9.1 继电器介绍......................................................................................................................111
9.2 硬件设计..........................................................................................................................112
9.3 软件设计..........................................................................................................................113
9.4 实验现象..........................................................................................................................114
课后作业.................................................................................................................................115
第 10 章 静态数码管实验.............................................................................................................116
10.1 数码管介绍....................................................................................................................117
10.1.1 数码管简介.........................................................................................................117
10.1.2 数码管静态显示原理........................................................................................ 120
10.2 硬件设计........................................................................................................................121
10.3 软件设计........................................................................................................................122
10.4 实验现象........................................................................................................................123
课后作业.................................................................................................................................124
第 11 章 动态数码管实验.............................................................................................................125
11.1 数码管介绍....................................................................................................................126
11.1.1 多位数码管简介................................................................................................ 126
11.1.2 数码管动态显示原理........................................................................................ 126
11.2 74HC245 和 74HC138 芯片介绍....................................................................................127
11.2.1 74HC245 芯片简介..............................................................................................127
11.2.2 74HC138 芯片简介..............................................................................................128
11.3 硬件设计........................................................................................................................130
11.4 软件设计........................................................................................................................132
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11.5 实验现象........................................................................................................................134
课后作业.................................................................................................................................135
第 12 章 独立按键实验.................................................................................................................136
12.1 按键介绍........................................................................................................................137
12.1.1 独立按键检测原理............................................................................................ 138
12.2 硬件设计........................................................................................................................138
12.3 软件设计........................................................................................................................139
12.4 实验现象........................................................................................................................142
第 13 章 矩阵按键实验.................................................................................................................143
13.1 矩阵按键介绍................................................................................................................144
13.2 硬件设计........................................................................................................................145
13.3 软件设计........................................................................................................................146
13.4 实验现象........................................................................................................................149
课后作业.................................................................................................................................150
第 14 章 单片机 IO 扩展(并转串)--74HC165......................................................................... 151
14.1 74HC165 芯片介绍.........................................................................................................152
14.2 硬件设计........................................................................................................................153
14.3 软件设计........................................................................................................................155
14.4 实验现象........................................................................................................................158
课后作业.................................................................................................................................159
第 15 章 单片机 IO 扩展(串转并)--74HC595......................................................................... 160
15.1 74HC595 芯片介绍.........................................................................................................161
15.2 硬件设计........................................................................................................................162
15.3 软件设计........................................................................................................................163
15.4 实验现象........................................................................................................................166
课后作业.................................................................................................................................167
第 16 章 LED 点阵实验..................................................................................................................168
16.1 LED 点阵介绍..................................................................................................................169
16.2 硬件设计........................................................................................................................170
16.3 软件设计........................................................................................................................171
16.3.1 LED 点阵(点亮一个点).................................................................................. 172
16.3.2 LED 点阵(显示汉字)...................................................................................... 175
16.3.3 LED 点阵(显示图像)...................................................................................... 183
16.4 实验现象........................................................................................................................185
课后作业.................................................................................................................................186
第 17 章 直流电机实验.................................................................................................................187
17.1 直流电机介绍................................................................................................................188
17.2 ULN2003 芯片介绍.........................................................................................................189
17.3 硬件设计........................................................................................................................190
17.4 软件设计........................................................................................................................191
17.5 实验现象........................................................................................................................193
课后作业.................................................................................................................................194
第 18 章 步进电机实验.................................................................................................................195
18.1 步进电机介绍................................................................................................................196
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18.1.1 步进电机工作原理............................................................................................ 197
18.2 TC1508S 芯片介绍..........................................................................................................199
18.3 硬件设计........................................................................................................................200
18.4 软件设计........................................................................................................................201
18.5 实验现象........................................................................................................................204
课后作业.................................................................................................................................205
第 19 章 中断系统.........................................................................................................................206
19.1 中断介绍........................................................................................................................207
19.1.1 中断概念.............................................................................................................207
课后作业.................................................................................................................................213
第 20 章 外部中断实验.................................................................................................................214
20.1 外部中断介绍................................................................................................................215
20.2 外部中断配置................................................................................................................217
20.3 硬件设计........................................................................................................................218
20.4 软件设计........................................................................................................................219
20.5 实验现象........................................................................................................................222
课后作业.................................................................................................................................222
第 21 章 定时器中断实验.............................................................................................................223
21.1 定时器介绍....................................................................................................................224
21.1.1 51 单片机定时器原理........................................................................................ 224
21.2 定时器配置....................................................................................................................228
21.3 硬件设计........................................................................................................................230
21.4 软件设计........................................................................................................................230
21.5 实验现象........................................................................................................................233
课后作业.................................................................................................................................233
第 22 章 交通灯实验.....................................................................................................................235
22.1 交通灯简介....................................................................................................................236
22.2 硬件设计........................................................................................................................237
22.3 软件设计........................................................................................................................238
22.4 实验现象........................................................................................................................245
课后作业.................................................................................................................................246
第 23 章 串口通信实验.................................................................................................................247
23.1 通信的基本概念............................................................................................................248
23.1.1 串行通信与并行通信........................................................................................ 248
23.1.2 异步通信与同步通信........................................................................................ 249
23.1.3 单工、半双工与全双工通信............................................................................ 250
23.1.4 通信速率.............................................................................................................250
23.2 51 单片机串口介绍........................................................................................................251
23.2.1 串口通信简介.................................................................................................... 251
23.2.2 串口相关寄存器................................................................................................ 254
23.2.3 串口工作方式.................................................................................................... 256
23.2.4 串口的使用方法................................................................................................ 258
23.3 硬件设计........................................................................................................................260
23.4 软件设计........................................................................................................................263
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23.5 实验现象........................................................................................................................265
课后作业.................................................................................................................................267
第 24 章 RS485 通信实验..............................................................................................................268
24.1 RS485 通信介绍..............................................................................................................269
24.2 硬件设计........................................................................................................................271
24.3 软件设计........................................................................................................................272
24.4 实验现象........................................................................................................................275
课后作业.................................................................................................................................276
第 25 章 EEPROM-IIC 实验............................................................................................................ 277
25.1 I2C 介绍...........................................................................................................................278
25.1.1 I2C 物理层.......................................................................................................... 278
25.1.2 I2C 协议层.......................................................................................................... 279
25.2 AT24C02 芯片介绍......................................................................................................... 282
25.3 硬件设计........................................................................................................................284
25.4 软件设计........................................................................................................................285
25.5 实验现象........................................................................................................................296
课后作业.................................................................................................................................297
第 26 章 DS18B20 温度传感器实验.............................................................................................298
26.1 DS18B20 介绍................................................................................................................. 299
26.2 硬件设计........................................................................................................................304
26.3 软件设计........................................................................................................................305
26.4 实验现象........................................................................................................................314
课后作业.................................................................................................................................314
第 27 章 DS1302 时钟实验........................................................................................................... 315
27.1 DS1302 时钟芯片介绍................................................................................................... 316
27.1.1 DS1302 简介........................................................................................................ 316
27.1.2 DS1302 使用........................................................................................................ 317
27.2 硬件设计........................................................................................................................321
27.3 软件设计........................................................................................................................322
27.4 实验现象........................................................................................................................330
课后作业.................................................................................................................................331
第 28 章 红外通信实验.................................................................................................................332
28.1 红外遥控介绍................................................................................................................333
28.1.1 红外线简介.........................................................................................................333
28.1.2 红外遥控的原理................................................................................................ 333
28.2 硬件设计........................................................................................................................336
28.3 软件设计........................................................................................................................337
28.4 实验现象........................................................................................................................342
课后作业.................................................................................................................................343
第 29 章 ADC 模数转换实验.........................................................................................................344
29.1 ADC 介绍.........................................................................................................................345
29.1.1 ADC 简介..............................................................................................................345
29.1.2 ADC 转换原理......................................................................................................346
29.2 XPT2046 芯片介绍......................................................................................................... 348
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29.3 硬件设计........................................................................................................................352
29.4 软件设计........................................................................................................................353
29.5 实验现象........................................................................................................................359
课后作业.................................................................................................................................360
第 30 章 DAC 数模转换实验.........................................................................................................361
30.1 DAC 介绍.........................................................................................................................362
30.1.1 DAC 简介..............................................................................................................362
30.1.2 DAC 工作原理......................................................................................................363
30.2 PWM 介绍.......................................................................................................................363
30.3 硬件设计........................................................................................................................365
30.4 软件设计........................................................................................................................366
30.5 实验现象........................................................................................................................369
课后作业.................................................................................................................................370
第 31 章 LCD1602 液晶显示实验................................................................................................. 371
31.1 LCD1602 介绍................................................................................................................. 372
31.1.1 LCD1602 简介...................................................................................................... 372
31.1.2 LCD1602 常用指令.............................................................................................. 374
31.1.3 LCD1602 使用...................................................................................................... 375
31.2 硬件设计........................................................................................................................377
31.3 软件设计........................................................................................................................377
31.4 实验现象........................................................................................................................384
课后作业.................................................................................................................................385
第 32 章 LCD12864 液晶显示实验............................................................................................... 386
32.1 LCD12864 介绍............................................................................................................... 387
32.1.1 LCD12864 简介.................................................................................................... 387
32.1.2 MiniLCD12864 介绍.............................................................................................388
32.2 硬件设计........................................................................................................................388
32.3 软件设计........................................................................................................................390
32.3.1 显示文字.............................................................................................................391
32.3.2 显示图片.............................................................................................................406
32.4 实验现象........................................................................................................................409
课后作业.................................................................................................................................410
第 33 章 TFTLCD 显示实验............................................................................................................411
33.1 TFTLCD 介绍....................................................................................................................412
33.2 硬件设计........................................................................................................................415
33.3 软件设计........................................................................................................................417
33.4 实验现象........................................................................................................................459
课后作业.................................................................................................................................460
第 34 章 触摸屏实验.....................................................................................................................461
34.1 触摸屏介绍....................................................................................................................462
34.1.1 电阻式触摸屏介绍............................................................................................ 462
34.1.2 电容式触摸屏介绍............................................................................................ 464
34.2 硬件设计........................................................................................................................466
34.3 软件设计........................................................................................................................467
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34.4 实验现象........................................................................................................................480
课后作业.................................................................................................................................480
第 35 章 WIFI-ESP8266 无线控制实验.........................................................................................481
35.1 ESP8266-WIFI 模块介绍.................................................................................................482
35.1.1 ESP8266 简介.......................................................................................................482
35.1.2 ESP8266-WIFI 模块简介......................................................................................482
35.1.3 ESP8266 常用指令...............................................................................................484
35.2 硬件设计........................................................................................................................486
35.2.1 WIFI 模块修改波特率值.....................................................................................487
35.3 软件设计........................................................................................................................492
35.3.1 串口通信初始化函数........................................................................................ 492
35.3.2 WIFI 模块初始化及数据命令发送函数.............................................................493
35.3.3 温度数据获取及处理函数................................................................................ 495
35.3.4 串口中断函数.................................................................................................... 496
35.3.5 主函数.................................................................................................................499
35.4 实验现象........................................................................................................................500
课后作业.................................................................................................................................501
第 36 章 HC-05 蓝牙控制实验......................................................................................................502
36.1 PZ-HC05 蓝牙模块介绍..................................................................................................503
36.1.1 特性参数.............................................................................................................503
36.1.2 模块引脚说明.................................................................................................... 503
36.1.3 模块使用说明.................................................................................................... 505
36.2 硬件设计........................................................................................................................507
36.3 软件设计........................................................................................................................509
36.3.1 串口通信初始化函数........................................................................................ 509
36.3.2 串口中断函数.................................................................................................... 510
36.3.3 主函数.................................................................................................................510
36.4 实验现象........................................................................................................................512
课后作业.................................................................................................................................517