手把手教你学51单片机
——之MCS-51入门篇
主讲: 尹延辉
策划：张勇
开发板：LT-Super51
QQ群：31646346
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入门篇第一讲——个人电脑使用入门◆本讲内容提要
●微机系统概念结构
●电子学中的数字化设计
●可编程器件的开发流程
●个人电脑外部接口简介
●串口
●USB接口
●并口
●PCI插槽简介
●常用开发工具简介
●习题
——微机系统概念结构
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微处理器内存储器
主机总线输入输出接口硬件系统外存储器软盘、硬盘、光盘等输入设备(键盘、鼠标、摄像头等)计算机系统外部设备输出设备(显示器、打印机等)其他(网卡、声卡、显卡等)操作系统系统软件软件系统系统应用程序应用软件
——个人电脑的构成
PC 机结构框图
并口
南桥
CPU
北桥
串口
USB PS/2键盘鼠标VGA 显示器
AGP 显卡内存PCI 槽
以太网口ATA 硬盘
——电子学中的数字化设计
●电路仿真
?EWB：低频电路
?ADS：高频电路
●PCB设计
?Protel/AltiumDesigner ?PowerPCB ?Cadence
●交叉编译/调试?单片机、ARM ?DSP ?FPGA、CPLD
电路仿真PCB设计
代码编程程序仿真
最终产品电路板
加工
固化代码
◆PC机在电子工程中的应用
——可编程器件的开发系统
编译链接VHDL综合
JTAG 仿真器其他方式编程器
高级语言源代码
目标代码下载线目标板
USB
串口
并口
…
编译软件下载软件
仿真软件
●软件环境
?单片机/ARM/DSP：编译、链接、仿真的集成开发环境(IDE)
?FPGA/CPLD：综合、实现、映射、布局布线的集成开发环境(IDE)
●硬件工具
?单片机/ARM/DSP：仿真器、下载器、编程器
?FPGA/CPLD：下载线(可以通过嵌入式逻辑分析仪的形式实现仿真功能)
——个人电脑外部接口简介
VGA 接口显示器
串口
PS/2键盘鼠标
USB
以太网口
并口
——PC机串口简介
◆RS232电平标准
●逻辑1：-15V
●逻辑0：+15V
◆DB9接口定义
●TXD、RXD、GND三根线即可
满足绝大多数应用场合PC机
A
PC机
B
串口
连接线
——串口连接线
◆用途及类型
●延长线：公母直连线
●交叉线：两母交叉线
●公母交叉线、两公直连线、两母
直连线均不常用
——串口转接线
◆问题：新型电脑普遍无串口●USB转串口
?芯片：PL2303，CP2102，FT232
●PCI串口卡
●PCMCIA串口卡
——玩转串口通讯
◆串口与电子设备之间的连接●关键问题：电平转换
●电平转换芯片
?RS232<->TTL：MAX232
?RS232<->LVTTL：MAX3232
●单片机应用
?PC机与单片机通讯
?串口仿真器/下载器
DB9插座
DB9
插座交叉连接
PC机A
串口
设备电平
转换
——USB接口简介
◆通用串行总线
●特点：高速，通用，方便
?第一代：USB 1.0/1.1的最大传输速率为12Mbps。
?第二代：USB 2.0的最大传输速率高达480Mbps。
?USB 1.0/1.1与USB 2.0的接口是相互兼容的。
●注意：
?USB2.0Full Speed=USB1.1, USB2.0High Speed=USB2.0
——USB 接口简介
线序及颜色定义
触点功能（主机）功能（设备）颜色1V BUS (4.75－5.25 V)
V BUS (4.4－5.25 V)
红2D-D-白3D+D+绿4
接地
接地
黑
触点功能颜色1VBUS (4.4–5.25 V)
红2D ?白3D+绿4ID 5
接地
黑
——玩转USB通讯
●USB桥芯片
?USB1.1: PDIUSBD12?USB2.0:CYC68013
?USB_HOST:SL811,CH375●可编程芯片自带USB控制器?USB1.1: C8051F320?USB2.0:CYC68013
?USB_HOST:Cortex-M3
USB HOST
USB DEVICE1
USB
DEVICE2
USB
DEVICE127
◆单片机/ARM的USB通讯
——并口(打印口)简介◆并口两大作用
●连接打印机
●控制其他外设?类似于单片机IO口◆管脚定义
编号名称功能
1STROBE Strobe
2~9DATA0~DATA78位数据10ACK#Acknowledge 11BUSY Busy
12PE Paper End 13SELECT Select
14AUTO FEED #
Automatic
Feedback 15ERR#Error
16INIT#
Initialize
Printer 17SLIN#Select In 18~25GND Ground
——PCI插槽简介
◆PCI的定义及用途
●PCI（Peripheral Component Interconnect），是一种连接电
子计算机主板和外部设备的总线标准。
●传输速率
?33MHz X32bit=133M X8bpS
●电子学中的应用
?高速数据采集(主要是采集视频)
◆新一代PCI
●PCI-E(PCI Express)
●特点
?提升可靠性：串行化，引线大大减少
?速度更快：PCIe x16可达8GB/s
——PCI插槽简介
●左图：PCI网卡
●中图：PCI-EX1插槽
●下图：PCI-EX16插槽
——常用开发工具简介
◆仿真调试器
●仿真调试器的分类分类
?片上仿真：单片机上若干端口用于监测单片机内部状态，例如Jtag仿真器
?非片上仿真：用仿真器的仿真头代替单片机插入目标板，代码调试成功后，再通过下载器或编程器将代码固化到单片机中。51单片机仿真器多属于此类
?一般来讲，ARM、DSP和较新型的单片机都带有片上仿真调试功能，而所有兼容传统51的单片机型号均需要非片上仿真器进行仿真调试。
●与电脑之间的接口方式
?USB接口：比较高档的仿真器均采用USB接口，大多数可编程芯片都有USB接口的仿真器。串口仿真器可以通过USB-COM转换芯片转成USB接口。
?串口：很多单片机仿真器采用串口方式，例如伟福51仿真器、AVR-JtagICE等?并口：比较少见，但ARM和MSP430单片机都有并口仿真器。
●可以自制的仿真器(一般为芯片厂商公布的资料)
?AVR-JtagICE、MSP430-FET、ARM-Jtag等
?目前尚没有仿真效果比较理想的51单片机仿真器
——常用开发工具简介