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51单片机pcb封装参数?51单片机基础知识重点?

作者:五金加工
文章来源:本站

  

51单片机pcb封装参数?51单片机基础知识重点?

  

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51单片机pcb封装参数?51单片机基础知识重点?

  51单片机pcb封装参数?

  1.单片机的封装:

  单片机的封装大概的可以分为:DIP(直插封装)、PLCC(贴片,引脚向内折起)、TQFP(贴片,引脚向外侧伸展)。对DIP封装的单片机的型号及管脚识别方法如下(对于所有的DIP封装的识别方法与此类同)。

  对于DIP封装的单片机来说,在外壳正中央印有字(型号)的一面是它的正面,在单片机外壳的正面的一侧边有一个半月型的小坑,同时还有一个圆形的小坑在旁边。这两个标志说明离圆形小坑最近的管脚为单片机的1号管脚。把单片机印有型号的一侧朝上,1号管脚放在左手边,向右依次为2、3、4…20管脚,单片机上边沿从右到左为21、22、23…40脚。这样数的引脚号与电路图上所标的引脚号是一一对应的。对于其他封装的器件,方法与此类似,也可参考实际的器件使用手册来找到管脚的排列。

  2.电阻的封装及其参数:

  电阻的封装主要分为直插和贴片。参数的标注有直标和色标。

  ①直标法:直标法主要用在体积比较大的封装和贴片封装上。直标法有两种况:如果阻值是整数则用三位数表示,前两位是阻值的高两位,第三位是指十的几次方,如103,表示这个电阻是10千欧的;如果阻值是小数则用字母R代替小数点,小数点两边的整数值和小数值部分与之前所说的方法相同,如2R2,表示这个电阻是2.2欧的。

  ②色环标注法:色环电阻是应用于各种电子设备的最多的电阻类型,在识别时,可运用如下技巧:

  技巧1:先找标志误差的色环,从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是:金、银、棕,尤其是金环和银环,一般绝少用做电阻色环的第一环,所以在电阻上只要有金环和银环,就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。

  技巧2:棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环,又常作为有效数字环,且常常在第一环和最末一环中同时出现,使人很难识别谁是第一环。在实践中,可以按照色环之间的间隔加以判别:比如对于一个五道色环的电阻而言,第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些,据此可判定色环的排列顺序。

  技巧3:在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下,还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是:棕、黑、黑、黄、棕,其值为:100×104Ω=1MΩ误差为1%,属于正常的电阻系列值,若是反顺序读:棕、黄、黑、黑、棕,其值为140×100Ω=140Ω,误差为1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值,在电阻的生产系列中是没有的,故后一种色环顺序是不对的。

  如何识别阻值大小:四色环电阻:第一色环是十位数,第二色环是个位数,第三色环是应乘颜色次幂颜色次,第四色环是误差率;五色环电阻:第一色环是百位数,第二色环是十位数,第三色环是个位数,第四色环是应乘颜色次幂颜色次,第五色环是误差率。

  51单片机基础知识重点?

  51单片机是一种集成电路,它将一个微处理器、存储器、输入输出接口等集成在一块芯片上。由于其历史悠久且应用广泛,因此学习51单片机是入门嵌入式系统的好方式。以下是一些51单片机的基础知识重点:

  1. **基本结构和工作原理**:了解单片机的基本结构和工作原理是非常重要的。这包括了解8051微处理器的指令集,如ADD, SUB, AND, OR, XOR等,了解它的寄存器和内存,以及它们是如何协同工作的。

  2. **存储器和I/O接口**:存储器用于存储程序和数据,包括内部ROM、RAM以及外部扩展的ROM和RAM。I/O接口则用于与外部设备通信,例如LED、LCD、按键、继电器等。

  3. **定时器/计数器**:定时器/计数器是51单片机的重要组件,用于定时、计数等功能。

  4. **串行通信**:51单片机支持全双工的串行通信,包括UART、SPI和I2C等通信方式。

  5. **中断系统**:51单片机有多个中断源,包括定时器/计数器中断、外部中断、串行中断等,这使得51单片机能够响应实时的事件。

  6. **编程**:了解如何使用51单片机的汇编语言或C语言编程也是非常重要的。C语言由于其简洁性和可读性,成为了51单片机编程的主要选择。

  7. **开发环境**:了解如何使用Keil uVision、IAR等开发工具进行51单片机的编程、仿真和调试。

  8. **硬件连接**:理解如何将51单片机与各种硬件设备进行连接,如按键、LED、LCD等,也是学习51单片机的重要内容。

  这些都是学习51单片机的基础知识,理解这些内容后,你就可以开始编写自己的程序,实现各种嵌入式系统的功能了。

  51单片机基础知识的重点包括以下几个方面:1. 8051单片机的基本特点:了解8051单片机的主要特点,如存储器结构、引脚功能和管脚定义、工作时钟、寄存器等。2. 8051单片机的指令系统:掌握8051单片机的指令系统,包括不同类型的指令(数据传输、逻辑操作、算术操作、跳转与循环等)的功能和使用方法。3. 8051单片机的中断系统:理解中断的概念和应用,了解8051单片机的中断结构、中断向量表、中断优先级、中断的使能和禁止方法等。4. 8051单片机的IO口编程:掌握8051单片机的IO口编程,包括IO口的初始化、输入输出方向的设置、端口读写操作等。5. 8051单片机的定时器和计数器:了解8051单片机的定时器和计数器的工作原理和应用,掌握定时器和计数器的初始化、工作模式设置、中断方式和定时器的计时方法。6. 8051单片机的串口通信:熟悉8051单片机的串口通信原理和应用,掌握串口通信控制寄存器的设置和使用、数据传输的方法、串口中断的使用等。7. 8051单片机的存储器访问与扩展:了解8051单片机的存储器结构,包括内部RAM、片内ROM和外部扩展存储器,掌握存储器的访问方法和扩展存储器的使用方法。8. 8051单片机的应用案例:学会通过实际案例掌握8051单片机的应用,如LED控制、数码管显示、按键输入、温度测量、蜂鸣器报警等。以上是51单片机基础知识的重点内容,通过对这些知识的学习和实践,可以掌握51单片机的基本原理和应用。

  1.什么是单片机

   家用的遥控彩电、全自动洗衣机、空调、IC卡式的电度表,都是用单片机控制的。单片机是将CPU(Central Processing Unit)、存储器(Memory)、定时器/计数器(Timer/Counter)、I/O(Input/Output)接口电路等主要部件集成在一块集成电路上的微型计算机,简称单片机(SCM,Single ChipMicrocomputer),又称微控制器(MCU,MicroController Unit)。

  2.单片机的分类

  1.按单片机内部程序存储器分类

  按此方法分类,单片机可分为片内无ROM型、片内带掩膜ROM型、片内EPROM型、片内一次可编写型(OTP,One Time Programmable)和片内

  带Flash型等。Flash型单片机是近几年发展的一种新型机种。

  2.按指令集分类

  按此方法分类,单片机可分为CISC(ComplexInstruction Set Computer,复杂指令集)结构的单片机和RISC(Reduced Instruction Set Computer,精简指令集)结构的单片机两大类。

  一、STC51单片机外部引脚介绍

  1、电源和时钟引脚。如Vcc、GND、XTAL1、XTAL2

  2、编程控制引脚。如RST(复位)。

  3、I/O口引脚。

  Vcc、GND——单片机电源引脚,不同的型号单片机接入对应电压电源,常压为+5V,低压为+3.3V

  XTAL1、XTAL2——外接时钟引脚。XTAL1为片内震荡电路的输入端,XTAL2为片内震荡电路的输出端。8051的时钟有两种方式,一种是片内时钟震荡方式,需要在这两个脚外接石英晶体和震荡电容,震荡电容的值一般取10p~30p;另一种是外部时钟方式,将XTAL1接地,外部时钟信号从XTAL2脚输入。

  P0口——双向8位I/O口,每个口可独立控制,没有上拉电阻,为高阻态,所以不能正常的输出高低电平,因此该组IO口在使用时务必要接上拉电阻,一般选10千欧。

  P1口——准双向8位IO口,每个口可独立控制,内带上拉电阻,这种接口输出没有高阻状态,输入也不能锁存,故不是真正的双向IO口。之所以称它为准双向,是因为该口在作为输入使用前,要先向该口进行写1操作,然后单片机内部才可正确的读出外部信号,也就是要使其先有个“准”备的过程,所以说才是准双向接口。

  P3口——与P1口类似,作为第二功能使用时,和引脚有着各种功能的定义,要查手册。

  二、电平特性

  单片机的输入输出电平为TTL电平,其中高电平为+5V,低电平为0V。计算机串口为RS-232电平,其中高电平为-12V,低电平为+12V。注意,RS-232为负逻辑电平。

  三、单片机的几个周期介绍

  1、时钟周期:也称为震荡周期,定义为时钟频率的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,如12Mhz的晶振,它的时钟周期就是1/12us),它是单片机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内,CPU仅完成这一个最基本的动作

  2、状态周期:它是时钟周期的两倍

  3、机器周期:单片机的基本操作周期,在一个操作周期内,单片机完成一项基本操作,如取指令、存储器读写等。它由12个时钟周期(6个状态周期)组成。

  4、指令周期:他是指CPU执行一条指令所需要的时间。一般一个指令周期含有1~4个机器周期。

  四、移位操作

  1、左移。C51操作符为“<<”,最低位补零

  2、右移。同上

  3、循环左移,最高位移入最低位,其他依次向左移一位。

  五、数码管显示原理

  电路方面有共阴极和共阳极之分,让数码管显示不同的数字就是先定义一个保存16进制数的数组,然后在程序中把这个16进制数赋值给相应的引脚。

  六、中断概念

  1、51单片机一共有6个中断源

  INT0——外部中断0

  INT1——外部中断1

  T0/1/2——计时器/定时器中断,由计数器满回零引起。

  T1/R1——串行口中断,串行端完成一帧字符发送/接收后引起。

  七、单片机的定时器中断

  51单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器,即定时器T0和定时器T1。它们既有定时功能又有计数功能。定时器/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和底8位两个寄存器组成,TMOD寄存器是定时器/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0,T1的启动和停止以及设置溢出标志。

  加一计数器的输入计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来;另一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。如果定时器/计数器工作在定时模式,则表示时间已到;如果工作在计数模式,则表示计数值已经满了。

  定时器初始化过程如下:

  ①对TMOD赋值,以确定T0和T1的工作方式

  ②计算初值,并将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1中。

  ③中断方式时,则对IE赋值,开放中断。

  ④使TR0或TR1置位,启动定时器/计数器定时或计数

  八、并行与串行基本通信方式

  1、并行通信方式:将数据字节的各位用多条数据线同时进行传输,每位数据都需要一条传输线。

  2、串行通信方式:串行通信是将数据字节分成一位一位的形式在一条传输线上逐个的传输,此时只需要一条数据线

  3、异步串行通信方式:指通信的接收与发送设备使用各自的时钟控制数据的发送和接收过程。其特点是:不要求发送双方时钟严格一致,容易实现,设备开销小,但每个字符要附加2~3位,用于起始位、校验位、停止位,各帧之间还有间隔,因此传输效率不高。在单片机与单片机之间,单片机与计算机之间通信时,通常采用异步串行通信方式。

  4、同步串行通信方式:同步通信时要建立发送方时钟对接收方时钟的直接控制,使双方完全达到同步。

  九、RS-232电平与TTL电平的转换

  一般使用MAX232实现电平转换

  十、波特率与定时器初值的关系

  1、波特率:单片机或计算机在串口通信时的速率用波特率表示,它定义为每秒传输二进制代码的位数,即1波特 = 1位/秒,单位是bps。

  2、波特率的计算:在串行通信中,收、发双方对发送或接受数据的速率有约定。通过编程可对单片机串行口设定四种工作方式,其中方式0和方式2的波特率是固定的,而方式1和方式3的波特率是可变的,由定时器T1的溢出率来决定。

  3、为什么51系列单片机常用11.0592MHz的晶振设计?常用波特率通常按规范取1200,2400,4800,9600···,若采用晶振12Mhz或6Mhz,计算得出的T1定时初值将不是一个整数,这样通信时便会产生积累误差。

  十一、串行口结构描述

  1、串行口结构:51单片机的串行口是一个可编程全双工的通信接口,具有UART(通用异步收发器)的全部功能,能同时进行数据的发送和接收。串行口主要由两个独立的串行数据缓冲寄存器SBUF(一个发送缓冲寄存器,一个接收缓冲寄存器)和发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器以及若干控制门电路组成。执行写指令时,访问串行发送寄存器;执行读指令时,访问串行接收寄存器。与串口紧密相关的一个特殊功能寄存器是串行口控制寄存器SCON,它用来设定串行口的工作方式,接收/发送控制以及设置状态标志位等。

  2、串口方式简介:重点介绍方式1:。方式1是十位数据的异步通信口,其中1为起始位,8为数据位,1位停止位。TXD为数据发送引脚,RXD为数据接收引脚。其传输的波特率是可变的,对于51单片机,波特率由定时器1的溢出率决定。通常在做单片机与单片机串口通信、单片机与计算机串口通信、计算机与计算机串口通信时,基本都选择方式1。

  3、在具体操作串行口之前,需要对单片机的一些与串口有关的特殊功能寄存器进行初始化设置,主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。①确定T1工作方式(编程TMOD寄存器)②计算T1的初值,装载TH1,TL1③启动T1(编程TCON寄存器的TR1位)④确定串行口工作方式(编程SCON寄存器)⑤串行口工作在中断方式时,要进行中断设置(编程IE、IP寄存器)

  十二、I2C总线概述

  1、I2C具有接线口少,控制简单,器件封装形式小,通信速率高等优点。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL两条线构成通信线路,即可发送数据,也可接受数据。

  2、单片机模拟I2C总线通信,因为有许多单片机没有I2C总线接口,如51单片机,不过我们可以在单片机应用系统中通过软件模拟I2C总线的工作时序,在使用时,只需要正确调用各个函数就能方便地扩展I2C总线接口器件。

  3、单片机在模拟I2C通信时,需要写出如下几个关键部分的程序:总线的初始化、启动信号、应答信号、停止信号、写一个字节、读一个字节。

  十三、单片机空闲与掉电模式

  1、空闲模式:除CPU处于休眠状态之外,其余硬件全部处于活动状态。

  2、掉电模式:也成为休眠模式,外部晶振停振,CPU,定时器、串行口全部停止工作,只有外部中断继续工作。

  十四、看门狗概念

  在由单片机构成的系统中,由于单片机的工作有可能受到外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,从而陷入死循环,程序的正常运行被打断,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称看门狗。

  其工作过程如下:看门狗芯片和单片机的一个IO引脚相连,该IO引脚通过单片机程序控制,使他定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散的放在单片机其他控制语句中间的,一旦单片机由于干扰造成的程序跑飞而陷入某一程序段进入死循环状态时,给看门狗引脚送电平的程序便不能被执行到,这时看门狗电路会由于得不到单片机送来的信号,便对它与单片机复位引脚相连接的引脚送一个复位信号,使单片机复位。

  十五、SPI接口

  1. 概述

  SPI = Serial Peripheral Interface,是串行外围设备接口,是一种高速,全双工,同步的通信总线。常规只占用四根线,节约了芯片管脚,PCB的布局省空间。现在越来越多的芯片集成了这种通信协议,常见的有EEPROM、FLASH、AD转换器等。

  优点:

  支持全双工,push-pull的驱动性能相比open-drain信号完整性更好;

  支持高速(100MHz以上);

  协议支持字长不限于8bits,可根据应用特点灵活选择消息字长;

  硬件连接简单;

  缺点:

  相比IIC多两根线;

  没有寻址机制,只能靠片选选择不同设备;

  没有从设备接受ACK,主设备对于发送成功与否不得而知;

  典型应用只支持单主控;

  相比RS232 RS485和CAN总线,SPI传输距离短;

  2. 硬件结构

  SPI总线定义两个及以上设备间的数据通信,提供时钟的设备为主设备Master,接收时钟的设备为从设备Sle;

  信号定义如下:

  SCK : Serial Clock 串行时钟

  MOSI : Master Output, Sle Input 主发从收信号

  MISO : Master Input, Sle Output 主收从发信号

  SS/CS : Sle Select 片选信号

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