《片機(jī)基礎(chǔ)知識概述》PPT課件.ppt

1、第1章單片機(jī)基礎(chǔ)知識概述,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識 1.3 Proteus軟件簡介,1.1 單片機(jī)概述 1、什么是單片機(jī) 2、單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用 3、單片機(jī)的發(fā)展趨勢 4、單片機(jī)的學(xué)習(xí) 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識 1.3 Proteus軟件簡介,1.1 單片機(jī)概述,SCM將通用微計(jì)算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一種專用微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)在國際上通用的另一簡稱為MCU(Micro Controller Unit)。,應(yīng)用：SCM硬件+SCM軟件+少量外圍電路嵌入式微機(jī)系統(tǒng)+被控對象微電腦控制產(chǎn)品,1. 單片計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer

2、),2.單片機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用,特點(diǎn)：小體積、低功耗、高性價比、開發(fā)性能好 應(yīng)用領(lǐng)域： (1) 工業(yè)自動化，如工業(yè)過程控制、過程監(jiān)測、機(jī)電一體化產(chǎn)品等； (2) 智能儀器儀表，如常用的智能電度表、精密數(shù)字溫度計(jì)等； (3) 信息和通信產(chǎn)品，如打印機(jī)，電話機(jī)、傳真機(jī)等； (4) 汽車電子和航空航天器電子系統(tǒng)，如動力監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及運(yùn)行監(jiān)視器(黑匣子)等； (5) 智能家電，如洗衣機(jī)、微波爐等；,單片機(jī)應(yīng)用范例,1971年推出了4位單片機(jī)4004 1972年推出了基本雛形8位單片機(jī)8008 1976年起推出實(shí)用8位單片機(jī)8048（8位） 1978年起推出增強(qiáng)型8位單片機(jī)8051

3、1982年起推出16位單片機(jī)8096（16位） 迄今為止，世界各地廠商已相繼研制出大約50個系列300多個品種的單片機(jī)產(chǎn)品。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢是：高集成度、高性能、高性價比、低功耗微控制器（Micro Controller Unit) 增強(qiáng)功能的單片機(jī)，8位的51內(nèi)核單片機(jī)仍然是目前主流機(jī)型。,3.單片機(jī)的發(fā)展：以Intel為例,ABS系統(tǒng)：Anti-LockBrake System的英文縮寫，翻譯過來可以叫做“剎車防抱死系統(tǒng)”。,汽車電控系統(tǒng)中的單片機(jī)應(yīng)用,4、單片機(jī)的學(xué)習(xí),(1)、熟悉單片機(jī)的原理，結(jié)構(gòu)，片內(nèi)資源及其應(yīng)用 (2)、熟練運(yùn)用電路基礎(chǔ)知識； (3)、熟練掌握用C語言和匯編語言編

4、程； (4)、熟悉操作系統(tǒng)原理； (5)、掌握Proteus 仿真技能； (6)、掌握實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)； (7)、具有制作實(shí)際電路、軟、硬件調(diào)試能力。,各組成部分既相對獨(dú)立，又相互交叉,80C51型單片機(jī),教學(xué)目標(biāo)掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能 需要具備單片機(jī)硬件、軟件、接口三方面知識,硬件結(jié)構(gòu)（RAM，ROM，IO，T/C，INT，UART）,存儲器,輸入/輸出單元,定時/計(jì)數(shù)器,中斷系統(tǒng),串行通信,硬件結(jié)構(gòu),硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu),C51語言程序,匯編語言程序,軟件編程,接口系統(tǒng)（LED，KEY，A/D，D/A，IO擴(kuò)展）,鍵盤電路,數(shù)碼管,鍵盤,模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)模轉(zhuǎn)換,可編程接口,接口系統(tǒng),理論教

5、學(xué)掌握基本原理課堂講解+課后復(fù)習(xí)練習(xí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)掌握基本技能教學(xué)實(shí)驗(yàn)+實(shí)驗(yàn)報(bào)告,電路實(shí)驗(yàn)箱,虛擬實(shí)驗(yàn)平臺,單片機(jī)的學(xué)習(xí)方法,PROTEUS單片機(jī)仿真軟件,Keil C51簡介 Keil C51是51單片機(jī)軟件開發(fā)的C語言和匯編語言環(huán)境，可以進(jìn)行純軟件仿真；也可以與Proteus軟件聯(lián)合進(jìn)行仿真。,Keil集成開發(fā)環(huán)境軟件,特點(diǎn)： （1）以C51編程語言作為貫穿全書各章節(jié)的主線，匯編語言內(nèi)容僅按能讀懂源代碼程序的要求安排。 （2）將近年來國際上熱門的單片機(jī)仿真軟件引進(jìn)到教材體系中，使單片機(jī)的抽象概念直觀化，編程效果可視化。 （3）以仿真實(shí)驗(yàn)代替實(shí)物實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中包括了相關(guān)內(nèi)容的閱讀材料。,使用教

6、材,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識 1、數(shù)制及常用數(shù)制 2、數(shù)制轉(zhuǎn)換 3、有符號數(shù) 4、位-字節(jié)-字 5、BCD碼 6、ASCII碼 7、邏輯門電路 1.3 Proteus軟件簡介,1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識,數(shù)制，進(jìn)位設(shè)計(jì)制的簡稱，用時位方式計(jì)數(shù)的方法以。 單片機(jī)常用的數(shù)制有十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制。,例如：,1.數(shù)制定義,二進(jìn)制：0、1 ；規(guī)則：逢二進(jìn)一，后綴為B。 一般表達(dá)式為：,其中，基數(shù)為2，各位加權(quán)數(shù)為0，1。,例如：,十六進(jìn)制 ：09、AF。規(guī)則：逢十六進(jìn)一，后綴為H。 一般表達(dá)式為：,其中，基數(shù)為16，各位加權(quán)數(shù)為09、AF 。,例如：,(1) 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成

7、十進(jìn)制 轉(zhuǎn)換規(guī)則：按進(jìn)制的表達(dá)式展開，然后按照十進(jìn)制運(yùn)算求和。,例如：,2.數(shù)制轉(zhuǎn)換,（2）十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制 轉(zhuǎn)換規(guī)則：按進(jìn)制的表達(dá)式展開，然后按照十進(jìn)制運(yùn)算求和。,例如：,(3) 二進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換,從低位起由右到左，每四位二進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)。例如：,（最后一組不足時左邊添0湊齊4位）,轉(zhuǎn)換規(guī)則：,(4)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進(jìn)制整數(shù) 轉(zhuǎn)換規(guī)則：“除基取余”。十進(jìn)制整數(shù)不斷除以轉(zhuǎn)換進(jìn)制基數(shù)，直至商為0。每除一次取一個余數(shù)，從低位排向高位。,例如：,二進(jìn)制數(shù)的正、負(fù)號需用“0”和“1”來表達(dá)。一般最高位為符號位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。,例如：真值 +123 0

8、111 1011B 真值 -123 1111 1011B,有符號數(shù)：最高位為符號位，“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。 無符號數(shù)：最高位不作為符號位，而當(dāng)成數(shù)值位。,真值 1111 1011B ？,= 251 = -123,3.有符號數(shù)的表示方法,二進(jìn)制數(shù)有三種編碼形式：原碼、反碼和補(bǔ)碼,原碼： 二進(jìn)制數(shù)的原形，可以是無符號數(shù)，也可以是有符號數(shù)。 例如，8位無符號原碼數(shù)的范圍是： 0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255） 8位有符號數(shù)的范圍是： 1111 1111B0111 1111B（FFH-7FH或-127 127）,機(jī)器數(shù)的表示,反碼：正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的

9、反碼為：符號位不變，數(shù)值部分按位取反。 例如，原碼 1000 0100B反碼 1111 1011B,8位無符號反碼數(shù)的范圍是 0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255） 8位有符號反碼數(shù)的范圍是 1111 1111B0111 1111B（FFH-7FH或-127 127）,補(bǔ)碼：正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為其反碼加1，但原符號位不變。 例如，原碼 1000 0100B補(bǔ)碼 1111 1100B,8位無符號補(bǔ)碼數(shù)的范圍是 0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255） 8位有符號補(bǔ)碼數(shù)的范圍是 1000 0000B0111 1111B（80H-7

10、FH或-128 127）,補(bǔ)碼的用途：將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為加法運(yùn)算。,例如：123-125=0111 1011B+1000 0011B=1111 1110B=-2,位(bit)：二進(jìn)制數(shù)中的一位，其值不是“1”，就是“0”。 字節(jié)(byte)：一個8位的二進(jìn)制數(shù)為一個字節(jié)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的基本單位。 字(word)：兩個字節(jié)就是一個字，又叫雙字節(jié)。 另外，有時還會用到“半字節(jié)”，即4位二進(jìn)制。 例如：1000 1110 1100 1011B = 8E CDH,4. 位-字節(jié)-字,BCD碼（Binary Coded Decimal）用二進(jìn)制代碼表示的十進(jìn)制數(shù)，四位二進(jìn)制代碼（半字節(jié)）可表示1位十進(jìn)

11、制數(shù)。 用一個字節(jié)表示兩個十進(jìn)制的數(shù)壓縮的BCD碼： 如 1000 0111B 表示十進(jìn)制的87 用一個字節(jié)僅表示一位十進(jìn)制的數(shù)非壓縮的BCD碼： 如 0000 0111B 表示十進(jìn)制的7,BCD碼的用途：可使計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)運(yùn)算,例如，23+15=0010 0011B+0001 0101B=0011 1000B=38,5. BCD碼,字母和字符的二進(jìn)制數(shù)表示-ASC碼(American Standard Code for Information Interchange美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)字符碼 )。,它采用7位二進(jìn)制編碼表示128個字符，其中包括數(shù)碼09以及英文字母等可打印的字符。,A

12、 100 0001B 41H,例如：,0- 9 30H 39H,6. ASC碼,計(jì)算機(jī)是由若干邏輯門電路組成的，所以，計(jì)算機(jī)對于人們給出的二進(jìn)制數(shù)識別、運(yùn)算要靠基本邏輯門電路來實(shí)現(xiàn)。在邏輯門電路中我們用1和0分別表示高、低電平 。,以下介紹幾種常用邏輯電路的邏輯符號和邏輯功能。,7.基本邏輯門電路,（1）與邏輯關(guān)系,與邏輯真值表,Y,與門電路,A,B,Y,定義計(jì)數(shù)變量地址 BUTTONBITP3.7;定義按按鈕輸入端地址 ORG0 START:MOVCOUNT,#00H;計(jì)數(shù)器賦初值 NEXT:MOVA,COUNT MOVB,#10 DIVAB;分解計(jì)數(shù)值 MOVDPTR,#TABLE;查找顯

13、示字模 MOVCA,A+DPTR MOVP0,A;顯示值送LED十位 MOVA,B MOVCA,A+DPTR MOVP2,A;顯示值送LED個位 JBBUTTON,$;檢測按鈕是否按下 JNBBUTTON,$ INCCOUNT MOVA,COUNT CJNEA,#100,NEXT;判斷計(jì)數(shù)值是否超過99 LJMPSTART;反復(fù)計(jì)數(shù) TABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H ;LED顯示字模 DB6DH,7DH,07H,7FH,6FH END,(4) 進(jìn)行源代碼調(diào)試,(5) 仿真運(yùn)行,在前述計(jì)數(shù)顯示器電路原理圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行印刷線路板設(shè)計(jì)，并生成制版所需的電子文件。,器件布局,自動布線,2. ARES 模塊應(yīng)用舉例,(1) 啟動ARES,導(dǎo)入電路原理圖（自動、手動）,(2) 元器件布局,生成節(jié)點(diǎn)連線（自動、手動）,(3) 元器件布線,填充線路板區(qū)間（正面、反面）,(4) 鋪銅,(5) 三維效果圖,生成加工文件（絲印層、打孔層、元件層）,(6) CADCAM輸出,1.單片機(jī)