C單片機的基礎(chǔ)知識PPT學習教案

1、會計學1C單片機的基礎(chǔ)知識單片機的基礎(chǔ)知識學習方法：學習方法：課前預習，課后復習課前預習，課后復習廣覽書刊、網(wǎng)絡，立足實際應用廣覽書刊、網(wǎng)絡，立足實際應用理清概念，勤于實踐理清概念，勤于實踐硬件與軟件緊密結(jié)合硬件與軟件緊密結(jié)合第1頁/共42頁第第1 1章章 單片機基礎(chǔ)知識單片機基礎(chǔ)知識第第2 2章章 MSC-51MSC-51單片機單片機結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理第第3 3章章 MSC-51MSC-51單片機單片機指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)及及匯編語言匯編語言第第4 4章章 MSC-51MSC-51單片機的單片機的片內(nèi)接口片內(nèi)接口第第5 5章章 MSC-51MSC-51單片機單片機系統(tǒng)擴展技術(shù)系統(tǒng)擴展技術(shù)課程內(nèi)容：

2、課程內(nèi)容：第2頁/共42頁第第1 1章章 單片機基礎(chǔ)知識單片機基礎(chǔ)知識1.11.1 電子計算機電子計算機的發(fā)展概述的發(fā)展概述1.21.2 單片機單片機應用系統(tǒng)開發(fā)應用系統(tǒng)開發(fā)簡述簡述1.31.3 單片機單片機發(fā)展過程發(fā)展過程及及產(chǎn)品近況產(chǎn)品近況1.41.4 單片機的單片機的特點特點及及應用領(lǐng)域應用領(lǐng)域1.51.5 數(shù)制數(shù)制與與編碼編碼的簡單回顧的簡單回顧第3頁/共42頁1946年年2月月15日，第一臺電日，第一臺電子數(shù)字計算機子數(shù)字計算機問世，標志著問世，標志著計算機時代的計算機時代的到來。到來。ENIAC第4頁/共42頁第5頁/共42頁電子管電子管計算機計算機晶體管晶體管計算機計算機集成電路

3、集成電路計算機計算機大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路計算機計算機超大規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路計算機計算機第6頁/共42頁一、微型計算機的組成一、微型計算機的組成 19711971年年1 1月，月，INTELINTEL公司公司的特德的特德霍夫在與日本商霍夫在與日本商業(yè)通訊公司合作研制臺式業(yè)通訊公司合作研制臺式計算器時，將原始方案的計算器時，將原始方案的十幾個芯片壓縮成十幾個芯片壓縮成三個集三個集成電路芯片成電路芯片。其中的兩個。其中的兩個芯片分別用于存儲程序和芯片分別用于存儲程序和數(shù)據(jù)，另一芯片數(shù)據(jù)，另一芯片集成了運集成了運算器和控制器及一些寄存算器和控制器及一些寄存器，稱為微處理器器，稱為微處

4、理器（即（即Intel 4004Intel 4004）。）。4004微處理微處理器器第7頁/共42頁第8頁/共42頁 多板機多板機（系統(tǒng)機）（系統(tǒng)機） 工業(yè)工業(yè)PC機機 也屬于多板機。也屬于多板機。 單板機單板機 單片機單片機: 集成了集成了CPU、存儲器、存儲器、I/O接接口電路的口電路的單芯片微型計算機單芯片微型計算機。第9頁/共42頁單板機單板機單片機單片機系統(tǒng)機（多板機）系統(tǒng)機（多板機）第10頁/共42頁 單片機（單片機（嵌入式嵌入式應用）屬于應用）屬于專用專用計算機，計算機，主要用于智能儀表及傳感器、智能家電、智主要用于智能儀表及傳感器、智能家電、智能辦公設(shè)備、汽車及軍事電子設(shè)備等系

5、統(tǒng)。能辦公設(shè)備、汽車及軍事電子設(shè)備等系統(tǒng)。 第11頁/共42頁 單片機自身沒有開發(fā)功能，必須借助開發(fā)機單片機自身沒有開發(fā)功能，必須借助開發(fā)機來完成如下任務：來完成如下任務： 排除硬件故障和軟件錯誤排除硬件故障和軟件錯誤 程序固化到程序存儲器芯片中。程序固化到程序存儲器芯片中。 正確的正確的硬件硬件設(shè)計和良好的設(shè)計和良好的軟件軟件功能設(shè)計是功能設(shè)計是一個實用的單片機應用系統(tǒng)的一個實用的單片機應用系統(tǒng)的設(shè)計目標設(shè)計目標。完成。完成該目標的過程稱為單片機應用系統(tǒng)的該目標的過程稱為單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)開發(fā)。第12頁/共42頁0000 0100B04H第13頁/共42頁 手工匯編手工匯編 利用開發(fā)機的駐

6、留匯編程序進行匯編利用開發(fā)機的駐留匯編程序進行匯編 交叉匯編交叉匯編第14頁/共42頁1.2.2 1.2.2 單片機應用系統(tǒng)傳統(tǒng)開發(fā)方式單片機應用系統(tǒng)傳統(tǒng)開發(fā)方式第15頁/共42頁第16頁/共42頁1.2.3 1.2.3 單片機開發(fā)方式的發(fā)展單片機開發(fā)方式的發(fā)展第17頁/共42頁還配置了具有還配置了具有ICSPICSP功能的簡單仿真器和燒功能的簡單仿真器和燒寫器。通過寫器。通過PCPC機串行電纜就可以完成對目機串行電纜就可以完成對目標系統(tǒng)的仿真調(diào)試標系統(tǒng)的仿真調(diào)試 。第18頁/共42頁三個主要階段：三個主要階段： 單芯片微機形成單芯片微機形成階段階段 1976年，年，Intel公司推出了公司推

7、出了MCS-48系列單片系列單片機機 。8位位CPU、1K字節(jié)字節(jié)ROM、64字節(jié)字節(jié)RAM、27根根I/O線和線和1個個8位定時位定時/計數(shù)器。計數(shù)器。 第19頁/共42頁 性能完善提高性能完善提高階段階段 1980年，年，Intel公司推出了公司推出了MCS-51系列單片系列單片機：機：8位位CPU、4K字節(jié)字節(jié)ROM、128字節(jié)字節(jié)RAM、4個個8位并口、位并口、1個全雙工串行口、個全雙工串行口、2個個16位定位定時時/計數(shù)器。尋址范圍計數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強，并有控制功能較強的布爾處理器。的布爾處理器。第20頁/共42頁 1982年，年，Intel推出推出MCS-96系

8、列單片機。芯系列單片機。芯片內(nèi)集成：片內(nèi)集成：16位位CPU、8K字節(jié)字節(jié)ROM、232字節(jié)字節(jié)RAM、5個個8位并口、位并口、1個全雙工串行口、個全雙工串行口、2個個16位定時位定時/計數(shù)器。尋址范圍計數(shù)器。尋址范圍64K。片上還有。片上還有8路路10位位ADC、1路路PWM輸出及高速輸出及高速I/O部件等。部件等。第21頁/共42頁 ATMELATMEL公司融入公司融入FlashFlash存儲器技術(shù)的存儲器技術(shù)的AT89AT89系列系列 PhilipsPhilips公司的公司的80C5180C51、80C55280C552系列系列 華邦公司的華邦公司的W78C51W78C51、W77C51

9、W77C51高速低價系列高速低價系列 ADIADI公司的公司的ADC8xxADC8xx高精度高精度ADCADC系列系列 LGLG公司的公司的GMS90/97GMS90/97低壓高速系列低壓高速系列 MaximMaxim公司的公司的DS89C420DS89C420高速（高速（50MIPS50MIPS）系列）系列 CygnalCygnal公司的公司的C8051FC8051F系列高速系列高速SOCSOC單片機單片機 80C5180C51系列產(chǎn)品繁多，主流地位已形成，已系列產(chǎn)品繁多，主流地位已形成，已推出的與推出的與80C5180C51兼容兼容的主要產(chǎn)品有：的主要產(chǎn)品有：第22頁/共42頁 Intel

10、的的MCS-96系列系列16位單片機位單片機 Microchip的的PIC系列系列RISC單片機單片機 TI的的MSP430F系列系列16位低功耗單片機位低功耗單片機 。第23頁/共42頁 控制性能和可靠性高控制性能和可靠性高 可對可對I/OI/O端口直接操作，位操作能力更是其端口直接操作，位操作能力更是其它計算機無法比擬的。由于它計算機無法比擬的。由于CPUCPU、存儲器及、存儲器及I/OI/O接口集成在同一芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)在傳送時受接口集成在同一芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)在傳送時受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響。體積小、價格低、易于產(chǎn)品化體積小、價格低、易于產(chǎn)品

11、化 應用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安應用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡單方便。裝簡單方便。第24頁/共42頁 智能儀器儀表智能儀器儀表 機電一體化產(chǎn)品機電一體化產(chǎn)品實時工業(yè)控制實時工業(yè)控制分布式系統(tǒng)的前端模塊分布式系統(tǒng)的前端模塊家用電器家用電器第25頁/共42頁1.5.1 1.5.1 數(shù)制數(shù)制1.5.2 1.5.2 編碼編碼1.5.3 1.5.3 計算機中計算機中帶符號數(shù)帶符號數(shù)的表示的表示第26頁/共42頁 數(shù)制：數(shù)制：是是計數(shù)計數(shù)的規(guī)則的規(guī)則 （亦稱計數(shù)制（亦稱計數(shù)制）1.5.1 1.5.1 數(shù)制數(shù)制 十進制：十進制：生活中最熟悉的生活中最熟悉的進位進位計數(shù)制計數(shù)制。 符號符號：

12、0，1，9 規(guī)則規(guī)則：逢十進一：逢十進一 符號符號：0，1 規(guī)則規(guī)則：逢二進一：逢二進一 特點特點：便于實現(xiàn)，不便記憶：便于實現(xiàn)，不便記憶第27頁/共42頁MSBLSB D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0位號位號：字節(jié)字節(jié)： 有有2 個值（個值（0255） LSB：最低有效位，：最低有效位，D0位位 MSB：最高有效位，：最高有效位，D7位位第28頁/共42頁 有有2 個值（個值（065535） MSB：D15位位 十六進制：十六進制：用于用于代碼代碼和和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的的縮寫縮寫 符號符號： 0，1，9，A，B，F(xiàn) 規(guī)則規(guī)則：逢十六進一：逢十六進一 特點特點：二進制二進制4位位十六進制

13、十六進制1位位第29頁/共42頁 十進制：十進制：D（或不帶字母）（或不帶字母） 二進制：二進制：B 十六進制：十六進制：H第30頁/共42頁第31頁/共42頁1.5.2 1.5.2 編碼編碼例：字符例：字符“0”30H 字符字符“A”41H 字符字符“a” 61H 控制符控制符CR 0DH第32頁/共42頁 1個字節(jié)個字節(jié)表示表示2位十進制數(shù)位十進制數(shù)的代碼，稱為的代碼，稱為壓壓縮的縮的BCD碼碼。例：例：25的壓縮的壓縮BCD碼為碼為25H （注意：其十六進制（注意：其十六進制值值為為19H) 第33頁/共42頁 2個個BCD碼的運算可能出現(xiàn)非法碼，這時要碼的運算可能出現(xiàn)非法碼，這時要對所

14、得結(jié)果進行調(diào)整。對所得結(jié)果進行調(diào)整。非法碼：非法碼：4位代碼在位代碼在1010B1111B范圍時范圍時。第34頁/共42頁1.5.3 1.5.3 計算機中帶符號數(shù)的表示計算機中帶符號數(shù)的表示 數(shù)數(shù)在在計算機內(nèi)計算機內(nèi)的表示形式稱為的表示形式稱為機器數(shù)機器數(shù) 這個這個數(shù)本身數(shù)本身稱為稱為真值真值例：正數(shù)例：正數(shù) +100 0101B（+45H） 100 0101B0 （ 45H）機器機器數(shù)數(shù)真真值值例：負數(shù)例：負數(shù) - 101 0101B（- 55H） 101 0101B1 （ D5H）機器機器數(shù)數(shù)真值真值第35頁/共42頁 原碼：原碼：最高位為符號位，最高位為符號位，數(shù)值數(shù)值為為絕對絕對值值 反碼：反碼： 正數(shù)的反碼與其原碼相同正數(shù)的反碼與其原碼相同 負數(shù)的反碼負數(shù)的反碼符號符號位為位為1，數(shù)值數(shù)值位為其位為其原碼原碼數(shù)數(shù)值位逐位值位逐位取反取反第36頁/共42頁 正數(shù)的補碼與其原碼相同正數(shù)的補碼與其原碼相同 負數(shù)的補碼負數(shù)的補碼為其為其反碼末位加反碼末位加1計算機中，計算機中，帶符號數(shù)帶符號數(shù)的的運算運算均采用補碼均采用補碼。例：正數(shù)例：正數(shù) +100 0101B（+45H） 100 0101B0 反碼反碼 100 0101B0 補碼補碼例：負數(shù)例：負數(shù) - 101 0101B （- 55H） 010 1010B1 反