《理學單片機》ppt課件

1、教材配套電子講義第1章單片機根底知識概述 1.1 單片機概述1.2 單片機學習的預備知識1.3 Proteus運用簡介第1章 單片機根底知識概述 一、單片機概述一、單片機概述1.單片機及其開展單片機及其開展什么是單片機？ 單片機單片機Single-Chip-Microcomputer又稱為單片微計算機，其根本構造是將又稱為單片微計算機，其根本構造是將微型計算機的根本功能部件：中央處置微型計算機的根本功能部件：中央處置器器CPU、存儲器、輸入接口、輸出、存儲器、輸入接口、輸出接口、定時接口、定時/計數器、終端系統(tǒng)等全部集計數器、終端系統(tǒng)等全部集成在一個半導體芯片上。成在一個半導體芯片上。第1章

2、單片機根底知識概述 單片機的開展：單片機的開展： 1976年，年，Intel公司推出公司推出MCS-48系列單片機，以體系列單片機，以體積小、功能全、價錢低等本身的魅力，得到了廣泛的積小、功能全、價錢低等本身的魅力，得到了廣泛的運用，成為單片機開展過程中的一個重要標志。運用，成為單片機開展過程中的一個重要標志。 目前，世界各地廠商曾經相繼研制出大約目前，世界各地廠商曾經相繼研制出大約50個系列個系列300多個種類的單片機產品。多個種類的單片機產品。 在在8位單片機的根底上，又推出超位單片機的根底上，又推出超8位單片機，其功位單片機，其功能進一步加強，同時能進一步加強，同時16位單片機也相繼產生

3、，代表產位單片機也相繼產生，代表產品有品有Intel公司的公司的MCS-96系列。系列。 第1章 單片機根底知識概述 2.單片機的特點和運用單片機的特點和運用 特點：特點： 良好的性能價錢比良好的性能價錢比 ； 集成度高、體積小、抗干擾才干強，可靠性高集成度高、體積小、抗干擾才干強，可靠性高 ； 開發(fā)性能好，開發(fā)周期短，控制功能強開發(fā)性能好，開發(fā)周期短，控制功能強 ； 低功耗、低電壓，具有掉電維護功能；低功耗、低電壓，具有掉電維護功能； 通用性和靈敏性好。通用性和靈敏性好。 第1章 單片機根底知識概述 運用領域：運用領域： 工業(yè)自動化控制：工業(yè)過程控制、過程監(jiān)測、工業(yè)控工業(yè)自動化控制：工業(yè)過程

4、控制、過程監(jiān)測、工業(yè)控制器及機電一體化控制系統(tǒng)等制器及機電一體化控制系統(tǒng)等 ； 智能儀器儀表：單片機廣泛運用于各種儀器儀表，使智能儀器儀表：單片機廣泛運用于各種儀器儀表，使儀器儀表智能化；儀器儀表智能化； 通訊設備：多機系統(tǒng)中的各計算機之間的通訊聯(lián)絡，通訊設備：多機系統(tǒng)中的各計算機之間的通訊聯(lián)絡，計算機與其外圍設備之間的協(xié)作都有單片機的參與；計算機與其外圍設備之間的協(xié)作都有單片機的參與； 汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)；汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)； 家用電器。家用電器。 以單片機為控制中心用軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的微控制技術，是對傳統(tǒng)控制技術的一次革命。第1章 單片機根底知識概述 3.單片機

5、的開展趨勢單片機的開展趨勢 自單片機問世以來，經過三十多年的開展，已從最初自單片機問世以來，經過三十多年的開展，已從最初的的4位機開展到位機開展到32位機，體積更小、集成度更高、功能位機，體積更小、集成度更高、功能更強大。更強大。 高集成度；高集成度； 高性能；高性能； 低功耗；低功耗； 高性價比。高性價比。 第1章 單片機根底知識概述 4.單片機學習單片機學習 在單片機的學習中應特別強調的是實際與實際相結合在單片機的學習中應特別強調的是實際與實際相結合的學習方法。的學習方法。 在學習過程中，結合教材將在學習過程中，結合教材將Proteus仿真設計方法與仿真設計方法與51單片機傳統(tǒng)內容有機結合

6、起來，以使讀者能真正掌握單單片機傳統(tǒng)內容有機結合起來，以使讀者能真正掌握單片機的適用開發(fā)技術，并收到事半功倍的效果。片機的適用開發(fā)技術，并收到事半功倍的效果。 第1章 單片機根底知識概述 二、單片機學習的預備知識二、單片機學習的預備知識 1.數制數制 十進制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；規(guī)那么：逢十進一。普通表達式為：0011221110101010 ddddNnnnnD 其中，展開式中的10稱為基數，各位加權數為09。例如：01231041031021011234 單片機常用的數制有十進制、二進制、十六進制。 第1章 單片機根底知識概述 二進制：0、1 ；規(guī)那么：逢二進一。二進制

7、的后綴為B；十進制數后綴為D，但十進制數可不帶后綴。普通表達式為： 其中，展開式中的2稱為基數，各位加權數為0，1。例如：0123212021211101B001122112222 bbbbNnnnnB第1章 單片機根底知識概述 十六進制十六進制 ：符號集：符號集：09、A、B、C、D、E、F；規(guī)那么：逢十六進一。普通表達式為：規(guī)那么：逢十六進一。普通表達式為： 其中，展開式中的16稱為基數，各位加權數為09、AF 。例如：0011221116161616 hhhhNnnnnH01231681612161516138HDFC第1章 單片機根底知識概述 2.數制轉換數制轉換 (1)十六進制數轉換

8、成十進制數十六進制數轉換成十進制數 方法是按進制的表達式展開，然后按照十進制運算求方法是按進制的表達式展開，然后按照十進制運算求和。例如：和。例如：112121211011013B(2)二進制與十六進制數之間的轉換二進制與十六進制數之間的轉換 從低位起，從右到左，每四位最后一組缺乏時左邊從低位起，從右到左，每四位最后一組缺乏時左邊添添0湊齊湊齊4位二進制數對應一位十六進制數。例如：位二進制數對應一位十六進制數。例如：5728816816121615161380123HDFC第1章 單片機根底知識概述 (3)十進制整數轉換成二、十六進制整數十進制整數轉換成二、十六進制整數 轉換規(guī)那么：轉換規(guī)那么

9、：“除基取余。十進制整數不斷除以轉除基取余。十進制整數不斷除以轉換進制基數，直至商為換進制基數，直至商為0。每除一次取一個余數，從。每除一次取一個余數，從低位排向高位。例如：低位排向高位。例如：第1章 單片機根底知識概述 3.有符號數的表示方法有符號數的表示方法 計算機所能表示的數或其它信息，都是用二進制表達的，對正號和負號只能用“0和“1來表達。普通最高位為符號位，“0表示正數，“1表示負數。真值 +123機器數 0111 1011B真值 -123機器數 1111 1011B 所謂機器數，是指在計算機中運用的、帶有符號位的二進制數，其位數通常為8的整數倍。 有符號數：即機器數，最高位為符號位

10、，“0表示正數，“1表示負數。無符號數：機器數中最高位不作為符號位，而當成數值位。第1章 單片機根底知識概述 有符號位有原碼，反碼和補碼三種表示法。有符號位有原碼，反碼和補碼三種表示法。 原碼：原碼就是機器碼。 8位原碼數表示的范圍為FFH7FH-127+127。原碼數00H和80H的數值部分一樣、符號位相反，它們分別為+0和0。16位原碼數表示的范圍為FFFFH7FFFH-32767+32767。原碼數0000H和8000H的數值部分一樣、符號位相反，它們分別為+0和0。反碼：正數的反碼與原碼一樣；負數的反碼為：符號位不變，數值部分按位取反。例如，求8位反碼機器數： 原碼 0000 0100

11、B反碼 0111 1011B補碼：正數的補碼表示與原碼一樣。負數的補碼為其反碼加1，但原符號位不變。第1章 單片機根底知識概述 例如，求8位二進制數補碼： X=+4 X補=0000 0100B X=-4 原碼為1000 0100B 其反碼為1111 1011B X補=1111 1100B在原碼中，零可以表示成+0(0000 0000B)，也可以表示成-0(1000 0000B)。在反碼中，零可以表示成+0(0000 0000B)，也可以表示成-0(1111 1111B)。在補碼中，由于補碼的特殊規(guī)律，零只需一種表示方法： 在計算機中，有符號位一概用補碼表示，這樣可以簡化計算機的硬件構造。 第1

12、章 單片機根底知識概述 4. 位、字節(jié)和字位、字節(jié)和字 位(bit):二進制數中的一位，其值不是“1，就是“0。字節(jié)(Byte):一個8位的二進制數為一個字節(jié)。字節(jié)是計算機 數據的根本單位。字(Word):兩個字節(jié)就是一個字。另外，有時還會用到“半字節(jié)，即4位二進制。 第1章 單片機根底知識概述 5. BCD碼碼 BCD碼Binary Coded Decimal：即用二進制代碼表示的十進制數。顧名思義，它既是逢十進一，又是一組二進制代碼。用4位二進制代碼表示十進制的一位數，一個字節(jié)可以表示兩個十進制數，稱為緊縮的BCD碼。如 1000 0111表示87 也可以用一個字節(jié)表示一位十進制的數，這種

13、BCD碼稱為非緊縮的BCD碼。如 0000 0111表示十進制的7十進制與BCD碼的對應關系如課本表1.1所示。 第1章 單片機根底知識概述 6. ASC碼碼 由于計算機中運用的是二進制數，因此計算機中運用的字母、字符也要用特定的二進制表示。目前普遍采用的是ASC碼(American Standard Code for Information Interchange)。它采用7位二進制編碼表示128個字符，其中包括數碼09以及英文字母等可打印的字符，如課本表1.2所示。可見，在計算機中一個字節(jié)可以表示一個英文字母。由于單個的漢字太多，因此要用兩個字節(jié)才干表示一個漢字，目前也有國標的漢字計算機編

14、碼表漢碼表。 第1章 單片機根底知識概述 7.根本邏輯門電路根本邏輯門電路 計算機是由假設干邏輯門電路組成的，所以，計算機對于人們給出的二進制數識別、運算要靠根本邏輯門電路來實現(xiàn)。在邏輯門電路中，輸入和輸出只需兩種形狀：高電平和低電平。我們用1和0分別來表示邏輯門電路中的高低電平。 第1章 單片機根底知識概述 ABF&ABF1ABF=1ABF&ABF1AF1(a)(b)(c)(d)(e)(f) 與門 或門 非門 異或 與非 或非與門：FA B或門：非門：異或：與非：或非：FABFAFABFA BFAB輸 入輸 出A B與門或門非門異或門與非門或非門0 00 11 01 1000

15、101111100011011101000第1章 單片機根底知識概述 三、三、Proteus運用簡介運用簡介 Proteus是英國Labcenter公司開發(fā)的電路及單片機系統(tǒng)設計與仿真軟件。 Proteus可以實現(xiàn)數字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和PCB設計等功能。 Proteus是目前獨一能對各種處置器進展實時仿真、調試與測試的EDA工具，真正實現(xiàn)了在沒有目的原形時就可對系統(tǒng)進展調試、測試和驗證。 Proteus軟件大大提高了企業(yè)的產品開發(fā)效率，降低了開發(fā)風險。第1章 單片機根底知識概述 Proteus主要由兩個設計平臺組成： ISISI

16、ntelligent Schematic Input System原理圖設計與仿真平臺，它用于電路原理圖的設計以及交互式仿真。 ARESAdvanced Routing and Editing Software高級布線和編輯軟件平臺，它用于印制電路板的設計，并產生光繪輸出文件。第1章 單片機根底知識概述 1. ISIS模塊運用舉例模塊運用舉例 設計基于80C51單片機的顯示計數器電路原理圖，其功能是可對按鍵BUT的按壓次數進展計數，并將結果顯示在兩位數碼顯示管上。 abcdefgabcdefgXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD1

17、38P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U180C51+5VBUTLED1LED2ResistorResistorResis

18、torResistorResistorResistorResistorResistorResistorResistorResistorResistorResistorResistor100 x 7R1-R7第1章 單片機根底知識概述 1啟動ISIS第1章 單片機根底知識概述 2繪制電路原理圖第1章 單片機根底知識概述 3輸入單片機匯編程序第1章 單片機根底知識概述 4進展源代碼調試第1章 單片機根底知識概述 5仿真運轉第1章 單片機根底知識概述 1. ARES 模塊運用舉例模塊運用舉例 ARES的主要功能是完成PCB相關設計任務，包括網絡表導入、元件規(guī)劃、布線、鋪銅、輸出光繪文件等。 第1章 單片機根底知識概述 1啟動ARES第1章 單片機根底知識概述 2元器件規(guī)劃第1章 單片機根底知識概述 3元器件布線第1章 單片機根底知識概述 4鋪銅第1章 單片機根底知識概述 第1章 單片機根底知識概述 5三