微機(jī)原理PPT資料

1、單片機(jī)原理(yunl)及接口技術(shù) 王肖鋒15號(hào)樓-506Principles of Microcontroller and its Interface Technology7/26/20221共三十一頁(yè)有關(guān)(yugun)本課程學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)建議本課程是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科僅僅聽懂還不夠,重在培養(yǎng)(piyng)動(dòng)手能力硬件/軟件同樣重要、不可偏廢 硬件是骨架，軟件是皮肉器臟及思想本課程的前期基礎(chǔ)課程是電工電子這方面知識(shí)掌握得不夠好的請(qǐng)自己補(bǔ)上預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)環(huán)環(huán)都重要用科學(xué)的方法學(xué)習(xí)7/26/20222共三十一頁(yè)招聘(zhopn)職位7/26/20223共三十一頁(yè)教材內(nèi)容：?jiǎn)纹瑱C(jī)

2、原理（微機(jī)原理）部分第一部分：微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)第二部分：89c51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理（重點(diǎn)）第三部分：指令系統(tǒng)匯編語(yǔ)言（重點(diǎn)）第四部分：程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用（重點(diǎn)）第五部分：中斷系統(tǒng)第六部分：定時(shí)器及應(yīng)用（重點(diǎn)）第七部分：串行通信接口技術(shù)部分：作為選修課程，對(duì)于想考機(jī)械電子專業(yè)碩士(shush)研究生或大四選擇機(jī)械電子專業(yè)方向的同學(xué)建議選修或旁聽接口技術(shù)課程。7/26/20224共三十一頁(yè)教材(jioci)、參考書目教材：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)（第3版） 李朝青編著 北京航空航天大學(xué)出版社（對(duì)于學(xué)習(xí)接口技術(shù)的同學(xué)，建議(jiny)使用下面2-4參考書）項(xiàng)目實(shí)例：基于Proteus的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真

3、實(shí)例 蔣輝平 機(jī)械工業(yè)出版社（C51 &ASM）單片機(jī)原理、應(yīng)用與Proteus仿真 張靖武 電子工業(yè)出版社單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真與應(yīng)用 賀敬凱 西安電子科技大學(xué)出版社Protel 99 se工具 (企業(yè)用)Proteus ISIS 7 (僅限于虛擬仿真) Keil C51編譯環(huán)境（企業(yè)用）Wave6000軟件開發(fā)環(huán)境（企業(yè)用、實(shí)驗(yàn)用）7/26/20225共三十一頁(yè)參考(cnko)網(wǎng)站21ic電子網(wǎng) /廣州周立功(l gng)單片機(jī)/ 武漢力源/51單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng) 電子產(chǎn)品世界 /嵌入式開發(fā)網(wǎng)/7/26/20226共三十一頁(yè)考核(koh)計(jì)算（微機(jī)原理及接口技術(shù)）平時(shí)成績(jī)30%，閉卷考試70%考勤

4、（10分）：含課堂作業(yè)，如缺勤3次及以上，則該子項(xiàng)為零。課后實(shí)物作業(yè)（必做，20分）：制作簡(jiǎn)易電風(fēng)扇，要求具有家庭電風(fēng)扇的基本功能（啟動(dòng)(qdng)，關(guān)閉，2個(gè)檔位，延時(shí)1分鐘停止），可擴(kuò)展其它功能或機(jī)械結(jié)構(gòu)美觀設(shè)計(jì)。課后實(shí)物作業(yè)（選做，10分）：制作家庭電子時(shí)鐘，顯示當(dāng)前年月日，時(shí)分秒，星期，當(dāng)前溫度等信息。該項(xiàng)目用于缺勤3次及以上的同學(xué)。注：考試前一周（第15周）實(shí)物作業(yè)統(tǒng)一提交截止。7/26/20227共三十一頁(yè)前言(qin yn)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、保安、金融、儀器儀表、航空航天、醫(yī)療、通訊、辦公設(shè)備、娛樂(yl)休閑、健身、體育競(jìng)賽、服務(wù)領(lǐng)域,大量單片機(jī)-嵌入式技術(shù)已經(jīng)無(wú)處不在。正迅速

5、改變著人們傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式。請(qǐng)稍微留心一下我們的周圍，看看身邊到底發(fā)生了什么變化？7/26/20228共三十一頁(yè)單片機(jī)（嵌入式）技術(shù)的應(yīng)用遍布國(guó)民經(jīng)濟(jì)(gumnjngj)與人民生活的各個(gè)領(lǐng)域移動(dòng)(ydng)未來(lái)生活視頻7/26/20229共三十一頁(yè)從一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)控應(yīng)用實(shí)例(shl)說(shuō)起（3-1）動(dòng)作(dngzu)選擇按鈕紅外線傳感器89C2051單片機(jī)復(fù)位按鈕電源指示燈任務(wù)一：控制一盞燈點(diǎn)亮任務(wù)二：紅燈周期性地點(diǎn)亮/熄滅任務(wù)三：紅外防盜報(bào)警7/26/202210共三十一頁(yè)LED跑馬燈（Proteus)ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:MOV A,#7FHL

6、OOP:RL AMOV P1,AACALLDELAYAJMP LOOPORG0100HDELAY:MOV R7,#250D1:MOV R6,#250D2:NOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR6,D2DJNZ R7,D1RETEND7/26/202211共三十一頁(yè)新穎(xnyng)60秒旋轉(zhuǎn)電子鐘7/26/202212共三十一頁(yè)第一章 微型(wixng)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)本章包括以下(yxi)主要內(nèi)容計(jì)算機(jī)數(shù)制、轉(zhuǎn)換及編碼微機(jī)的基本概念7/26/202213共三十一頁(yè)1.1 計(jì)算機(jī)數(shù)制、轉(zhuǎn)換(zhunhun)及編碼1.1.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換(zhunhun)進(jìn)位計(jì)數(shù)制：按進(jìn)位原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。

7、進(jìn)制基數(shù)位權(quán)表示十進(jìn)制數(shù)1010n234D或234二進(jìn)制數(shù)22n110110B八進(jìn)制數(shù)88n3456O十六進(jìn)制數(shù)1616n4F077H或0F999H7/26/202214共三十一頁(yè)1.1.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換(zhunhun)（續(xù)）例如：二進(jìn)制數(shù) =10011101 B B=1 27+1 24+1 23+1 22+1 20 =（157）10在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行運(yùn)算和處理(chl)均是按二進(jìn)制數(shù)處理的。而二進(jìn)制數(shù)寫起來(lái)麻煩;書寫時(shí)又以十六進(jìn)制表示；日常生活中又常用十進(jìn)制，因此就有：二 十 八 十 二 八 數(shù)制之間轉(zhuǎn)換問題 十六 十 二 十六7/26/202215共三十一頁(yè)1.1.1 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換(zhun

8、hun)（續(xù)）十進(jìn)制與二進(jìn)制互換 整數(shù)：除2取余法，(217) 10=11011001B小數(shù)：乘2取整法，(0.613)10 =0.1001110B八進(jìn)制與二進(jìn)制互換三位二進(jìn)制數(shù)用一位八進(jìn)制數(shù)表示(biosh)。如：001 101 001. 010 011 100 B=151.234 O 二進(jìn)制與十六進(jìn)制互換 四位二進(jìn)制數(shù)用一位十六進(jìn)制數(shù)表示。如：0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 B=69 . 4E H7/26/202216共三十一頁(yè)1.1.2 數(shù)的表示(biosh)8位二進(jìn)制數(shù)可分為有符號(hào)數(shù)和無(wú)符號(hào)數(shù)。原瑪定義：最高位為符號(hào)位（0表示正數(shù)，1表示負(fù)數(shù)），其余位為

9、數(shù)值位。反碼定義：正數(shù)的反碼和原碼相同(xin tn)；負(fù)數(shù)反碼的符號(hào)位和原碼的符號(hào)位相同(xin tn)，數(shù)值位是原碼位的按位取反。補(bǔ)碼定義：正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是它的反碼加1。7/26/202217共三十一頁(yè)1.1.3 字符(z f)的編碼BCD碼：對(duì)十進(jìn)制數(shù)處理。用4位二進(jìn)制對(duì)0-9十個(gè)數(shù)字符號(hào)進(jìn)行編碼。也就8421BCD碼。P12。ASC碼 ：American Standard Code for Information Interchange -美國(guó)(mi u)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。用一個(gè)字長(zhǎng)（8位）表示一個(gè)ASC字符，bit7作奇偶校驗(yàn)位，在機(jī)器中表示時(shí)，常認(rèn)為“0”，可以表示

10、128個(gè)字符。常用的ASC字符：09的ASC碼30H39HAZ的ASC碼41H5AH az的ASC碼61H7AH 7/26/202218共三十一頁(yè)1.2 微機(jī)(wi j)計(jì)算機(jī)概述有關(guān)(yugun)術(shù)語(yǔ)微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7/26/202219共三十一頁(yè)1.2.1 微機(jī)(wi j)有關(guān)術(shù)語(yǔ)1. 位 ( bit )2. 字節(jié) ( Byte )3. 字和字長(zhǎng) (word)4. 位編號(hào)(bin ho)5. 指令、指令系統(tǒng)和程序6. 寄存器 7. 譯碼器7/26/202220共三十一頁(yè)1.2.1 微機(jī)有關(guān)(yugun)術(shù)語(yǔ)字和字長(zhǎng)(z chn) 字是CPU內(nèi)部進(jìn)行數(shù)

11、據(jù)處理的基本單位。 字長(zhǎng)是每一個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)。常與CPU內(nèi)部的寄存器、 運(yùn)算裝置、總線寬度一致。字長(zhǎng)是衡量CPU工作性能的一個(gè)重要參數(shù)。7/26/202221共三十一頁(yè)1.2.1 微機(jī)(wi j)有關(guān)術(shù)語(yǔ)指令、指令系統(tǒng)和程序 一個(gè)CPU能執(zhí)行(zhxng)什么操作，是工程人員設(shè)計(jì)和制造好的，是固定的，用戶不能改變。 指令是CPU能執(zhí)行的一個(gè)基本操作。 如：取數(shù)、加、減、乘、除、存數(shù) 等。 指令系統(tǒng)是CPU所能執(zhí)行的全部操作。不同的CPU，其指令系統(tǒng)不同。 程序是用戶在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，為要解決的問題，用一條條指令編寫的指令指令的序列。 構(gòu)成程序的指令在存儲(chǔ)器中一般都是順序存放，要破壞這種順

12、序性，必須由轉(zhuǎn)移指令操作。 7/26/202222共三十一頁(yè)1.2.1 微機(jī)(wi j)有關(guān)術(shù)語(yǔ)寄存器 寄存器是用來(lái)存放數(shù)據(jù)和指令的一種基本邏輯部件。根據(jù)(gnj)存放信息的不同，有指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器等。譯碼器譯碼器是將輸入代碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出信號(hào)的邏輯電路。根據(jù)譯碼內(nèi)容的不同，可分為： 指令譯碼器: 將指令代碼轉(zhuǎn)換成該指令所需的各種控制信號(hào)。 地址譯碼器: 將地址信號(hào)轉(zhuǎn)換成各地址單元相應(yīng)的選通信號(hào)。7/26/202223共三十一頁(yè)1.2.2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)微處理器：是小型計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)的控制和處理部分，它包括運(yùn)算器和控制器。微型計(jì)算機(jī)：包括微處理器，存儲(chǔ)

13、器，輸入/輸出設(shè)備。單片機(jī)：將微處理器、RAM、ROM以及I/O口、定時(shí)器集成在一塊(y kui)芯片上就構(gòu)成了單片機(jī)。7/26/202224共三十一頁(yè)1.2.2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成輸入/輸出設(shè)備通過(guò)輸入/輸出接口與系統(tǒng)相連(xin lin) ( 輸入/輸出接口簡(jiǎn)稱I/O接口 )，各部件通過(guò)總線連接。 7/26/202225共三十一頁(yè)1.2.2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1、中央處理器CPU： 計(jì)算機(jī)的核心部件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的自動(dòng)裝入和自動(dòng)執(zhí)行(zhxng)， 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)本身的自動(dòng)化。 運(yùn)算器：包括ALU、類加器和寄存器等?？刂破鳎河沙?/p>

14、序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器和操作控制器組成。CPU中的主要寄存器：類加器A數(shù)據(jù)寄存器（DR）指令寄存器（IR）及指令譯碼器（ID）程序計(jì)數(shù)器（PC）地址寄存器（AR）7/26/202226共三十一頁(yè)1.2.2 微型計(jì)算機(jī)的基本(jbn)結(jié)構(gòu)2、存儲(chǔ)器（內(nèi)存）存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件，由地址譯碼器、內(nèi)存單元(dnyun)等構(gòu)成。 7/26/202227共三十一頁(yè)1.2.2 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)存單元 ：存儲(chǔ)信息的基本(jbn)單元。每片內(nèi)存芯片有若干個(gè)內(nèi)存單元。每個(gè)單元可存儲(chǔ)1位或多位等二進(jìn)制數(shù)。內(nèi)存單元的地址：為區(qū)分各內(nèi)存單元，每個(gè)內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)有一個(gè)地址。地址線上

15、的數(shù)據(jù)經(jīng)譯碼后只有唯一的內(nèi)存單元被選中。內(nèi)存單元的內(nèi)容：每個(gè)內(nèi)存單元所存儲(chǔ)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。對(duì)內(nèi)存的讀/寫操作：CPU發(fā)出地址信號(hào)，選中相應(yīng)的內(nèi)存單元。若是讀操作，CPU發(fā)出內(nèi)存讀控制信號(hào)，被選中的內(nèi)存單元將其內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入CPU。若是寫操作，CPU發(fā)出內(nèi)存寫控制信號(hào)， CPU將欲寫的內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選中的內(nèi)存單元。7/26/202228共三十一頁(yè)1.2.2 微型計(jì)算機(jī)的基本(jbn)結(jié)構(gòu)3、總線總線是連接多個(gè)功能部件的一組公共信號(hào)線，微機(jī)中各功能部件之間的信息是通過(guò)總線傳輸。 按信號(hào)的作用，總線分為三類：地址總線AB ( Address Bus)：?jiǎn)蜗颍脕?lái)傳送CPU輸出的地址信號(hào)，確

16、定被訪問的存儲(chǔ)單元、I/O端口。地址總線的條數(shù)決定CPU的尋址能力。數(shù)據(jù)總線DB ( Data Bus )：雙向，用來(lái)在CPU與存儲(chǔ)器、I/O接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)總線的條數(shù)決定一次可最多傳送數(shù)據(jù)的寬度。控制總線CB ( Control Bus ) ： 用于傳送各種控制信號(hào)。有的是CPU發(fā)出(fch)，如讀控制信號(hào)、寫控制信號(hào)；有的是發(fā)向CPU，如外設(shè)向CPU發(fā)出(fch)的中斷申請(qǐng)信號(hào)。 7/26/202229共三十一頁(yè)1.2.3 微處理器、微型(wixng)計(jì)算機(jī)、微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7/26/202230共三十一頁(yè)內(nèi)容摘要單片機(jī)原理及接口技術(shù)。硬件是骨架，軟件是皮肉器臟及思想。本課程的前期基礎(chǔ)課程是電工電子。單片機(jī)原理（微機(jī)原理）部分。接口技術(shù)部分：作為選修課程，