第1章-單片機基礎知識ppt課件(全)

第1章單片機基礎知識吳政江制作

貴州電子信息職業(yè)技術學院貴州省人才培養(yǎng)優(yōu)秀單位1.1單片機的數(shù)學基礎

1.2單片機基礎1.3常用單片機系列介紹

實訓一：單片機開發(fā)環(huán)境介紹

小結習題與思考題1.1.1數(shù)的進制及其相互轉換(1)數(shù)的幾種常用進制

數(shù)制是人們利用數(shù)碼符號來計數(shù)的方法。常用的有二進制、十進制、十六進制或八進制。任何一種數(shù)制都有兩個要素，即基數(shù)和權。

基數(shù)為數(shù)制中所使用的數(shù)碼符號的個數(shù)。當基數(shù)為R時，該數(shù)制可使用的數(shù)碼為0～（R－1）。例如在二進制中基數(shù)為2，可使用0和1兩個數(shù)碼。在進行算術運算時按逢R進一，借１當R的規(guī)則進行。

權是數(shù)制中某一數(shù)位上單位數(shù)的大小，它是一個冪，底數(shù)是基數(shù)R，指數(shù)是數(shù)碼符號的位置號。將一個數(shù)中某一位的數(shù)碼與該位的權相乘，即為該位數(shù)碼的數(shù)值。將所有數(shù)碼的數(shù)值相加就得該數(shù)的大小。其相加的算術式子就叫該數(shù)的加權系數(shù)表達式。如對于R進制的數(shù)M，其加權系數(shù)表達式為：1.1單片機的數(shù)學基礎①十進制（Decimal）十進制是以10為基數(shù)，逢十進一、借一當十的計數(shù)體制。計數(shù)符號共有十個，分別為：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。計數(shù)規(guī)則是逢十進一，借一當十。十進制數(shù)常用下標D或10表示。加權系數(shù)表示：②二進制（Binary）二進制是以2為基數(shù)，逢二進一、借一當二的計數(shù)體制。計數(shù)符號共有二個，分別為：0、1。計數(shù)規(guī)則是逢二進一、借一當二。二進制數(shù)常用下標B或2表示。運算規(guī)則：0＋0=00＋1=1＋0=11＋1=10（讀“壹零”）0×0=01×0=0×1=01×1=1加權系數(shù)表示：

位：一位二進制信息，只能是0或1，也叫比特(bit)。字節(jié)：計算機中將8位二進制數(shù)稱為一個字節(jié)，也叫拜特（Byte）。1KB=210Byte=1024Byte；1MB=210KB=1024KB=220Byte；1GB=210MB=1024MB=220KB=230Byte；1TB=210GB=1024GB=220MB=230KB=240Byte。字：計算機進行一次運算最多能處理的二進制位數(shù)稱為一個字，也叫沃德（Word）。字是計算機中參加運算的基本單位。由于16位微型計算機長期占據(jù)主導地位，所以通常認為一個字為16位二進制數(shù)，即1Word=2Byte。但對8位或32位微型計算機，一個字應為8位或32位二進制數(shù)。③八進制（Octal）八進制是以8為基數(shù)，逢八進一、借一當八的計數(shù)體制。計數(shù)符號共有八個，分別為：0、1、2、3、4、5、6、7。計數(shù)規(guī)則是逢八進一，借一當八。八進制數(shù)常用下標O或8表示。對八進制數(shù)有一個重要特點，那就是每位八進制數(shù)可用三位二進制數(shù)表示，反之亦然。例如：(6)8=(110)2、(101)2=(5)8。加權系數(shù)表示：④十六進制（Hexadecimal）十六進制是以16為基數(shù)，逢十六進一、借一當十六的計數(shù)體制。計數(shù)符號共有十六個，分別為：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。計數(shù)規(guī)則是逢十六進一，借一當十六。十六進制數(shù)常用下標H或16表示。對十六進制數(shù)有一個重要特點，那就是每位十六進制數(shù)可用四位二進制數(shù)表示，反之亦然。例如：（E)16=(1110)2、(1011)2=(B)16。加權系數(shù)表示：(2)不同進制數(shù)之間的相互轉換①任意進制數(shù)轉為十進制數(shù)方法：按權展開求和。方法：對整數(shù)部分，連續(xù)除2取余反排列，直到商為0；對小數(shù)部分，連續(xù)乘2取整正排列，直到乘積的小數(shù)部分為0或滿足誤差要求。推廣：十進制數(shù)轉為任意進制數(shù)。整數(shù)部分，連續(xù)除基數(shù)取余反排列，直到商為0；小數(shù)部分，連續(xù)乘基數(shù)取整正排列，直到乘積的小數(shù)部分為0或滿足誤差要求。

③八進制數(shù)與二進制數(shù)之間的相互轉換二進制轉為八進制：對整數(shù)部分，從最低位開始三位三位的分組，不足三位的前面補零；對小數(shù)部分，則從最高位開始三位三位的分組，不足三位的后面補0。然后每組以其對應的八進制數(shù)代替，排列順序不變。八進制轉為二進制：將每位八進制數(shù)寫成對應的三位二進制數(shù)，再按原來的順序排列起來即可。④十六進制數(shù)與二進制數(shù)之間的相互轉換方法：跟八進制數(shù)與二進制數(shù)之間的相互轉換相似，只是按四位分組即可。⑤八進制數(shù)與十六進制數(shù)之間的相互轉換方法：通過二進制數(shù)作中間變量進行變換。1.1.2帶符號數(shù)的表示方法（1）機器數(shù)與真值前面提到的二進制數(shù)，沒有涉及到符號問題，是一種無符號數(shù)。但在實際應用中，一個數(shù)顯然還有正、負之分，那么符號在計算機中是怎么表示的呢？計算機中采用二進制數(shù)，對于數(shù)的符號“＋”或“－”也用二進制數(shù)碼表示。規(guī)定用二進制數(shù)碼的最高位表示符號(稱為符號位)。并規(guī)定：用數(shù)碼“0”表示正數(shù)的符號“＋”；用數(shù)碼“1”表示負數(shù)的符號“－”。這樣得到的數(shù)就稱為有符號數(shù)。一個數(shù)在機器中的表示形式稱為機器數(shù)，而原來的實際數(shù)本身稱為機器數(shù)的真值。（2)原碼（trueform）符號位用“0”表示正數(shù)，“1”表示負數(shù)，其余各位表示真值除符號外的尾數(shù)本身，這種表示方法稱為原碼表示法。即用0、1分別代替真值中的“＋”、“－”即得原碼。以八位機為例（下同）。①對于正數(shù)：[X]原=X【例1.11】若X1=＋1101001B，X2=＋101101B，則[X1]原=01101001B，[X2]原=00101101B（不足8位應在符號位后補“0”）。②對于負數(shù)：[X]原=28-1－X【例1.12】若X1=－1101001B，X2=－101101B，則[X1]原=11101001B=10000000B+1101001B=28-1－（－1101001B）=28-1－X1[X2]原=10101101B=10000000B+101101B=28-1－（－101101B）=28-1－X2③對于0在計算機中，0可認為它是＋0，也可認為它是－0，故0在原碼中有兩種表示法。對八位機：[＋0]原=00000000B，[－0]原=10000000B。字長為n位的原碼表示法的一般規(guī)律：X（0≤X＜2n-1）[X]原=2n-1－X（－2n-1＜X≤0）(3)反碼（one’scomplement）①對于正數(shù)，其反碼表示法與原碼相同，即[X]反=[X]原=X?！纠?.13】若X1=＋1101001B，X2=＋101101B，則[X1]反=[X1]原=01101001B，[X2]反=[X2]原=00101101B（不足8位應在符號位后補“0”）。②對于負數(shù)，反碼等于其原碼符號位不變，其余各位按位取反（即“1”換成“0”，“0”換成“1”）。也可按以下公式計算：[X]反=28－1＋X?！纠?.14】若X=－1101001B，則[X]原=11101001B，[X]反=10010110B=28－1＋（－1101001B）=28－1－1101001B。③對于0，反碼有[＋0]反和[－0]反兩種表示法。對于8位機：[＋0]反=00000000B、[－0]反=11111111B。字長為n位的反碼表示法的一般規(guī)律：X（0≤X＜2n-1）[X]反=2n－1＋X（-2n-1＜X≤0）(4)補碼（two’scomplement）①對于正數(shù)，其補碼就是該正數(shù)本身，即[X]補=X【例1.15】若X=＋1101001B，則[X]補=01101001B②對于負數(shù)，其補碼等于其反碼加1。即[X]補=[X]反＋1=2n－1＋X＋1=2n＋X(對八位機n=8)?！纠?.16】若X=－1101001B，則[X]原=11101001B，[X]反=10010110B，

[X]補=10010110B＋1=10010111B=28＋X=28＋（－1101001B）=28－1101001B。③對于0，[＋0]補=[－0]補=00000000B，即0的補碼只有一種表示法。字長為n位的補碼表示法的一般規(guī)律：X（0≤X＜2n-1）[X]補=2n＋X(-2n-1＜X≤0)綜上所述，對正數(shù)有[X]原=[X]反=[X]補=X；對負數(shù)，用“1”代替負號“－”就得原碼，再對原碼除符號位(最高位)外其余各位按位取反就得反碼，最后對反碼加1就得補碼。(5)已知機器數(shù)求真值1)先求原碼。對正數(shù)(符號位為0)，原碼、反碼、補碼相同，無需轉換；對負數(shù)(符號位為1)，反碼的數(shù)值位按位取反，可轉換為原碼，補碼的數(shù)值位按位取反后末位加1，可轉換為原碼。2)由原碼求真值。用“＋”、“－”代替原碼的符號位(“0”換為“＋”，“1”換為“－”)即可?！纠?.17】若[X]補=10011010B，求X？[解]因符號位為1，所以X為負數(shù)。則[X]原=11100101B＋1=11100110B，X=－1100110B=（－102)10。

1.1.3溢出的判別方法(1)計算機中帶符號數(shù)的加減法運算①補碼加法運算補碼加法運算的規(guī)則是：[X＋Y]補=[X]補＋[Y]補②補碼減法運算減法運算的規(guī)則是：[X－Y]補=[X＋(－Y)]補=[X]補＋[－Y]補，其中[－Y]補可由－Y求出，也可以由[Y]補求出。把[Y]補的符號位與數(shù)值位一起取反，末位加1，結果就等于[－Y]補。

(2)溢出的判別方法①溢出的概念計算機中所能表示的數(shù)有一定的范圍，對于絕對值太大而超過一定值的數(shù)，計算機無法表示，這時會造成數(shù)據(jù)的最高位丟失，數(shù)據(jù)產(chǎn)生錯誤，這種情況稱為上溢出。出現(xiàn)上溢出時，應停止運算，進行錯誤處理。對于絕對值太小的數(shù)，在計算機中同樣也表示不出來，此時計算機將這個數(shù)作為0處理，數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，這種情況稱為下溢出。由于下溢出所帶來的誤差很小，在允許范圍之內(nèi)，可不作錯誤處理。所以在以后提到的溢出指的是上溢出。②溢出的判斷a．補碼判斷法兩個用補碼表示的數(shù)作加減法運算時，如果是同號相減或異號相加，只能使數(shù)據(jù)的絕對值越來越小，運算結果不可能產(chǎn)生溢出；如果是同號相加或異號相減，則運算結果可能會出現(xiàn)溢出。此時，可以把運算結果的符號與參與運算的數(shù)據(jù)符號相比較，如果出現(xiàn)正數(shù)加正數(shù)得負數(shù)或負數(shù)加負數(shù)得正數(shù)的情況，則可以斷定運算結果出現(xiàn)了溢出。b．變形補碼判斷法變形補碼是采用雙符號位表示的補碼，用00表示正數(shù)，用11表示負數(shù)。用變形補碼判斷運算結果是否有溢出時，只需要判斷結果的雙符號位是否相同即可。如果雙符號位相同，運算結果沒有溢出，否則運算結果有溢出。c．進位或借位判斷法（以八位機為例）在進行補碼加減運算時如果最高位（即第七位）與次高位（即第六位）所產(chǎn)生的進位或借位相同，則運算結果沒有溢出，否則運算結果有溢出。用公式表示為：1.1.4ASCII碼和BCD碼(1)二進制代碼由0和1組成的二進制數(shù)碼不僅可以表示數(shù)值的大小，而且可以用來表示特定的信息。這種具有特定含義的二進制數(shù)碼稱為二進制代碼。

(2)二-十進制碼(BCD碼)①8421碼②2421碼和5211碼③余3碼(3)邏輯數(shù)據(jù)(邏輯代碼)(4)美國標準信息交換碼(ASCII碼)ASCII碼，用一個字節(jié)(8位二進制數(shù))來表示一個特定的字符，其中低7位為字符的ASCII碼值，最高位一般用作校驗位。即實際上采用7位二進制數(shù)，可表示27=128個符號。這128個符號共分為兩類：一類是圖形字符，共96個；另一類是控制字符，共32個。1.2.1計算機的經(jīng)典組成(1)計算機的經(jīng)典組成1.2單片機基礎運算器控制器存儲器輸出設備輸入設備圖1-1計算機的經(jīng)典結構

(2)計算機的存儲器結構①半導體存儲器a．結構與地址概念。b．類型。（a）隨機存取存儲器（RAM，RandomAccessMemory)。存儲器CPU程序存儲器數(shù)據(jù)存儲器CPU(a)哈佛結構(b)普林斯頓結構圖1-3微機的存儲器結構（b）只讀存儲器（ROM，ReadOnlyMemory）。ⅰ、MaskROM。MaskROM也叫掩膜型只讀存儲器，簡稱為掩膜ROM。ⅱ、OTPROM。OTP（OneTimeProgramable）ROM為一次性可編程只讀存儲器。iii、EPROM（ErasablePROM）。EPROM為紫外線擦除的只讀存儲器。ⅲ、EEPROM（也叫E2PROM，ElectrocallyErasableProgrammableReadOnlyMemory）。ⅳ、EEPROM（也叫E2PROM，ElectrocallyErasableProgrammableReadOnlyMemory）。ⅴ、FlashROM。FlashROM也叫閃速存儲器（簡稱為閃存）。c．技術指標。如存儲容量、存取時間、存儲可靠性以及性價比等等。②計算機的存儲器結構至今為止，微型計算機的存儲器有兩種結構形式。一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器采取統(tǒng)一的地址編碼結構，即傳統(tǒng)微型計算機的存儲器結構，稱為馮?諾依曼結構，也叫普林斯頓結構。另一種是將程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器分開的地址編碼結構，稱為哈佛結構。見圖1-3所示。單片機通常采用哈佛結構，但也有采用普林斯頓結構的。如Intel公司的MCS-48系列單片機與MCS-51系列單片機以及Microchip公司的PIC系列單片機均采用哈佛結構，而MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結構。1.2.2單片機的概念(1)單片機的概念單片機就是將計算機的中央處理器(CPU)、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、定時器/計數(shù)器和多種輸入/輸出接口(I/O)以及相互連接的總線(BUS)等集成在一塊芯片上，形成了芯片級的計算機。又叫單片微型計算機（singlechipmicrocomputer）或微控制器(microcontroller)，縮寫為MCU(microcontrollerUnit)。(2)單片機的特點①具有優(yōu)異的性能價格比②集成度高、體積小、可靠性高③控制功能強④低電壓、低功耗(3)單片機的分類①按生產(chǎn)廠家分②按字長分a．4位單片機。b．8位單片機。c．16位單片機。d．32位單片機。

③按制造工藝分a．HMOS工藝。高密度短溝道MOS工藝，具有高速度、高密度的特點。b．CHMOS(或HCMOS)工藝?；パa的金屬氧化物的HMOS工藝，是CMOS和HMOS的結合，具有高密度、高速度、低功耗的特點。④按使用范圍分a．通用單片機。通用單片機把開發(fā)資源(如ROM、I/O口等)全部提供給用戶使用，其適應性較強，應用非常廣泛。b．專用單片機。專用單片機是針對各種特殊需要而專門設計的芯片。如電視機、空調(diào)、洗衣機等家用電器通常使用專用單片機。1.2.3單片機的應用范圍(1)在智能儀器儀表中的應用(2)在機電一體化中的應用(3)在實時過程控制中的應用(4)在計算機網(wǎng)絡和通信領域中的應用(5)在家用電器中的應用(6)在汽車設備領域中的應用(7)在醫(yī)用設備領域中的應用(8)在其它方面的應用除以上應用領域之外，單片機還廣泛用于辦公自動化、商業(yè)營銷、國防、現(xiàn)代戰(zhàn)爭、航空航天、計算機外設、模糊控制等各種領域中。單片機的發(fā)展自從1974年美國仙童(Fairchild)公司的第一臺單片機問世以來，單片機的發(fā)展特別迅速，各種新、高性能單片機不斷推陳出新沖向市場。迄今為止已有近40年的歷史，經(jīng)歷了五個發(fā)展階段。第一階段(1971～1974)：單片機萌芽階段。第二階段(1974～1978)：初級單片機階段。第三階段(1978～1983)：高性能單片機階段。第四階段（1983～）：8位單片機鞏固發(fā)展及16位單片機推出階段?！，F(xiàn)階段：32位單片微機系列。1.2.5單片機系統(tǒng)(1)微型計算機系統(tǒng)的組成①硬件系統(tǒng)(hardwaresystem)②軟件系統(tǒng)(softwaresystem)

a．系統(tǒng)軟件（a）監(jiān)控程序和操作系統(tǒng)。（b）語言處理程序。（c）數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS。（d）診斷程序(DiagnosticProgram)。b．應用軟件應用軟件是專門為解決某個領域里的具體任務而編制的程序，具有明顯的針對性、專業(yè)性和專用性。應用軟件通常包括：各類生產(chǎn)過程的控制軟件，為各類數(shù)據(jù)處理而編制的軟件程序，儀器儀表中的監(jiān)測控制程序，等等。這類軟件是大量的，常常由各應用領域的工程技術人員組織編寫。③硬件和軟件的關系對整個系統(tǒng)來說，硬件是基礎，是軟件賴以工作的基礎，沒有這個基礎最好的軟件也沒有用處；軟件是關鍵，是關系到系統(tǒng)質量和功能的根本因素，沒有軟件的硬件稱為“裸機”，這時它只是金屬、半導體芯片和塑料的堆集，沒有任何作用，即“硬件是基礎，軟件是靈魂”。(2)單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)與微型計算機系統(tǒng)一樣，也由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。其硬件系統(tǒng)主要由單片機芯片配上少量的外圍元件以及被控對象組成。其軟件系統(tǒng)通常只包括用匯編語言或C語言編寫的監(jiān)控程序（主程序）以及若干個完成某一特定功能的子程序。并且，通常是在PC機上編制，然后通過交叉匯編方法得到二進制目標碼，最后再送入單片機系統(tǒng)的。1.2.6單片機與嵌入式系統(tǒng)

1、嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是1970年左右出現(xiàn)的概念。它是面向測控對象，嵌入到實際應用系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱。實時性是其主要特征，另外在可靠性、物理尺寸、重啟動和故障恢復方面也有特殊要求，因而相對于通常的計算機應用設計更為復雜，涉及面也更為廣泛。

2、單片機是典型的嵌入式系統(tǒng)。單片機從體系結構到指令系統(tǒng)都是按照嵌入式系統(tǒng)的應用特點專門設計的，在其基本結構上，衍生出了能滿足各種應用要求的兼容系統(tǒng)，它能很好地滿足應用系統(tǒng)的嵌入、面向測控對象、現(xiàn)場可靠運行及控制品質等方面的要求，因此單片機構成的系統(tǒng)，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大、應用最廣的嵌入式系統(tǒng)。1.3.1MCS-51系列8031/8051/8751是Intel公司于1980年推出的高性能8位單片機。應用得早，影響很大，已成為世界上的工業(yè)標準。后來很多芯片廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機。人們統(tǒng)稱這些與8051內(nèi)核相同的單片機為“MCS-51系列單片機”。1.3.2MC68系列(Motorola公司的8位單片機)

(1)MC6805系列MC6805系列是低檔8位單片機，其指令系統(tǒng)是MC6800的子集，它的價格比較便宜，使用于家用電器、測量儀器、計算機外圍設備等領域，但它的內(nèi)部總線不對外開放。主要產(chǎn)品的功能如表1-4所示。(2)MC68HC05系列MC68HC05的基本結構與MC6805相似，采用HCMOS技術制造，指令系統(tǒng)功能比MC6805強。許多產(chǎn)品不能在外部擴展存儲器和I/O口，有一些產(chǎn)品可通過串行口SPI進行系統(tǒng)擴展。1.3常用單片機系列介紹

1.3.3PIC16系列美國Microchip公司生產(chǎn)的PIC系列單片機具有價格低、體積小、速度高、功耗低、大電流LCD驅動能力、C語言編程、程序保密性強、品種多和開發(fā)方便等特點，并率先采用精簡指令系統(tǒng)計算機（RISC，ReducedInstructionSetComputer）技術。1.3.4MSP430系列MSP430系列是是TI(德州儀器)公司推出的新型高性能單片機。具有以下特點：（1）16位精簡指令結構，核心指令只有27條；（2）內(nèi)含F(xiàn)LASHROM多致60K字節(jié)，RAM多致2K字節(jié)；（3）內(nèi)含10，12，14位快速ADC/SLOPADC；（4）片內(nèi)資源豐富，有ADC，PWM，若干TIME，串行口，WATCHDOG，比較器，模擬信號；（5）有多種省電模式，功耗特別低，一顆鈕扣電池可工作10年，在液晶顯示時也能達到0.8μA低電源消耗；（6）ESD保護，抗干擾能力特別強；（7）開發(fā)簡單，仿真器價格低廉，不需昂貴的編程器。1.3.5AVR系列

（1）AVR系列單片機的優(yōu)勢及特點①AVR單片機易于入手、便于升級、費用低廉。②高速、低耗、保密。③I/O口功能強，具有A/D轉換等電路。④有功能強大的定時器/計數(shù)器及通迅接口。（2）AVR8-BitMCU的最大特點①哈佛結構，具備1MHz的高速運行處理能力。②超功能精簡指令集（RISC），具有32個通用工作寄存器，克服了如8051MCU采用單一ACC進行處理造成的瓶頸現(xiàn)象。③快速的存取寄存器組、單周期指令系統(tǒng)，大大優(yōu)化了目標代碼的大小、執(zhí)行效率高。部分型Flash非常大，特別適用于使用高級語言進行開發(fā)。④作輸出時與PIC的HL/LOW相同，可輸出40mA，作輸入時可設置為三態(tài)高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA～40mA灌電流的能力。⑤片內(nèi)集成多種頻率的RC振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。⑥大部分AVR單片機片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，WDT，AnalogComparator等。⑦大部分AVR單片機除有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級或銷毀應用程序。

1.3.6STC12C5A60S2系列（1）功能簡介 STC12C5A60S2/AD/PWM單片機是宏晶科技公司生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高速度/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度比傳統(tǒng)8051快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路，硬件看門狗，2路PWM，2路通用全雙工異步串行口(UART)，8路高速10位A/D轉換(250K/S，即25萬次/秒)。同時，具有ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程）功能，無需專用編程器，無需專用仿真器就可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒鐘即可完成一片。適用于電機控制，強干擾場合。（2）常用系列比較①STC12C5A60S2系列。C表示供電電壓為5.5V～3.5V，A表示有A/D轉換器，有PWM/PCA功能，60表示60KB程序存儲器，S2表示有第二串口，有內(nèi)部EEPROM。②STC12LE5A60S2系列。LE表示供電電壓為3.6V～2.2V，A表示有A/D轉換器，有PWM/PCA功能，60表示60KB程序存儲器，S2表示有第二串口，有內(nèi)部EEPROM。③STC12C5A60AD系列。C表示供電電壓為5.5V～3.5V，A表示有A/D轉換器，有PWM/PCA功能，60表示60KB程序存儲器，無第二串口，有內(nèi)部EEPROM。④STC12C5A60PWM/CCP系列。無A/D轉換器，無第二串口，有PWM/PCA功能，有內(nèi)部EEPROM。1．實訓目的通過本次實訓，能對單片機及其開發(fā)系統(tǒng)有一個初步的認識。2．知識要點（1）DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀概述1）結構①A區(qū)。②B區(qū)。③C區(qū)。④D區(qū)。⑤E區(qū)。⑥F區(qū)。實訓一：單片機開發(fā)環(huán)境介紹

圖1-5DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀的外形圖2）系統(tǒng)開關設置（F1區(qū)）①SW1（EA端）：程序空間選擇開關，SW1—>IP（即接電源Vcc），選擇CPU內(nèi)部SW1—>UP（即接地，這是出廠模式），選擇CPU外部，此時可脫機運行EPROM中固化的程序，也可用仿真器進行聯(lián)機實驗。②SW3、SW4、SW5：為鍵盤/顯示選擇開關，開關置ON（出廠模式），鍵盤/顯示控制選擇系統(tǒng)配置的8155接口芯片，反之（即開關置OFF），由用戶選擇自定義的I/O接口芯片控制。③KB1開關：KB1開關有兩種工作模式，平時都工作在“一般模式”，當要用到單片機ISP在線編程功能時，將KB1開關打在“編程模式”。④KB2開關（用短路塊實現(xiàn)）：為“MCS-51系統(tǒng)”與“C8051F系統(tǒng)”讀寫信號切換開關。當使用“MCS-51系統(tǒng)”時，將兩個短路塊插在‘1’和‘2’位置，當使用“C8051F系統(tǒng)”時，將兩個短路塊插在‘2’和‘3’位置。⑤仿真器所接實驗系統(tǒng)的JF_1(IDC34)口為系統(tǒng)通訊口，用于程序的仿真、連接、裝載。而實驗系統(tǒng)的CZ11口為用戶實驗通訊口，用于實驗系統(tǒng)與PC機之間的串行口通訊實驗。3）使用方法①與PC機聯(lián)機使用。②脫機使用。4）DICE-5208K（MCS-51單片機）使用注意事項①脫機實驗時，從矩陣鍵盤模塊輸入相應實驗序號（如實驗一，輸入“01”），再按執(zhí)行鍵F0/EX即可運行該實驗程序。②聯(lián)機實驗時，首先關閉電源，將仿真器的34芯扁平線與JF_1（F1區(qū)）34芯插座相連，然后打開電源，打開“DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)”。③進入DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)后，點擊菜單“設置”－》“仿真模式”－》CPU：選8031/8032；RAM：選用戶RAM；ROM：選系統(tǒng)ROM。④注意在DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)中，新建和調(diào)用的“源程序的文件名”不能含有中文字符，且英文字符不能超過8個字符?！霸闯绦颉彼诘穆窂街型瑯右膊荒芎兄形淖址?，且不能超過8個字符。⑤“SW1”開關不管在脫機實驗狀態(tài)還是在仿真器聯(lián)機實驗狀態(tài)時都應打在‘UP’位置。（2）DICE-3000高級仿真器MCS-51單片機配有DICE-3000高級仿真器，該仿真器是美國享德克電子公司研制經(jīng)技術引進，深入中國科技領域應用的產(chǎn)品，windows軟件平臺，8位和16位兼容的通用單片機開發(fā)系統(tǒng)。仿真器采用世界上高技術硬軟件設計集成工藝，具有體積小、集成度高、可靠性高，雙CPU結構且抗干擾性強等特點。其軟件安裝啟動方法是：運行隨機光盤上“DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)”安裝文件，根據(jù)提示完成軟件安裝，然后雙擊桌面上“DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)”銀環(huán)快捷圖標，即可運行DICE-51仿真軟件。其硬件連接方法：詳見“4.實訓內(nèi)容及步驟（4）”。3．實訓器材（1）DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀1套。（2）PC機1臺。（3）DICE-3000仿真器1臺。（4）帶插針的導線若干。4．實訓內(nèi)容及步驟（1）認識DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀。打開DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀，對照圖1-5找出其A、B、C、D、E、F各個區(qū)域及其子區(qū)域。記錄每個區(qū)域的核心元件，如集成電路等。（2）用導線將8只開關K1～K8的邏輯電平輸出端接8只LED發(fā)光二極管L1～L8的驅動信號輸入端，然后通電并扳動8只開關K1～K8觀察8只LED發(fā)光二極管L1～L8的顯示情況。（3）認識并啟動“DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)”。雙擊PC機桌面上“DICE-51仿真開發(fā)系統(tǒng)”銀環(huán)快捷圖標，運行DICE-51仿真軟件。仔細觀察其窗口及菜單結構。（4）將DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀通過DICE-3000高級仿真器與PC機相連接。5．思考題（1）寫出DICE-5208K開發(fā)型單片機綜合實驗儀上各集成電路的型號，并自行查找出其主要功能。（2）寫出DICE-51仿真軟件的菜單及其子菜單項。（3）本次實訓有哪些注意事項？小結本章主要介紹了單片機的數(shù)學基礎以及單片機基礎，并列舉了MCS-51、MC68、PIC16、MSP430、AVR等各系列單片機。該章是學習后續(xù)各章的基礎。通過學習，應重點掌握以下知識：第一，二、十、八、十六進制數(shù)的概念及其相互轉換；第二，原碼、反碼、補碼的概念及其相互轉換；第三，帶符號數(shù)的運算及溢出的判別方法；第四，單片機的概念、特點、應用領域以及分類。習題與思考題一、填空題1．(100.25)10=()2=()8=()16。2．已知X=（－124）10，則在8位計算機中[X]原=___________________B，[X]反=___________________B，[X]補=_______________________B。3．單片機就是把

、_______________、____________、

_______________、定時器/計數(shù)器以及_____________電路等主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。按其字長可分四種類型，即______機、________機、_________機以及________機。4．微型計算機系統(tǒng)由______________和______________兩大部分組成。5.半導體存儲器按其存取方式可分為兩大類，即________________和_______________。二、選擇題1．在家用電器中使用單片機應屬于計算機的（）。A．數(shù)據(jù)處理應用B．控制應用C．數(shù)值計算應用D．輔助工程應用2．Intel公司的單片機80C51采用的半導體工藝是（）。A．CMOSB．HMOSC．CHMOSD．NMOS3．在8位計算機中，－3的補碼是（）。A．10000011B．11111100C．11111110D．111111014．CPU主要的組成部分為