單片機原理及應用課件第講

單片機原理及應用課件第講第一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日共分9章內(nèi)容：第1章概述第2章MCS-51系列單片機硬件結(jié)構(gòu)第3章指令系統(tǒng)第4章匯編語言程序設計第5章硬件資源的應用(定時器、串行口)第6章系統(tǒng)擴展技術(shù)第7章I/O接口技術(shù)第8章單片機應用系統(tǒng)的設計第9章單片機的C語言程序設計第二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日第1章概述共分兩大部分：1.1微型計算機（MC）的基礎知識概述1.2單片機概述第三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日§1-1微型計算機基礎知識概述一、MC結(jié)構(gòu)二、計算機中的數(shù)制三、計算機中常用的編碼第四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日一、微型計算機的基本結(jié)構(gòu)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件是指那些為組成計算機而有機聯(lián)系的電子、電磁、機械、光學的元件、部件或裝置的總和，它是有型的物理實體。軟件是相對于硬件而言的，包括計算機運行所需要的各種程序，還包括手冊、說明書和有關(guān)資料。第五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日1、硬件結(jié)構(gòu)輸入設備運算器存儲器輸出設備控制器輸入命令數(shù)據(jù)輸出命令操作命令指令存取命令數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)外圍設備接口主機內(nèi)存圖1-1微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)框圖CPU第六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日1、硬件結(jié)構(gòu)運算器+控制器+存儲器=主機；輸入+輸出設備則稱為計算機的外圍設備（簡稱“外設”）；運算器+控制器=中央處理單元CPU（CentralProcessUnit）。第七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)

微處理器(Microprocessor)，稱為CPU，是微型計算機的核心、由算術(shù)邏輯部件(ALU)、累加器和通用寄存器組、程序計數(shù)器、控制邏輯部件和內(nèi)部總線等組成；具有解釋、執(zhí)行指令及與外界交換數(shù)據(jù)的能力。微處理器不能獨立構(gòu)成工作系統(tǒng)，不能獨立執(zhí)行程序，必須配上存儲器、外部輸入/輸出接口構(gòu)成微型計算機才能工作。第八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日

微型計算機(Microcomputer)，由CPU、存儲器、輸入/輸出(I/O)接口構(gòu)成，芯片之間通過總線(Bus)連接。微處理器存儲器I/O接口外設地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線圖1-2微型計算機的結(jié)構(gòu)微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)第九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日

由微型計算機，配上輸入/輸出設備、外圍設備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成應用系統(tǒng)，稱為微型計算機系統(tǒng)。運算器控制器寄存器組RAMROMI/O端口I/O端口I/O設備I/O設備系統(tǒng)軟件微處理器微型計算機微型計算機系統(tǒng)圖1-3微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)三者的關(guān)系圖系統(tǒng)總線微處理器、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)第十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日2、軟件軟件是指使用和管理計算機的各種程序（Program），而程序是由一條條指令（Instruction）組成的。（1）指令，計算機完成各種操作的命令（2）程序，指令的有序集合（3）機器語言、匯編語言和高級語言第十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日匯編語言與機器語言的對照：MOVA，#630111010000111111

ADDA，#560010010000111000

ADDA，#360010010000100100

ADDA，#140010010000001110

第十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日3、硬件與軟件的關(guān)系微機系統(tǒng)是硬件和軟件有機結(jié)合的整體

硬件是基礎軟件是靈魂4、位、字節(jié)(8位)、半字節(jié)(16位)、字(16位)、雙字(32位)第十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日二、計算機中的數(shù)制進位計數(shù)制與轉(zhuǎn)換： 二進制（B） 十六進制（H） 十進制（D）帶符號數(shù)的表示： 原碼、反碼、補碼、溢出第十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日二、計算機中的數(shù)制帶符號數(shù)溢出 帶符號數(shù)的補碼加、減運算的結(jié)果超出了補碼表示的范圍。如何判斷帶符號數(shù)溢出(雙進位法)

在兩個同符號數(shù)相加或兩個異符號數(shù)相減時，如果出現(xiàn)次高位向最高位有進位，而最高位向前無進位，則結(jié)果發(fā)生溢出；反之，如果次高位向最高位無進位，而最高位向前有進位，也發(fā)生溢出。-127-1127+1第十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日三、計算機中常用的編碼1、ASCII碼，美國信息交換標準代碼用7位二進制數(shù)表示一個字符，包括32個標點符號、10個阿拉伯數(shù)字、52個英文大小寫字母和34個控制符，共128個。如30H代表0,31H代表1第十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日三、計算機中常用的編碼2.

BCD碼(二進制編碼的十進制數(shù))

用4位二進制確定0~9的對應關(guān)系。分壓縮、非壓縮BCD碼例如：4567.89的BCD碼為0100010101100111.10001001第十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日強調(diào)：計算機只認二進制數(shù)，并不認什么十六、十、ASCII、BCD碼等其他數(shù)的大小和性質(zhì)需要人來分析11111111B多大？什么性質(zhì)的數(shù)？ 無符號：255

帶符號：負數(shù)-1 BCD碼：無效

ASCII碼：“DEL”鍵的ASCII碼第十八頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日§1-2單片機概述一、單片機定義二、單片機特點及應用三、單片機技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趁勢四、常用的單片機產(chǎn)品五、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)概述第十九頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日一、單片機定義

把計算機的運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出(I/O)接口等部分集成在一個硅片上而構(gòu)成的微型計算機，稱為單片微型計算機(Singlechipmicrocomputer)，簡稱為單片機。第二十頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日二、特點及應用

單片機的特點：抗干擾性強，工作溫度范圍寬；應用靈活，可靠性高；控制功能很強，數(shù)值計算能力較差；指令系統(tǒng)比通用微機系統(tǒng)簡單；更新?lián)Q代較慢；第二十一頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日應用：智能儀表中的應用機電一體化中的應用實時控制中的應用軍工領域的應用分布式多機系統(tǒng)中的應用民用電子產(chǎn)品中的應用第二十二頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日三、發(fā)展趁勢

CPU的改進存儲器的發(fā)展片內(nèi)I/O的改進外圍電路內(nèi)裝化低功耗與工作電壓范圍加寬低噪聲與高可靠性技術(shù)ISP及IAP第二十三頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日四、常用的單片機產(chǎn)品

MCS單片機AVR單片機PIC單片機MSP單片機ARM處理器DSP處理器第二十四頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日五、單片機應用系統(tǒng)開發(fā)概述

開發(fā)環(huán)境的軟硬件構(gòu)成第二十五頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日有關(guān)的軟件平臺：PROTEL：PROTEUS：WAVE：KEILC51：第二十六頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日Proteus與Keil聯(lián)調(diào)舉例第二十七頁，共二十九頁，編輯于2023年，星期日Proteus與Keil聯(lián)調(diào)舉例#include"reg51.h"unsignedcharcodeSelect[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20};//led燈選通信號unsignedcharcodeLED_CODES[]={0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,//0-4 0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,//5-9 0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,//A,b,C,d,E 0x8E,0xFF,0x0C,0x89,0x7F,0xBF//F,空格,P,H,.,-};voidmain(){ chari=0; longintj; doublet; while(1){ P2=0; P1=LED_CODES[i];