《最新单片机原理及应用技术ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新单片机原理及应用技术ppt课件.ppt（42页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、课程的特点：课程的特点： 以应用为目的，实践性强以应用为目的，实践性强硬件与软件紧密结合硬件与软件紧密结合学习方法：学习方法：课前预习，课后复习课前预习，课后复习理清概念，勤于实践理清概念，勤于实践广览书刊、网络，立足实际应用广览书刊、网络，立足实际应用 为了区分数的不同进制，有两种不同的区分为了区分数的不同进制，有两种不同的区分方法，其一是（方法，其一是（N）R，其二是在数的结尾以一，其二是在数的结尾以一字母标示，字母标示，D、B、H分别表示十进制、二进制分别表示十进制、二进制和十六进制数。和十六进制数。如如：（：（101）2 （101）10 101B 101D EFH展开形式：展开形式：
2、138.38D= 11.01B= E8.A7H= 字符的编码字符的编码-ASCII码码 采用美国标准信息交换码（即采用美国标准信息交换码（即ASCII码）码）1.1.2 1.1.2 编码编码 十进制数的编码十进制数的编码-BCD码码 用二进制表示用二进制表示十进制数十进制数的的代码代码。 1个字节个字节表示表示2位十进制数位十进制数的代码，称为的代码，称为压压缩的缩的BCD码码。例：例：25的压缩的压缩BCD码为码为25H （注意：其十六进制（注意：其十六进制值值为为19H) 非压缩非压缩BCD码：码：8位码表示位码表示1位十进制数（高位十进制数（高4位填位填0）的编码）的编码 2个个BCD码
3、的运算可能出现非法码，这时要码的运算可能出现非法码，这时要对所得结果进行调整。对所得结果进行调整。非法码：非法码：4位代码在位代码在1010B1111B范围时范围时。1.1.3 1.1.3 计算机中带符号数的表示计算机中带符号数的表示 一、机器数及其真值一、机器数及其真值 数数在在计算机内计算机内的表示形式称为的表示形式称为机器数机器数 这个这个数本身数本身称为称为真值真值，即一般书写形式表，即一般书写形式表示的数示的数例：正数例：正数 +100 0101B（+45H） 100 0101B0 （ 45H）机器数机器数真真值值例：负数例：负数 - 101 0101B（- 55H） 101 010
4、1B1 （ D5H）机器数机器数真值真值二、原码和反码二、原码和反码 原码：原码：最高位为符号位，其余位为原最高位为符号位，其余位为原数数 值值。 反码：是带符号二进制书的一种表示方反码：是带符号二进制书的一种表示方 法。法。 正数的反码与其原码相同正数的反码与其原码相同 负数的反码负数的反码符号符号位为位为1，数值数值位为其位为其原码原码数值数值位逐位位逐位取反取反三、补码三、补码 正数的补码与其原码相同正数的补码与其原码相同 负数的补码负数的补码为其为其反码加反码加1计算机中，计算机中，带符号数带符号数的的运算运算均采用补码均采用补码。例：正数例：正数 +100 0101B（+45H） 负
5、数负数 - 101 0101B （- 55H）由补码求其真值由补码求其真值的方法的方法 求补得到求补得到原码原码（符号位符号位+数值位数值位） 依原码求真值。如：依原码求真值。如：补码为：补码为：1010 1011B求补得：求补得：1101 0101B真值为：真值为：-55H。补码的优点：补码的优点：将将减法减法运算转换为运算转换为加法加法，且且数值连同符号位数值连同符号位可可一起参加运算一起参加运算例：例：45H-55H= -10H 45H补： 0100 0101+-55H补： 1010 1011 -10H补： 1111 0000 求补求补得得原码原码： 1001 0000真值：真值： -
6、001 0000 （10H）反码：范围是：反码：范围是：+127 -127； “0”有有2种表示种表示补码：补码：范围是：范围是：+127 -128； “0”有有1种表示种表示1.2 1.2 计算机的发展简史计算机的发展简史1.2.1 电子计算机的问世及其经典结构电子计算机的问世及其经典结构1946年年2月月15日，第一台电日，第一台电子数字计算机子数字计算机问世，标志着问世，标志着计算机时代的计算机时代的到来。到来。ENIAC冯冯诺依曼诺依曼提出提出“程序存储程序存储”和和“二进制二进制运算运算”的思想，构建了计算机经典结构：的思想，构建了计算机经典结构： 电子计算机经历了五个时代：电子计算
7、机经历了五个时代： 电子管电子管计算机计算机 晶体管晶体管计算机计算机 集成电路集成电路计算机计算机 大规模集成电路大规模集成电路计算机计算机 超大规模集成电路超大规模集成电路计算机计算机1.2.2 1.2.2 微型计算机的组成及其应用形态微型计算机的组成及其应用形态一、微型计算机的组成一、微型计算机的组成 19711971年年1 1月，月，INTELINTEL公司公司的特德的特德霍夫在与日本商霍夫在与日本商业通讯公司合作研制台式业通讯公司合作研制台式计算器时，将原始方案的计算器时，将原始方案的十几个芯片压缩成十几个芯片压缩成三个集三个集成电路芯片成电路芯片。其中的两个。其中的两个芯片分别用于
8、存储程序和芯片分别用于存储程序和数据，另一芯片数据，另一芯片集成了运集成了运算器和控制器及一些寄存算器和控制器及一些寄存器，称为微处理器器，称为微处理器（即（即Intel 4004Intel 4004）。）。4004微处理器微处理器 微处理器微处理器、存储器存储器加上加上I/O接口电路接口电路组组成微型计算机。成微型计算机。二、微型计算机的应用形态二、微型计算机的应用形态 可以分为可以分为3种：种： 多板机多板机（系统机）（系统机） 工业工业PC机属于此类机属于此类 单板机单板机 单片机单片机: 集成了集成了CPU、存储器、存储器、I/O接接口电路的口电路的单芯片微型计算机单芯片微型计算机。
9、系统机（系统机（桌面桌面应用）属于应用）属于通用通用计算机，主计算机，主要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。 单片机（单片机（嵌入式嵌入式应用）属于应用）属于专用专用计算机，主计算机，主要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等系统。办公设备、汽车及军事电子设备等系统。 1.3 1.3 单片机的发展过程及产品近况单片机的发展过程及产品近况1.3.1 单片机的发展过程单片机的发展过程三个主要阶段：三个主要阶段： 单芯片微机形成单芯片微机形成阶段阶段 1976年，年，Intel公司推出了公司推出
10、了MCS-48系列单片系列单片机机 。8位位CPU、1K字节字节ROM、64字节字节RAM、27根根I/O线和线和1个个8位定时位定时/计数器。计数器。 性能完善提高性能完善提高阶段阶段 1980年，年，Intel公司推出了公司推出了MCS-51系列单片机：系列单片机：8位位CPU、4K字节字节ROM、128字节字节RAM、4个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计计数器。寻址范围数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布，并有控制功能较强的布尔处理器。尔处理器。 微控制器化阶段微控制器化阶段 1982年，年，Intel推出推出MCS-96系列单片机。
11、芯系列单片机。芯片内集成：片内集成：16位位CPU、8K字节字节ROM、232字节字节RAM、5个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数器。寻址范围计数器。寻址范围64K。片上还有。片上还有8路路10位位ADC、1路路PWM输出及高速输出及高速I/O部件等。部件等。1.3.2 1.3.2 单片机产品近况单片机产品近况 ATMELATMEL公司融入公司融入FlashFlash存储器技术的存储器技术的AT89AT89系列系列 PhilipsPhilips公司的公司的80C5180C51、80C55280C552系列系列 华邦公司的华邦公司的W78C51W
12、78C51、W77C51W77C51高速低价系列高速低价系列 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低压高速系列低压高速系列 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单片机单片机 80C5180C51系列产品繁多，主流地位已形成，已推系列产品繁多，主流地位已形成，已推出的与出的与80C5180C51兼容兼容的主要产品有：的主要产品有： 非非
13、80C51结构结构单片机新品不断推出，给用户单片机新品不断推出，给用户提供了更为广泛的选择空间提供了更为广泛的选择空间 ，近年来推出的，近年来推出的非非80C51系列的主要产品有：系列的主要产品有： Intel的的MCS-96系列系列16位单片机位单片机 Microchip的的PIC系列系列RISC单片机单片机 TI的的MSP430F系列系列16位低功耗单片机位低功耗单片机 。1.4 1.4 单片机的特点及应用领域单片机的特点及应用领域1.4.1 单片机的特点单片机的特点 控制性能和可靠性高控制性能和可靠性高 可对可对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计
14、算机无法比拟的。由于它计算机无法比拟的。由于CPUCPU、存储器及、存储器及I/OI/O接口集成在同一芯片内，数据在传送时受接口集成在同一芯片内，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响。干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响。体积小、价格低、易于产品化体积小、价格低、易于产品化 应用系统的印制板减小、接插件减少、安应用系统的印制板减小、接插件减少、安装简单方便。装简单方便。1.4.2 1.4.2 单片机的应用领域单片机的应用领域 智能仪器仪表智能仪器仪表机电一体化产品机电一体化产品实时工业控制实时工业控制分布式系统的前端模块分布式系统的前端模块家用电器家用电器1.5 1.5 单片
15、机应用系统开发简介单片机应用系统开发简介1.5.1 单片机应用系统的开发单片机应用系统的开发 单片机自身没有开发功能，必须借助开发机单片机自身没有开发功能，必须借助开发机来完成如下任务：来完成如下任务： 排除硬件故障和软件错误排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。程序固化到程序存储器芯片中。 正确的正确的硬件硬件设计和良好的设计和良好的软件软件功能设计是一功能设计是一个实用的单片机应用系统的个实用的单片机应用系统的设计目标设计目标。完成该。完成该目标的过程称为单片机应用系统的目标的过程称为单片机应用系统的开发开发。 指令的表示形式指令的表示形式指令指令是让单片机执行某种操作的是让
16、单片机执行某种操作的命令命令。指令。指令按一定的顺序以二进制码的形式存放于程序存按一定的顺序以二进制码的形式存放于程序存储器中。如：储器中。如：0000 0100B04H 汇编或编译汇编或编译 将符号指令转换成机器码的过程称为将符号指令转换成机器码的过程称为汇编汇编。常用的汇编方法有三种：常用的汇编方法有三种： 手工汇编手工汇编 利用开发机的驻留汇编程序进行汇编利用开发机的驻留汇编程序进行汇编 交叉汇编交叉汇编 独立型仿真器开发独立型仿真器开发1.5.2 1.5.2 单片机应用系统传统开发方式单片机应用系统传统开发方式单片机开发系统又称开发机或仿真器。单片机开发系统又称开发机或仿真器。仿真目的
17、：利用开发机的资源来模拟欲开发仿真目的：利用开发机的资源来模拟欲开发的单片机应用系统的的单片机应用系统的CPU、存储器和、存储器和I/O操操作。作。 非独立型仿真器开发非独立型仿真器开发 SST公司推出的公司推出的SST89C54和和SST89C58芯芯片有片有SuperFLASH存储器，利用这种存储器存储器，利用这种存储器可以进行高速读写的特点，能够实现：可以进行高速读写的特点，能够实现： 在系统编程（在系统编程（ISP） 在应用编程（在应用编程（IAP）。）。1.5.3 1.5.3 单片机开发方式的发展单片机开发方式的发展 Microchip公司推出的公司推出的PIC16F87X中中内置有
18、在内置有在线调试器线调试器ICD功能功能还配置了具有还配置了具有ICSPICSP功能的简单仿真器和烧功能的简单仿真器和烧写器。通过写器。通过PCPC机串行电缆就可以完成对目机串行电缆就可以完成对目标系统的仿真调试标系统的仿真调试 。 1.第一台计算机的问世有何意义？第一台计算机的问世有何意义？ 2.计算机由哪几部分组成？计算机由哪几部分组成？ 3.微型计算机由哪几部分构成？微型计算机由哪几部分构成？ 4.微处理器与微型计算机有何区别？微处理器与微型计算机有何区别？ 5.什么叫单片机？其主要特点有哪些？什么叫单片机？其主要特点有哪些？ 6.微型计算机有哪些应用形式？各适于什么场合？微型计算机有哪些应用形式？各适于什么场合？ 7.当前单片机的主要产品有哪些？各有何特点？当前单片机的主要产品有哪些？各有何特点？ 8.简述单片机的开发过程。简述单片机的开发过程。 9.常用的单片机应用系统开发方法有哪些？常用的单片机应用系统开发方法有哪些？思考题与习题思考题与习题