单片机原理及应用 C51版 教学课件 ppt 作者 刘瑞新 1章

1、全国高等职业规划教材 单片机原理及应用(C51版) 主编：赵全利 张之枫 ISBN 978-7-111-38631-5 机 械 工 业 出 版 社 2012-8,1.1 单片机基本概念 1.2 数制和码制 1.3 单片机应用系统的组成 1.4 实训项目一：单片机实现流水灯仿真过程演示,第1章 单片机基础知识,1.1.1 单片机基本概念 在一块集成电路芯片上集成了微处理器、存储器、输入接口、输出接口、定时器/计数器、中断等基本电路所构成的单片微型计算机，简称单片机（Single-Chip-Microcomputer）。 虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从其逻辑功能上来看，都具有微机系统的含义。单片机只需要外加所需的输入、输出设备及简单的接口电路，在其软件的支持下，就能够很方便地组成一个单片机应用系统。,1.1单片机基本概念,1.1.2 单片机技术发展历程和趋势 1976年，Inter公司推出了MCS-48系列8位单片机，该单片机以体积小、功能全、价格低等自身的魅力，得到了广泛的应用，成为单片机发展过程中的一个重要标志。 在8位单片机的基础上，又推出超8位单片机，其功能进一步加强，

2、同时16位单片机也相继产生，代表产品有Intel公司的MCS-96系列以及ATMEL推出的AVR单片机。 随着集成电路的发展，随之出现内核为32位的ARM处理器，并得到大范围的推广。,1.1 单片机基本概念,1.1.2 单片机技术发展历程和趋势 单片机家族的众多成员中，51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。 目前，市场上的主流产品是51系列兼容机：由STC公司推出的高性价比的STC89系列单片机和Atmel公司生产的AT89系列单片机。,1.1 单片机基本概念,1.1.3单片机系列产品介绍 1. PIC单片机 2. STC单片机 3. EMC单片机 4. ATMEL公司的单片机 5. 51LPC系列单片机(51单片机) 6. TI公司单片机(51单片机) 7. 凌阳单片机,1.1 单片机基本概念,AT89C51单片机,AT89C51简介,4k字节可编程闪烁存储器（FPEROM ） 寿命1000写/擦 循环 数据保留时间：10年 128字节内部RAM(随机存取存储器) 32可编程I/

3、O线 两个16位定时器/计数器 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路,1.1.4单片机特点及应用 单片机的主要特点是体积小、功耗低、价格低廉、使用方便，控制功能强、便于进行位运算且具有逻辑判断、定时计数等多种功能。 单片机的主要应用领域如下： 1）智能仪器仪表。2）智能家用电器。 3）实时工业控制。4）机电一体化。 单片机除以上各方面应用之外，还广泛应用于办公自动化领域（如复印机）、汽车电路、通信系统（如手机）、计算机外围设备等，成为计算机发展和应用的一个重要方向。 单片机应用系统是典型的嵌入式系统。,1.1 单片机基本概念,单片机应用,工业方面,民用方面,仪表方面,电讯方面,数据处理方面,汽车方面,1.2.1 数制 1.二进制数 二进制数只有两个数字符号：0和1。计数时按“逢二进一”的原则进行计数。 二进制数的表示形式有: (110)2 (110.11)2 10110B等。,1.2 数制与编码,1.2.1 数制 2. 十六进制数 十六进制数有16个数字符号，其中09与十进制相同，剩余6个为AF，分别表示十进制数的1015。十六 进制数的计数原则是逢

4、“十六进一”。 为了便于区别不同进制的数据，一般情况下可在数据后跟一后缀： 二进制数用“B”表示（如00111010B）； 十六进制数用“H”表示（如3A5H）； 十进制数用“D”表示（如39D或39）。,1.2 数制和码制,1.2.1 数制 3. 不同数制之间的转换 (1) 二进制数转换为十进制数 对任意二进制数均可按权值展开将其转化为十进制数。 1110B=123+122+121020=14 (2) 十进制数转换为二进制数 十进制数转换为二进制数，可将整数部分和小数部分分别进行转换，然后合并。 其中整数部分可采用“除2取余法”进行转换； 小数部分可采用“乘2取整法”进行转换。,1.2 数制和码制,1.2.1 数制 (3) 二进制数与十六进制数的相互转换 十六进制数可看作是二进制数的简化表示。 在将二进制数转换为十六进制数时，其整数部分可由小数点开始向左每4位为一组进行分组，直至高位。若高位不足4位，则补0使其成为4位二进制数；其小数部分由小数点向右每4位为一组进行分组，不足4位则末位补0使其成为4位二进制数。 例如：1000101B=0100 0101B=45H 例如： 10010

5、1.101B=0010 0101.1010B=25.AH 需要将十六进制数转换为二进制数时，则为上述方法的逆过程。 例如：45.AH=0100 0101. 1010 例如：7ABFH=0111 1010 1011 1111 B,1.2 数制和码制,1.2.2 编码 1. 二进制数的编码 (1) 机器数与真值 一个数在计算机中的表示形式叫做机器数，而这个数 本身（含符号“+”或“-”）称为机器数的真值。 通常在机器数中，用最高位“1”表示负数，“0”表示正数 例如，真值： N1=105=+01101001B N2= -105= -01101001B 则对应的机器数： N1=0 1101001B（最高位“0”表示正数） N2=1 1101001B（最高位“1”表示负数）,(2) 原码、反码和补码 1) 原码。 正数的符号位用“0”表示，负数的符号位用“1”表示，其数值部分随后表示，称为原码。 N1原= 105原=0 1101001B N2原= -105原=1 1101001B,2) 反码、补码。 在计算机中，任何有符号数都是以补码形式存储的。 对于正数，其反码、补码与原码相同。 负数的补码

6、为：原码的符号位不变，其数值部分按位取反后再加1（即负数的反码1），称为求补。 N2原= 11101001B N2反= 10010110B 则N2补=N2反+1 =10010110B+1=10010111B 如果已知一个负数的补码，可以对该补码再进行求补码（即一个数的补码的补码），即可得到该数的原码 。,2. 二十进制编码 二十进制编码又称BCD编码，既具有二进制数的形式，以便于存储，又具有十进制数的特点，以便于进行运算和显示结果。在BCD码中，用4位二进制代码表示1位十进制数。 3. ASCII码 ASCII（American Standard Code for Information）码是一种国际标准信息交换码，它利用7位二进制代码来表示字符，再加上1位校验位，故在计算机中用1个字节8位二进制数来表示一个字符，这样有利于对这些数据进行处理及传输。,单片机应用系统包括硬件系统和软件系统。 1.单片机的硬件系统 单片机硬件系统包括单片机（芯片）、输入输出接口电路、输入输出设备、通信口及标准总线等。 在一般简单系统中，单片机芯片（如89s51）的内部功能是能够满足对象控制需求的。当单片机内部功能不能满足对象要求时，可以通过单片机芯片并行总线引脚进行系统扩展，以构成功能更强的单片机系统，满足控制对象的要求。,1.3 单片机应用系统的组成,单片机典型应用系统框图,2 单片机软件系统 单片机的软件系统包括：系统软件和应用软件。应用软件是用户为实现系统功能要求编写的程序。 系统软件处于底层硬件和应用软件之间的桥梁。 单片机的系统软件构成有两种模式： 监控程序：用非常紧凑的代码，编写系统的底层软件。这些软件实现的功能，往往是实现系统硬件的管理及驱动，并内嵌一个用于系统的开机初始化等功能的引导（BOOT）模块。 操作系统：当前已有许多种适合于8位至32位单片机的操作系统进入实用阶段，在操作系统的支持下，嵌入式系统会具有更好的技术性能。,本章小结： 练习及思考题： 实训项目一：单片机实现流水灯仿真过程演示 予习： 谢谢大家！,本章结束 谢谢使用,

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