单片机1.概述
单片机第一章第二章第三章
码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使
用高级语言进行开发；
·作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输
出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具
备10mA-20mA灌电流的能力；
·片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、
启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；
整理课件
属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、 Atmel的AT90S系列、 Zilog的Z86系列、韩国三星 公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系 列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、 工业控制系统应采用CISC单片机。
整理课件
三、 单片机的特点、分类、及应用
1. 单片机的特点
（1）性价比高 （2）控制功能强 （3）高集成度、高可靠性、体积小 （4）低电压、低功耗
2. 单片机的分类
（1）按单片机内部程序存储器分类 片内无ROM型 片内带掩膜ROM（QTP）型、片内EPROM型、
片内一次可编写型（OTP型）和片内带Flash型等。 整理课件
（4）按单片机字长分类 4位、8位、16位、32位整理、课件和64位机
3. 单片机均可用单片机实现
四、MCS-51和8051、8031、89C51等的关系
MCS-51是指INTEL公司生产的一系列单片机的总称。
此系列包括好多品种，如8031，8051，8751， 8032，8052，8752等等。
系统。
单片机片内的各功能部件 通过内部总线相互连接，
集成在单片机内的这 些部件如何连接和进
单片机基础教程第一章概述
存储器
存储器是单片机中用于存储程序代码 和数据的部件。根据其作用和特点， 可以分为程序存储器和数据存储器。
存储器的容量决定了单片机能够存储的 程序代码和数据的大小，常见的存储器 容量有64KB、128KB、256KB等。
程序存储器用于存储程序代码，如汇 编语言或C语言编写的程序。数据存 储器用于存储临时数据或工作变量。
单片机基础教程第一 章概述
目录
• 单片机简介 • 单片机的基本组成 • 单片机的工作原理 • 单片机的学习方法与建议
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块，具有微型化、 集成度高、可靠性强的特点。
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块集成在一块芯片上， 实现了微型化、集成度高、可靠性强的特点。单片机可以通过编程实现各种数字和模拟信号的处理和控制，广泛 应用于工业控制、智能仪表、智能家居等领域。
令、控制指令等。
单片机指令中操作数的寻 址方式，如直接寻址、间 接寻址、寄存器寻址等。
指令执行周期
单片机执行一条指令所 需的时间，通常以机器 周期或时钟周期表示。
指令格式
单片机的指令格式，包 括操作码和操作数等部
分。
单片机的编程语言
01
02
03
汇编语言
使用助记符和符号表示指 令，易于理解和记忆。
C语言
学习单片机编程语言
实践应用与项目开发
根据所使用的单片机型号和开发环境，学 习相应的编程语言和开发工具，如C语言、 汇编语言等。
通过实践应用和项目开发，加深对单片机 应用的理解，提高实际操作能力和解决问 题的能力。
单片机课程大纲
单片机课程大纲【最新版】目录1.单片机概述2.课程目标与要求3.课程内容3.1 硬件系统3.2 软件系统3.3 编程语言3.4 实验与实践4.课程安排5.考核方式正文一、单片机概述单片机（Microcontroller Unit, MCU）是一种集成了 CPU、存储器、外设接口等多种功能于一体的微型计算机。
由于其体积小、成本低、功耗低、功能强大等特点，广泛应用于嵌入式系统中，如家电控制、工业自动化、智能家居等领域。
二、课程目标与要求本课程旨在使学生掌握单片机的基本原理、硬件结构、编程方法和应用技巧，培养学生具备单片机系统的分析、设计、开发和应用能力。
课程要求学生具备基本的电路知识和模拟电子技术、数字电子技术基础，能熟练使用 C 语言编程。
三、课程内容3.1 硬件系统介绍单片机的硬件组成，包括 CPU、存储器、定时器/计数器、中断系统、串行通信接口、并行通信接口等。
3.2 软件系统讲解单片机软件系统的设计方法，包括程序设计、模块化设计、结构化设计等，以及软件开发流程和调试方法。
3.3 编程语言学习单片机编程语言，主要采用 C 语言进行编程，学习 C 语言的基本语法、数据类型、运算符、控制结构、函数等，以及单片机 C 语言编程的特点和技巧。
3.4 实验与实践通过实验和实践，使学生掌握单片机的实际应用，包括硬件搭建、程序编写、调试与优化等。
实验项目包括基本输入输出、定时器/计数器应用、中断控制、串行通信等。
四、课程安排本课程分为理论教学和实验教学两部分，理论教学安排在课堂进行，实验教学安排在实验室进行。
五、考核方式课程考核采用期中考试、期末考试和实验报告相结合的方式。
期中考试主要考核学生对课程理论知识的掌握程度；期末考试主要考核学生的综合应用能力；实验报告主要考核学生的实验能力和对实验结果的分析处理能力。
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片，也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能：单片机是用来控制各种设备和系统的，其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器：单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器，存储程序和数据。
3. 输入输出功能：单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗：单片机通常工作在微功耗下，能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用：单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理：包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构：包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发：包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例：包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计：包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口：包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理：包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理：包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用：包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信：包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出：包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
第1章单片机概述
第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。
单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。
这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。
8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。
1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。
8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。
经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。
单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。
第一章-单片机概述
89C51 4kB EEPROM 128字节
80C32
无
256字节
52
80C52 8kB掩膜ROM 256字节
系
列
87C52 8kB EPROM 256字节
89C52 8kB EEPROM 256字节
2x16位
5
2x16位
5
2x16位
5
2x16位
5
3x16位
6
3x16位
6
3x16位
6
3x16位
6
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述
3、家用电器
1. 智能冰箱 2．智能饭煲 3．智能食品配料机
可以这样说，现在的家用电 器基本上都采用了单片机控 制，从电饭褒、洗衣机、电 冰箱、空调机、彩电、其他 音响视频器材、再到电子秤 量设备，五花八门，无所不 在。
第一章 单片机概述
4、计算机网络和通信领域
•手机 •电话机 •程控交换机 •楼宇自动通信呼叫系统 •列车无线通信 •日常工作中随处可见的 移动电话
第一章 单片机概述
1.1 单片机的名称
中央处理机 CPU
随机存储器 RAM
只读存储器 ROM
中断系统
定时器/计数器
I/O
单片微型计算机 SCMC
微控制器 MCU 嵌入式微控制器 EMCU
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述 ➢ 单片机与单片机系统 ➢ 单片机的程序设计语言 ➢单片机的仿真开发
电池分析仪
麻醉信息管理系统
第一章 单片机概述
➢ 单片机典型应用案例
出租汽车计价器
按键
8051
显示
产生中断 中断服务子程序
单片机及控制-第一章单片机基础知识
关于逻辑高低电平： 1) 5V CMOS 、 HC 、 AHC 、 AC 中 ， 输 入 大 于 3. 5V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 1.5 V 算 低 电 平 ； 2) 5 V TTL 、 AB T 、 AHCT 、 HC T 、 ACT 中 ， 输 入 大 于 2 V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ； 3) 3. 3V LV TTL 、 LV T 、 L VC 、 AL VC 、 LV 、 AL V T 中 ，输 入 大 于 2V 算高电平 | | 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ；
【单片机的应用领域】 目前单片机渗透到我们生活的各个领域， 几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程 的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像 机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应 用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
AT89S52 具有以下标准功能：8K 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定 时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行 口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选 择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一 个中断或硬件复位为止。
第1章 单片机概述
MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型， MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型， 但 系列以及80C51系列单片机有多种类型 掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、 掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、 MCS 的基本型 80C51、87C51）是十分重要的。 80C51、87C51）是十分重要的。 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础， 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础， MCS 内核的各种型号单片机的基础 也是各种增强型 扩展型等衍生品种的核心。 各种增强型、 也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。
在下述的各个领域广泛的应用： 在下述的各个领域广泛的应用： 1. 工业自动化 2. 智能仪器仪表 3．消费类电子产品 4. 通讯 5．武器装备 6．终端及外部设备控制 7．多机分布式系统 MCS-51系列单片机 1.6 MCS-51系列单片机 20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 世纪80年代后期 8051内核技术转让给厂家 内核技术转让给厂家。 8051内核技术转让给厂家。
70年代问世。 世纪70年代问世 已广泛应用在： 已广泛应用在： 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、 电器、电力电子、机电一体化设备等方面。 电器、电力电子、机电一体化设备等方面。 1.1 什么是单片机 在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器 在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)， (CPU) (RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。 (RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。 和各种输入
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2.
3. 4.
周立功单片机 单片机学习网站
有关本课程学习的几点建议
本课程的前期基础课程是数字电路 这方面知识掌握得不够好的请自己补上 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力
INT0 INT1
单片机
应用系统组成
硬件 部分 单 片 机 系 统 软件 部分
运算器 CPU 寄存器组
单片 机芯 片
内存
控制器
并行I / O口
中断控制逻辑 通用接口 8253 串行UART 定时/计数器
外围 器件
指令 系统 应用 程序
8251
8255A、8155 2764、6264 ADC0809、DAC0832
（7）内置SRAM一般为128B，256B，满足一般应用要求。
1975年，TI，TMS—1000 1976年，Intel，MCS-48
1980年，Intel，MCS-51
应用领域
家用电器；
工业过程控制
1983年，Intel，MCS-96 199X年，各类专用单片机
2000年—，特殊功能单片机出现。
• •
• ⑤ 进行应用程序单步运行，调试应用系统；
• ⑥ 应用程序调试完成后存盘；
• ⑦ 连接编程器到PC机，将应用程序烧录到EPROM或 8751单片机中； • ⑧ 关机，拨下仿真头；
• ⑨ 将已写入应用程序的EPROM或8751单片机插入用 户PCB板的相应插槽； • ⑩ 用户板开机，试验功能是否完善。
常用单片机性能比较
小结
◆单片机的发展概况 ◆单片机的特点 ◆单片机产品的研制和开发 思考
什么是单片机？单片机与一般微型 计算机相比，具有哪些特点？
单 硅
封装形式
★ PDIP封装
★ 引脚数：40脚、24脚、20脚，甚至有8脚
★ PLCC封装
★ 68脚、44脚
单片机特点
（1）体积小，重量轻；
（2）可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强； （3）控制功能强，使用灵活； （4）性价比高， 几元￥—几十元￥； （5）易扩展，易于开发；
（6）集成度高，片内常内置OTP型、FLASH型程序存储 器存储器。容量一般在8KB以下；
P1.1=1 LED1灭
②、软件
Y，K1按下
P1.2=0? N N P1.3=0?
P1.1=0 LED1亮
Y，K2按下 P1.1=1 LED1灭
• 仿真系统（仿真器）
– 仿真单片机的管脚时序、 内部所有内部资源（寄存器、RAM等）
• 用户PCB板
– 样机系统PCB
• 编程器
– 将调试完成的程序固化到ROM或单片机中
MCS-51内核+（CAN、USB总线等Байду номын сангаас CPU核+自由定制电路+内嵌程序系统
仪器仪表
智能武器
航空、汽车等领域
单片机的结构
外扩展部分 计数输入 T0 T1 时钟 ROM存 储器 RAM存储器 SFR特殊寄存器 定时/计数器
CPU
并行
I/O接口
串行
I/O接口
中断
系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是皮肉器脏及思想 预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习
单片集成电路构成的计算机 SCP—Single Chip Processor
单片机—— 计算机，应该包括5个组成部分
▲ CPU：运算、控制
▲ ROM：存放程序
▲ RAM：数据存储 ▲ 输入/输出口：并行PIO和串行SIO ▲ 其它：（A/D、D/A电路、WDT、时钟日历等）
★ 40条引脚（也有20脚的，甚至8脚）
★ 价格：几元￥～几十元￥
计算机系统通常由多块印刷电路板制成
内存条
CPU
主板
多板机
单板机
印
输入输出接口 芯片 CPU芯片 CPU
存储器芯片
A/D、D/A 芯片
内存条
刷
电 路
定时计数器 芯片
板
单片机
存储器 时钟电路 控制电路 CPU 定时器
片
I / O口
晶
• PC机系统
– 提供仿真集成环境管理
仿真器
仿真系统 开发方法
ＰＣ机 编程器
单片机插槽
ＲＯＭ插槽
用户板
单片机开发系统一般应具备以下四方面的基本功能： 开发步骤： ① 系统硬件电路的诊断与检查； ① 制成用户PCB板，焊接或插入除单片机、EPROM之外的 ② 用户程序的输入修改； 所有其它器件； ③ 程序的运行调试； • ② 将仿真器连接到PC扩展槽或端口； ④ 程序固化。 • ③ 将仿真器的仿真头插入用户PCB板的单片机插槽； • ④ PC机上编程，设计。并进行汇编调试，剔除错误；
概述
电子信息工程系 刘淑芬
教材及参考书
1. 2. 3. 4. 张迎新主编,单片机原理及应用(第2版）—电子工业出版社 李群芳编著,单片微型计算机与接口技术—电子工业出片社 张俊谟编著,单片机教程习题与解答—北京航空航天大学出版社 李朝青编著,单片机原理及接口技术--北京航空航天大学出版社
参考网址
1.
如何使用？
1 接上电源：这当然是必不可少的。
大部分单片机使用+5V电源。 2 振荡电路：单片机是一种时序电路，必 须提供脉冲信号才能正常工作。单片机内 部已集成了振荡器，只要买来晶振、电容， 连上外部引脚就可以了。
3 复位引脚：为何需要复要复位？
单片机是一种时序电路，必须清零后才能正常工作。 MCS-51单片机是高电平复位。
4 /EA引脚：引脚接地 or电源。
选择使用内部or外部ROM。
例: MCS-51单片机系统。
①、硬件
▲ Vcc接+5V，Vss接地； ▲ XTAL1、XTAL2接12MHz晶体振荡器； ▲ /EA接+5V，使用内部程序存储器； ▲ RST上电高电平复位。 △ LED1经1K电阻上拉到+5V； △ K1、K2经10K电阻上拉到+5V.