单片机控制技术及应用 绪论
《单片机原理及应用》第1章 绪论.
上午11时26分58秒
图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根 I/O线和1个8位定时/计数器。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
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广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.1 数制及其转换
1.二进制数及其转换
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1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
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1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。
《单片机技术与应用》课程标准
《单片机技术与应用》课程标准一、课程名称单片机技术与应用二、适用专业机电技术应用三、参考课时64四、课程性质与任务本课程是机电一体化专业的专业核心课程，通过本课程的学习，使学生能够掌握以MCS-51系列为主的单片机的基本结构、指令系统、存储系统及输入输出接口电路、中断系统、系统扩展等方面知识；了解单片机组成和工作原理，具备一定的C语言程序设计能力。
以及观察和分析问题、团队协助、沟通表达等能力和综合素质。
五、课程的基本理念本课程是机电一体化专业的专业核心课程，是一门理论与实践紧密结合，实践性很强的学科基础课程，通过把课堂教学、实验教学、单片机综合实验设计和单片机安装与调试竞赛有•机地结合一体，提高单片机技术理论与应用实践应用能力。
六、课程的设计思路本课程以项目教学为基点，学习情境按照难易程度依次递进的思路设计的。
通过该系列项目的学习，反复训练，学生不但能够掌握51系列单片机的C语言的编写能力，设计小型产品的设计能力，还能够全面培养其职业规范、职业道德和纪律等综合素质，通过学习的过程掌握工作岗位需要的各项技能和相关专业知识。
与前导课程的联系：学生在学习本课程前，具备基本模拟电路、数字电路的分析与设计基础，对计算机应用系统应具有一定的了解，通过本课程的学习，要求熟练掌握典型单片机系统的设计方法，能利用C51单片机组成实际系统，具备硬件和软件编程能力。
与后续课程的联系：使学生通过本课程的学习，使学生掌握51系列单片机的C语言的编写能力和设计小型产品的设计能力，为后续独立分析和设计单片机测控系统的打下基础。
七、课程教学目标通过本课程的学习，学生应能用C语言编写控制程序；能完成简单的单片机控制产品的系统设计；能根据产品及系统设计要求进行元器件采购、焊接组装、软硬件调试；培养学生具有一定的创新思维能力，科学的工作方法和良好的职业道德意识，为提高学生职业能力发展奠定良好的基础。
（一）知识目标1.熟悉常用的单元电路及其功能。
单片机舵机角度控制
单片机舵机角度控制章节一：绪论近年来，随着科技的发展和应用领域的不断扩大，单片机成为了现代电子技术领域中不可或缺的一部分。
单片机舵机角度控制作为其中一个重要的应用，广泛应用于机器人、航模等领域。
本文旨在探讨单片机舵机角度控制的原理和实现方法，以及相关的优化方案。
章节二：单片机舵机角度控制的原理2.1 舵机的基本原理舵机是一种用来控制角度的驱动器件，它内部包含电机、减速机构和位置反馈装置。
其工作原理是通过控制电机的旋转方向和速度来调整舵机的输出角度。
2.2 单片机舵机控制的原理单片机作为舵机控制的核心部件，可以通过PWM信号来控制舵机的转动角度。
通过控制PWM信号的占空比，可以控制电机的转速，从而实现对舵机角度的精确控制。
章节三：单片机舵机角度控制的实现方法3.1 硬件设计舵机角度控制的硬件设计包括舵机的连接方式和电源电路的设计。
选择合适的舵机连接方式可以减少电源负载和电源干扰，提高舵机的响应速度和精度。
3.2 软件设计单片机舵机角度控制的软件设计包括舵机控制程序的编写和舵机角度的校正算法。
舵机控制程序主要负责控制PWM信号的产生，并根据需要调整舵机的角度；舵机角度的校正算法则是为了保证舵机能够精确控制到指定的角度。
章节四：单片机舵机角度控制的优化方案4.1 控制算法优化针对舵机在转动过程中的非线性特性和稳定性问题，可以采用PID控制算法进行优化。
PID控制算法通过对误差、偏差和积分项的综合计算，实现对舵机角度控制的精确调整和快速响应。
4.2 硬件优化通过选用高精度的舵机和高性能的电源电路，可以提高舵机的控制精度和响应速度。
另外，合理设计电路板布局和降低信号干扰也是硬件优化的关键。
总结：本文首先介绍了单片机舵机角度控制的原理，包括舵机的基本原理和单片机控制舵机的原理。
然后详细讨论了单片机舵机角度控制的实现方法，包括硬件设计和软件设计。
最后，针对单片机舵机角度控制存在的问题和局限性，提出了优化方案，包括控制算法优化和硬件优化。
绪论
度等打交道，需要将这些物理量转换成计算机可以处理的
数字量。
MCS-51单片机原理、接口及应用
绪论
（2）硬件系统 为了提高性价比，单片机系统一般不会直接选用通用的硬 件平台，而是根据需要自行开发出针对性强的精简的硬件 系统。 （3）软件系统
单片机系统一般直接和自然界的物理量如温度、重量、速
度等打交道，需要将这些物理量转换成计算机可以处理的 数字量。
MCS-51系列单片机成为当时单片机应用的主流产品，而
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。 随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片
机，90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到
了巨大的提高。随着Intel i960系列特别是后来的ARM系 列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地
⑥在各种大型电器中的模块化应用
医用呼吸机
MCS-51单片机原理、接口及应用
绪论
0.2.3 单片机的发展历史及未来方向
单片机的发展历史不长，它的产生和发展与微处理器
的产生与发展大体是同步的。
初始阶段，Intel公司在1971年11月推出了4位微处理 器Intel 4004，内含随机存储器RAM和只读存储器ROM。
绪论 （1） 运算器 运算器又称为算术逻辑单元ALU（Arithmetic logic unit）， 用来进行算术或逻辑运算以及位移循环等操作，它是CPU的 执行部件。 （2）控制器 控制器主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器 ID和可编程逻辑阵列PLA等部件组成。 控制器的主要功能有两项：一是按照程序逻辑要求，控制程 序中指令的执行顺序；二是根据指令寄存器中的指令码控制 每一条指令的执行过程。
MCS-51系列单片机共有二十几种芯片，主要包括51子系
单片机基础应用
单片机基础应用
单片机是一种集成电路片上的微型计算机，广泛应用于各种电子设备中。
单片机的基础应用包括以下几个方面：
1. LED控制：单片机可以通过控制GPIO引脚的电平来控制LED的开关，实现各种闪烁、流水灯等效果。
2. 按键输入：单片机可通过读取GPIO引脚的电平来检测按键是否被按下，并执行相应的操作，如控制LED的亮灭、触发其他功能等。
3. 数码管显示：通过控制GPIO引脚的输出电平，单片机可以控制数码管的各个段的亮灭，实现数字、字母等的显示。
4. 温度测量：可以通过连接温度传感器，并通过模拟输入引脚读取传感器的电压值，通过一定的算法计算出温度值。
5. 定时器应用：单片机内置定时器，可以用来实现定时功能，比如控制LED灯在一定时间间隔内闪烁。
6. 脉宽调制（PWM）：通过配置单片机的定时器产生占空比可调的方波信号，可以实现对电机、LED的亮度等的控制。
7. 串口通信：配置单片机的串口引脚，可以实现与其他设备的通信，如与电脑进行数据传输、与其他微控制器进行通信等。
这只是单片机基础应用的一小部分，随着技术的发展和应用的需求，单片机的应用场景也越来越广泛。
[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术
![[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术](https://img.taocdn.com/s3/m/28e1825068eae009581b6bd97f1922791788be55.png)
[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术篇一: 单片机原理及应用技术_课后答案章1 绪论1．第一台计算机的问世有何意义？答：第一台电子数字计算机ENIAC问世，标志着计算机时代的到来。
[）与现代的计算机相比，ENIAC有许多不足，但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。
2．计算机由哪几部分组成？答：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，运算器与控制器合称为CPU。
3．微型计算机由哪几部分构成？答：微型计算机由微处理器、存储器和I/O接口电路构成。
各部分通过地址总线、数据总线和控制总线相连。
4．微处理器与微型计算机有何区别？答：微处理器集成了运算器和控制器；而微型计算机包含微处理器、存储器和I/O接口电路等。
5．什么叫单片机？其主要特点有哪些？答：在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。
单片机主要特点有：控制性能和可靠性高；体积小、价格低、易于产品化；具有良好的性能价格比。
6．微型计算机有哪些应用形式？各适于什么场合？答：微型计算机有三种应用形式：多板机、单板机和单片机。
多板机，通常作为办公或家庭的事务处理及科学计算，属于通用计算机。
单板机，I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。
早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。
单片机，单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。
目前，单片机应用技术已经成为电子应用系统设计的最为常用技术手段。
7．当前单片机的主要产品有哪些？各有何特点？答：多年来的应用实践已经证明，80C51的系统结构合理、技术成熟。
因此，许多单片机芯片生产厂商倾力于提高80C51单片机产品的综合功能，从而形成了80C51的主流产品地位，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：? A TMEL公司融入Flash存储器技术推出的A T89系列单片机；? Philips公司推出的? 华邦公司推出的- 74 -? ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC单片机；? LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；? Maxim公司推出的DS89C420高速单片机；? Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。
单片机原理及其应用
单片机原理及其应用
单片机即单片微型计算机，是一种集成电路芯片，内部包含了处理器、存储器、输入输出接口等电子器件和电路。
它可以完成各种计算和控制任务，具有体积小、功耗低、功能强大等特点，广泛应用于各个领域。
单片机的工作原理是通过指令的执行来完成相应的任务。
它内部的处理器通过解析存储在存储器中的指令，执行不同的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
同时，单片机还可以与外部设备通过输入输出接口进行数据交换，并控制外部设备的工作。
单片机的应用十分广泛。
在家电领域，它可以作为控制中心，实现灯光控制、电机控制、温度控制等功能。
在汽车电子领域，单片机可以用于控制发动机系统、车载娱乐系统、车身电子系统等。
在工业自动化领域，单片机可以用于控制生产线上的各种设备，实现自动化生产。
此外，单片机还可以应用于电子计算器、遥控器、安防系统、医疗设备等领域。
总的来说，单片机通过内部的处理器和外部设备的交互，实现各种控制和计算任务，广泛应用于各个领域，为我们的生活和工作提供了很大的便利。
微控制器-原理及应用
微控制器
——原理及应用——
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微控制器原理与应用
第一章 绪 论
1.1 什么是微控制器(单片机)
微控制器(单片机)就是在一块半导体硅片上集成了微处 理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)和各种功能单元(定时器/计 数器、并行I/O口、串行口、ADC等)的集成电路芯片。这样 一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片
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微控制器原理与应用
4) 宽工作电压 扩大电源电压范围以及在较低电压下仍能工作是现在新
推出的MCU的一个特点。目前一般MCU都可以在3.3～5.5V的 范围内工作，有些产品则可以在2.2～6V的范围内工作。
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微控制器原理与应用
5) 封装小型化 现在MCU的封装水平已大大提高，有越来越多的 MCU采
MCU可集成越来越多的内置部件，常用的部件有: (1) 存 储 器 类 ， 包 括 程 序 存 储 器 MROM/OTP ROM/EPROM/EEPROM/Flash ROM 和 数 据 存 储 器 SRAM/SDRAM/SSRAM。 (2) 串行接口类，包括UART、SPI、I2C、CAN、IR、 Ethernet、HDLC。 (3) 并行接口类，包括 Centronics、PCI、IDE、GPIO等 。
图1-1 微控制器芯片
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微控制器原理与应用
MCU按照其用途可以分为通用型和专用型两大类。 通用型MCU具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性
强，可满足多种应用需求。 专用型MCU是专门针对某些产品的特定用途而制作的MCU
，如打印机、家用电器、健身器材以及各种通信设备中的 专用MCU。
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以上单片机各种发展系列并非简单的一代淘汰 一代，用户根据产品要求、性价比等情况选择。 目前市面上较有影响的单片机厂家有： （1）美国：Intel、Motorola、AMD、ATMEL （2）荷兰：Philip （3）德国：Siemens （4）日本：Nec
（6）导弹
导弹控制，鱼雷制导，智能武器装置。 （7）商用产品
电子收款机，电子秤，银行统计机等。 （8）电信技术
调制解调器，声像处理，数字滤波，通信设备等。
3.单片机的分类
按用途分类： -通用型：将可开发的资源（ROM、RAM、I/O、 EPROM）等全部提供给用户。 -专用型：其硬件及指令是按照某种特定用途而 设计，例如录音机机芯控制器、打印 机控制器、电机控制器等。
(3)低功耗型
有80C5XBH、80C31XBH、87C5X.这类型号带有“C”字 的单片机采用CHMOS工艺,其特点是功耗低，另外, 87C51还 有两级程序存储器保密系统,可防止非法拷贝程序.
一、单片机的概念与特点
• • • •
单片机是一种电子计算机 计算机的两个发展趋势： -巨型化超级计算机，一秒计算亿亿次 -微型化微型机单片机 单片微型计算机(Single ChipMicrocomputer)，又称微控 制器MCU(Micro Controller Unit)，是将计算机的基本部 分微型化,使之集成在一块芯片上的微机。
⑧4KB片内ROM。
⑨一个片内时钟振荡器和时钟电路.
⑩片外可扩展64KBROM和64KBRAM. 由此可见,它本身就是一个功能相当强的8位微型机. (2)增强型 有8052AH、8032AH、8752BH,此类型单片机的内 ROM和RAM容量比基本型的增大一倍,同时把16位计数增为3 个.87C54内部ROM增加到16KB,87C58增加到32KB.
特点： • PC机：体积大、功耗大、价格高、通用性好 • 单片机：体积小、功耗低、价格低、用途灵活、可靠性高
2.单片机的应用
应用特点：量大面广 （1）机电一体化
数控机床，电机控制，工业机器人，自动控制等 （2）智能仪表
测量仪，医疗器械，数字示波器等。 （3）实时控制 汽车点火控制，变速控制，防滑车控制，排气控制， 计费器，交通控制等。 （4）家用电器 微波炉，电视机，录像机，音响设备，游戏机等 （5）办公自动化和计算机外部设备 传真机，复印机，打印机，绘图仪，扫描仪等
（2）运行速度不断提高。 单片机的使用最高频率由6MHz、12MHz 、24MHz、 33MHz、发展到 40MHz。 （3）单片机内的存储容量越来越大。 由1KB、 2KB、 4KB、 8KB、 16KB、 32KB、发展 到 64KB 等。
（4）ROM存储器的编程也越来越方便 有 ROM型（掩模型）、EPROM（紫外线擦除编程）、 EEPROM（电擦除编程）及FLASH（闪速编程）。
微处理器(CPU)
•
存储器 包括
接口适配器（输入输出接口电路） 输入/输出（I/O）设备。
微处理器(CPU) 存储器 包括
接口适配器（输入输出接口电路） 输入/输出（I/O）设备。
1.单片机与一般计算机的区别
结构： • PC机：主要部件以芯片形式安装在主板上 • 单片机：主要部件部件被集成到单芯片中
三、MCS-51系列单片机类型
MCS-51系列单片机品种很多，如果按照存储器ROM配置状
态,可划分为：
51子系列（基本型）
片内无ROM型：8031 片内ROM：8051 片内EEPROM 型：8951 52子系列（增强型）
增强型：8032/8052/8752/8952
(1)基本型
基本型有8031、8051、8751、89C51/S51等。 基本型的代表产品是8051，其基本特性如下： ①一个8位CPU和指令系统。 ②128字节的片内RAM。 ③21个特殊功能寄存器。 ④32线并行I/O口。 ⑤2个16位定时/计数器。 ⑥一个全双工串行口。 ⑦5个中断源、2个中断优先级的中断结构.
•
按其基本操作处理的数据位数分类： 1位、4位、8位、16位、32位
•
4.单片机的发展趋势
（1）单片机的字长由4位、8位、16 位发展到32位。 这几种字长的MCU目前同时存在于市场，由于单片机 主要用于控制，目前8位的MCU 仍然占主流地位，只有在精 度要求特别高的场合如图像处理等，才采用16位的MCU, 用 户可以根据产品的需要进行选择。
1.单片机与一般计算机的区别
形态： • PC机：具有计算机的标准形态，键盘、显示器、鼠标、音 箱、打印机、扫描仪 • 单片机：以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系 统中。
1.单片机与一般计算机的区别
功能 • PC机：数据运算、采集、处理、存储、传输 • 单片机：测控，嵌入仪器、设备、系统，使其智能化