单片机原理与应用-20181223
单片机原理及应用(课件)
输出接口
实现单片机向外部设备输出信号的功能。
输入输出接口的扩展
通过I/O口的扩展，可以实现更多设备的控 和信号的采集。
03 单片机编程语言与开发环 境
单片机编程语言概述
单片机编程语言分类
根据单片机的特性和应用需求，单片机编程语言可分为机器语言、汇 编语言和高级语言。
机器语言
机器语言是直接用二进制代码编写的语言，是单片机能够直接识别的 唯一语言。
物联网时代单片机的应用前景
1 2
智能感知
单片机作为物联网感知层的重要组件，能够实现 各种传感器数据的采集和处理，为上层应用提供 可靠的数据支持。
无线通信
单片机集成无线通信模块，可以实现远程数据传 输和控制，为物联网应用提供了便利的通信手段。
3
边缘计算
单片机具备强大的计算能力，可以实现边缘计算 功能，减轻云端负担，提高数据处理速度和实时 性。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，使用助记符表示指令，易于理解和记忆。
高级语言
高级语言是一种更接近自然语言的编程语言，如C、C等，具有更高 的编程效率和可移植性。
C语言在单片机开发中的应用
C语言的优势
C语言具有高效、可移植性强、易于维护等优点，适合用于单片 机开发。
C语言的移植性
由于C语言是一种高级语言，其代码可以在不同的单片机平台上 进行移植，提高了代码的可重用性。
按键输入是单片机应用中常 见的输入方式之一，通过按 键可以实现对单片机程序的
触发和控制。
具体实现方法：将按键的一 端连接到单片机的I/O端口，
另一端接地。当按键被按下 时，I/O端口会收到一个低电
平信号，单片机程序通过检 测这个信号的变化可以判断
单片机原理及应用课后习题答案
单片机原理及应用课后习题答案1. 为什么单片机被广泛应用于各种电子设备中？单片机被广泛应用于各种电子设备中的原因有很多。
首先，单片机具有体积小、功耗低、成本低的特点，能够满足现代电子设备对于小型化、便携和节能的需求。
其次，单片机集成了中央处理器、存储器、输入输出端口等功能模块，能够满足电子设备对于高性能、多功能的要求。
此外，单片机具有灵活的可编程性，能够根据不同的应用需求进行定制开发，满足各种电子设备的特定功能和性能要求。
因此，单片机被广泛应用于各种电子设备中。
2. 什么是单片机的工作原理？单片机是一种集成了中央处理器、存储器、输入输出端口等功能模块的微型计算机系统。
其工作原理是通过中央处理器执行程序指令，对输入输出端口进行数据交换，从而实现对外部设备的控制和数据处理。
单片机内部包含了运算器、控制器、存储器等核心部件，通过时钟信号的控制，按照程序指令序列完成各种运算和数据处理操作。
单片机的工作原理可以简单概括为接收输入信号、进行数据处理、输出控制信号的过程。
3. 单片机的应用领域有哪些？单片机在各种电子设备中都有广泛的应用，主要包括消费类电子产品、工业自动化设备、通信设备、汽车电子系统等领域。
在消费类电子产品中，单片机被应用于智能手机、数码相机、家用电器等产品中，实现各种功能和控制。
在工业自动化设备中，单片机被应用于PLC、工业控制器、传感器等设备中，实现自动化生产和控制。
在通信设备中，单片机被应用于调制解调器、路由器、交换机等设备中，实现数据传输和网络控制。
在汽车电子系统中，单片机被应用于发动机控制、车载娱乐、车身电子系统等领域，实现车辆的各种功能和控制。
可以看出，单片机在各种应用领域都有重要的地位和作用。
4. 单片机的发展趋势是什么？随着科技的不断发展，单片机也在不断演进和升级。
未来单片机的发展趋势主要包括以下几个方面，首先，单片机将继续向着高性能、低功耗、小型化的方向发展，以满足电子设备对于性能和外形的要求。
单片机应用原理及应用
单片机应用原理及应用单片机是一种集成电路芯片，具有处理器核心、存储器、输入输出接口和时钟电路等组成部分。
它广泛应用于各种电子设备中，如家电、工业控制、通信设备等。
单片机应用原理基于其内部的微处理器核心，通过编程将指令和数据传输到单片机中，单片机根据指令进行相应的操作和计算，并通过输入输出接口与外部设备进行交互，实现各种功能。
单片机应用原理主要包括指令执行、存储器管理、输入输出控制和时钟控制等方面。
在单片机中，指令执行是核心部分，它通过执行存储器中储存的指令内容，完成各种计算和逻辑操作。
存储器管理是指单片机对内部存储器和外部存储器（如闪存、RAM等）的管理和访问，它通过分配存储空间存储指令和数据，并实现对存储器的读写操作。
输入输出控制是单片机与外部设备进行交互的方式，如通过引脚实现数字量输入输出，通过串口或并口实现数模转换等。
时钟控制是单片机的时序控制，它提供时钟信号给单片机，使其按照指定的时序进行操作和计算。
单片机的应用非常广泛，常见的应用包括家电控制、汽车电子、工控领域和通信设备等。
在家电控制中，单片机可以通过检测传感器的输入信号，实现对家电设备的控制，如温控器、洗衣机和空调等。
在汽车电子中，单片机可以控制发动机的点火、喷油和排放等操作，还可以控制车内的空调、音响和导航等系统。
在工控领域中，单片机可以实现对电机的速度和位置控制，以及对工业生产过程的监控和调节。
在通信设备中，单片机可以实现数据的传输、处理和存储，保证通信设备的正常运行。
单片机应用的优势在于成本低、可编程性强、体积小和功耗低等方面。
由于单片机是一种硬件和软件结合的解决方案，因此可以根据应用的具体需求进行编程和调整。
此外，单片机具有较高的集成度，可以将多个电子元件集成到一个芯片中，大大减小了系统的体积。
同时，单片机的功耗相对较低，可以满足移动设备和电池供电设备的需求。
综上所述，单片机应用原理是通过编程控制单片机的指令执行、存储器管理、输入输出控制和时钟控制等方面，实现对外部设备的控制和处理。
单片机原理及应用概述
单片机原理及应用概述单片机（Microcontroller）是一种将微处理器、存储器和输入/输出接口等集成在一块芯片上的集成电路。
它具有体积小、功耗低、成本低等特点，适用于嵌入式系统中的各种控制任务。
单片机的工作原理如下：首先，单片机通过外部的存储器接口获取指令和数据；然后，在内部的运算单元进行计算；最后，通过输入输出接口与外部设备进行通信。
单片机可以通过编程方式来控制其功能，以便实现各种不同的应用。
单片机广泛应用于各个领域，如家电控制、汽车电子、工业控制、医疗设备等。
以下是一些常见的单片机应用概述：1.家电控制：在家用电器中，单片机可以用于控制和管理各种功能，如空调温度控制、洗衣机程序控制、冰箱温度控制等。
2.汽车电子：单片机用于汽车电子系统中的各种控制任务，如车载娱乐系统控制、发动机控制、车身控制等。
它可以提高汽车的性能、安全性和舒适度。
3. 工业控制：在工业领域中，单片机常用于各种控制设备和系统，如PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、仪器仪表控制等。
单片机可以实现多种传感器的数据采集和处理，以及对各种执行器的控制。
4.医疗设备：单片机在医疗设备中有着广泛的应用，如心率监测器、血糖仪、体温计等。
它可以实现数据采集、数据处理和控制，提高医疗设备的准确性和可靠性。
5.通信设备：单片机在通信设备中起着重要的作用，如路由器、无线电台等。
它可以实现数据的传输、处理和控制，使通信设备具有更高的性能和可靠性。
6.军事应用：单片机在军事领域中广泛应用于各种控制系统和设备，如导弹控制系统、雷达系统等。
它可以实现数据采集、处理和控制，提高军事设备的精确性和可靠性。
总之，单片机作为一种集成度高、功能强大的控制器件，具有广泛的应用前景和发展空间。
随着科技的进步和需求的增加，单片机的应用领域将会更加多样化和广泛化。
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。
单片机原理及应用的原理
单片机原理及应用的原理
单片机原理是指单片机工作的基本原理，主要包括单片机的指令执行过程、存储器的组成与功能、时钟和定时器的作用、输入输出端口的作用等。
单片机是一种集成度高、功能强大的微处理器，通常由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口和时钟电路等部分组成。
单片机内部包含了大量的存储器和外设接口，可以通过程序控制来实现各种功能。
在单片机中，CPU是主要的数据处理单元，负责执行指令、进行算术逻辑运算等任务。
存储器用于存储程序指令和数据，主要分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
输入输出端口通过与外部设备的连接，实现数据的输入和输出。
单片机的工作过程是通过时钟和定时器来同步的。
时钟电路提供一个固定频率的时钟信号，作为各个部件的时序基准。
定时器可以产生一定时间间隔的定时信号，用于计时和延时操作。
单片机应用的原理是指将单片机应用于特定的场景中，实现相应的功能。
单片机应用的种类很多，包括电子产品控制、仪器仪表控制、工业自动化等。
通过编程，可以将这些应用实现在单片机上，并通过外设接口与外部设备进行通信和控制。
总之，单片机原理主要涉及单片机的指令执行过程、存储器的组成与功能、时钟
和定时器的作用、输入输出端口的作用等，而单片机应用的原理则是将单片机应用于特定的场景中，实现相应的功能。
单片机原理及应用(张毅刚-第三版)课后习题答案(全)
单片机原理及应用(张毅刚-第三版)课后习题答案(全)第1章思考题及习题1参考答案一、填空1.除了单片机这一名称之外，单片机还可称为或。
答：微控制器，嵌入式控制器.2.单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将、、和三部分，通过内部连接在一起，集成于一块芯片上。
答：CPU、存储器、I/O口、总线3. AT89S52单片机工作频率上限为MHz。
答：33 MHz。
4.专用单片机已使系统结构最简化、软硬件资源利用最优化，从而降低和提高。
答：成本，可靠性。
二、单选1.单片机内部数据之所以用二进制形式表示，主要是A．为了编程方便B．受器件的物理性能限制C．为了通用性D．为了提高运算速度答：B2.在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。
A．辅助设计应用C．数值计算应用答：B3.下面的哪一项应用，不属于单片机的应用范围。
A．工业控制B．家用电器的控制C．数据库管理D．汽车电子设备答：C三、判断对错B．测量、控制应用D．数据处理应用1. STC系列单片机是8051内核的单片机。
对2. AT89S52与AT89S51相比，片内多出了4KB的Flash 程序储备器、128B的RAM、1个中断源、1个定时器（且具有捕捉功用）。
对3.单片机是一种CPU。
错4. AT89S52单片机是微处理器。
错5. AT89C52片内的Flash程序储备器可在线写入，而AT89S52则不克不及。
错6.为AT89C51单片机设想的应用体系板，可将芯片AT89C51直接用芯片AT89S51替换。
对7.为AT89S51单片机设想的应用体系板，可将芯片AT89S51直接用芯片AT89S52替换。
对8.单片机的功用侧重于测量和控制，而庞大的数字号处理运算及高速的测控功用则是DSP的甜头。
对四、简答1.微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何辨别？答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
单片机原理与应用教程
单片机原理与应用教程引言单片机是一种集成电路，它集成了计算机的各个部件。
它具有高度可编程性，可以用于各种应用领域。
本教程将介绍单片机的原理和应用。
无论你是初学者还是经验丰富的工程师，这篇教程都将为你提供有关单片机的基础知识以及如何应用它们的详细指导。
什么是单片机？单片机是一种专用的计算机芯片，由中央处理器 (CPU)、存储器、输入/输出接口和时钟等元件组成。
与传统的计算机相比，单片机更小、更便宜且功耗更低。
它们通常被用来嵌入到各种电子产品中，如家用电器、汽车、医疗设备等，以执行特定的任务。
单片机的工作原理一个单片机包含了所有它需要的主要组件，因此它可以独立工作。
当单片机通电时，它的时钟开始运行，使得CPU按照一定频率运行指令。
单片机通过输入引脚接收外部信号，通过输出引脚向外部设备发送信号。
单片机有自己的内存，包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器中存储了单片机的指令，它们按照一定的顺序执行，以完成特定任务。
数据存储器用于存储程序执行时需要的数据和临时结果。
单片机的输入/输出接口允许它与外部设备进行通信。
通过输入接口，单片机可以接收外部设备发送的信号，如按钮、传感器等。
通过输出接口，单片机可以向外部设备发送信号，如控制电机、发光二极管等。
单片机的应用领域由于单片机具有高度可编程性和灵活性，它们被广泛应用于各个领域。
1. 工业控制单片机可以用于工业自动化和控制系统。
它们可以接收传感器信号，并根据预设的逻辑和算法来控制机器的运行。
这包括控制温度、压力和液位等参数，以确保设备的正常运行。
2. 嵌入式系统单片机常用于嵌入式系统中，如智能手机、平板电脑和家用电器等。
通过编程，可以将单片机配置为执行各种任务，如处理图像、执行算法和控制外部设备。
3. 汽车电子现代汽车中使用了大量的单片机，用于控制引擎、传输系统、安全功能等。
它们可以根据传感器的输入来调整引擎的性能，确保车辆的安全和性能。
4. 医疗设备单片机在医疗设备中有着广泛的应用，如心脏起搏器、血糖仪和血压计等。
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第一章习题1.1 单项选择题（1）单片机又称为单片微计算机，最初的英文缩写是____。
答案(D)A.MCPB.CPUC.DPJD.SCM（2）Intel公司的MCS-51系列单片机是______的单片机。
答案(C)A.1位B.4位C.8位D.16位（3）单片机的特点里没有包括在内的是______。
答案(C)A.集成度高B.功耗低C.密封性强D.性价比高（4）单片机的发展趋势中没有包括的是______。
答案(B)A.高性能B.高价格C.低功耗D.高性价比（5）十进制数56的二进制数是______。
答案(A)A.00111000BB.01011100BC.11000111BD.01010000B（6）十六进制数93的二进制数是______。
答案(A)A.10010011BB.00100011BC.11000011BD.01110011B（7）二进制数11000011的十六进制数是______。
答案(B)A.B3HB.C3HC.D3HD.E3H（8）二进制数11001011的十进制无符号数是______。
答案(B)A.213B.203C.223D.233（9）二进制数11001011的十进制有符号数是______。
答案(B)A.73B.-75C.-93D.75（10）十进制数29的8421BCD压缩码是______。
答案(A)A.00101001BB.10101001BC.11100001BD.10011100B（11）十进制数-36在8位微机中的反码和补码是______。
答案(D)A. 00100100B、11011100BB.00100100B、11011011BC.10100100B、11011011BD.11011011B、11011100B（12）十进制数+27在8位微机中的反码和补码分别是______。
答案(C)A.00011011B、11100100BB.11100100B、11100101BC.00011011B、00011011BD.00011011B、11100101B（13）字符9的ASCII码是______。
答案(D)A.0011001BB.0101001BC.1001001BD.0111001B（14）ASCII码1111111B的对应字符是______。
答案(C)A.SPACEB.PC.DELD.{（15）或逻辑的表达式是______。
答案(B)A.A*B=FB.A+B=FC.A⊕B=FD.(A⋅B) ⃗=F（16）异或逻辑的表达式是______。
答案(C)A.A*B=FB.A+B=FC.A⊕B=FD.(A⋅B) ⃗=F（17）二进制数10101010B与00000000B的“与”、“或”和“异或”结果是______。
答案(B)A.10101010B、10101010B、00000000BB.00000000B、10101010B、10101010BC.00000000B、10101010B、00000000BD.10101010B、00000000B、10101010B（18）二进制数11101110B与01110111B的“与”、“或”和“异或”结果是______。
答案(D)A.01100110B、10011001B、11111111BB.11111111B、10011001B、01100110BC.01100110B、01110111B、10011001BD.01100110B、11111111B、10011001B（19）下列集成门电路中具有与门功能的是______。
答案(D)A.74LS32B.74LS06C.74LS10D.74LS08（20）下列集成门电路中具有非门功能的是______。
答案(B)A.74LS32B.74LS06C.74LS10D.74LS08（21） Proteus软件由以下两个设计平台组成______。
答案(C)A.ISIS和PPTB.ARES和CADC.ISIS和ARESD.ISIS和CAD（22） ISIS模块的主要功能是______。
答案(A)A.电路原理图设计与仿真B.高级布线和编辑C.图像处理D.C51源程序调试（23） ARES模块的主要功能是______。
答案(B)A.电路原理图设计与仿真B.高级布线和编辑C.ISIS和ERASD.ISIS和CAD（24）家用电器如冰箱、空调、洗衣机中使用的单片机主要是利用了它的______能力。
答案(D)A.高速运算B.海量存储C.远程通信D.测量控制1.2 问答思考题（1）什么是单片机？单片机与通用微机相比有何特点？提示单片机是在一块半导体硅片上集成了计算机基本功能部件的微型计算机。
两者的比较：(1) 通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的提高。
单片机主要面向控制，数据类型、计算速度和精度都相对低一些；(2) 通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。
单片机中存储器的组织结构比较简单，寻址空间一般都为64 KB；(3) 通用微机中I/O接口主要面向标准外设（如显示器、键盘、鼠标、打印机等）。
单片机的I/O接口是面向用户的特定电路，需要用户掌握接口电路设计技术。
（2）单片机的发展有哪几个阶段？它今后的发展趋势是什么？提示1、单片微型计算机阶段，即SCM，代表性产品是Intel公司的8位MCS-51系列单片机；2、微控制器阶段，即MCU，代表性产品是基于51内核的微控制器系列产品；片上系统（或系统级芯片）阶段，即SoC，代表性产品有各类专用的SoC器件。
单片机总的发展趋势是多功能、高速度、低功耗、高性价比、强I/O功能及结构兼容。
（3）举例说明单片机的主要应用领域。
提示主要应用于领域：1、工业自动化控制，如过程控制器、机器人模块、物流计量模块、机电一体化控制系统等；2、智能仪器仪表，如温度仪表、流量仪表、分析仪器、医疗仪器、智能传感器等；3、通信设备，如路由器、标准键盘、打印机、传真机、复印机等；4、汽车电子与航空电子系统，如动力监测系统、自动驾驭系统、运行监视器（黑匣子）等；5、家用电器，如空调、冰箱、洗衣机、微波炉、电视机、音响、电子玩具等。
（4）在众多单片机类型中，8位单片机为何不会过时，还占据着单片机应用的主导地位？提示51单片机技术成熟、价格低廉，可以满足许多简单工况的应用要求；基于51单片机内核发展的8位高性能单片机已弥补了51单片机的性能不足，并已占有相当的市场份额；51单片机涉及微机原理、电工电路、软件编程等许多技术基础，主流微控制器产品也大都与51机保持兼容，非常适合初学者作为计算机入门知识。
综上所述，由于8位单片机在学习和应用方面的独特地位，目前仍然不会过时淘汰。
（5）掌握单片机原理及应用技术要注意哪些学习方法？提示单片机是一门课程，与学习其他课程的基本方法是一样的，就是要理解，并做到在理解基础上记忆。
单片机更是一门技术，实践环节尤其重要。
只有通过实践才能展现单片机的价值、体会到单片机的精髓、激发起学好这门课程的动力。
此外，还要养成课前预习、课后复习、勤做练习的良好学习习惯。
（6）单片机技术开发的主力军为何是有工程专业背景的技术人员而非计算机专业人员？提示单片机技术门槛较低，是一种适合大众掌握的先进技术。
学习单片机只需要具备基本的电子基础和初中以上文化程度即可参与其中。
另外，单片机开发有较强的应用专业背景要求，不懂被控对象的特殊要求，就不可能开发出紧密结合需求的单片机产品。
基于上述原因，工程技术人员是单片机技术开发的主力军。
（7）学习单片机原理及应用技术需要哪些必要的基础知识？提示C语言、电子技术基础等（8）二进制数的位与字节是什么关系？51单片机的字长是多少？提示位即bit，是二进制数中的1位，也是计算机数据存储的最小单位。
1个二进制位只可以表示0和1两种状态。
字节，即Byte，由8个二进制位构成（1Byte=8bit）。
字节是计算机数据处理的基本单位。
字，即Word，是计算机一次存取和传送的数据长度，不同计算机的字的长度是不同的，51单片机的字长是8位。
（9）简述数字逻辑中的与、或、非、异或的运算规律。
提示运算规律如下：与运算，全1为1其余为0；或运算，全0为0其余为1；非运算，逐位取反；异或运算，相同为0相异为1。
（10）Proteus仿真软件为何对学习单片机原理及应用具有重要价值？提示单片机学习中应特别强调的是理论与实践相结合的方法，然而实验器材的限制常常很难使每个学习者都得到充分的练习机会。
近年来出现的单片机仿真设计软件—Proteus已经克服这种限制。
Proteus不仅可以作为单片机应用的重要开发工具，也可以充当一种非常高效的辅助教学手段。
用户只需在PC上即可获得接近全真环境下的单片机技能培训，为学习者提供了极大的便利。
（11）Proteus ISIS的工作界面中包含哪几个窗口？菜单栏中包含哪几个选项？提示参考图1.2，列出图中标出的3个主要窗口，3个主要工具栏和菜单栏的12个选项。
（12）利用ISIS模块开发单片机系统需要经过哪几个主要步骤？提示开发过程是：1、启动ISIS，绘制电路原理图，保存为*.dsn文件；2、输入单片机汇编程序，保存为*.asm文件；3、进行源文件编译，排除语法错误后保存为*.hex文件；4、单步或断点仿真调试，排除逻辑错误后形成最终*.hex文件；5、连续仿真运行。
（13）何谓PCB?利用Proteus ARES模块进行PCB设计需要经过哪几个主要步骤？提示PCB是印刷电路板Printed circuit board的英文缩写，它是以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上附有用电子印刷术制成的导电图形和孔眼（如元件孔、紧固孔、金属化孔等）的电子元器件安装底板。
利用ARES模块进行PCB设计可以从元器件布局、布线、覆铜、形成光绘文件等方面进行考虑。
第二章习题2.1 单项选择题（1）下列关于程序计数器PC的描述中____是错误的。
答案(C)A.PC不属于特殊功能寄存器B.PC中的计数值可被编程指令修改C.PC可寻址64KB RAM空间D.PC中存放着下一条指令的首地址（2）MCS-51单片机的复位信号是______有效。
答案(D)A.下降沿B.上升沿C.低电平D.高电平（3）以下选项中第______项不是80C51单片机的基本配置。
答案(A)A.定时/计数器T2B.128B片内RAMC.4KB片内ROMD.全双工异步串行口（4）单片机中的CPU主要由______两部分组成。
答案(B)A.运算器和寄存器B.运算器和控制器C.运算器和译码器D.运算器和计数器（5）在51单片机的下列特殊功能寄存器中，具有16位字长的是______。