单片机原理及应用技术第1章绪论

1.4.2 单片机的应用领域 智能仪器仪表
机电一体化产品 实时工业控制
分布式系统的前端模块 家用电器
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1.5 单片机应用系统开发过程
1.5.1 指令及目标码 正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实 用的单片机应用系统的设计目标。完成该目标的过 程称为单片机应用系统的开发。 单片机自身无开发能力，须借助开发机完成： 排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
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电子计算机经历了五个年代
电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机
结构仍然没有突破冯· 诺依曼提出的计算机的经 典结构框架。
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1.2.2 微型计算机的组成及其应用形态 微处理器 1971年1月， INTEL公司将： 运算器 控制器 一些寄存器 集成在一个芯片 上----微处理器
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1.5.2 开发过程 电路板制作 使用Protel99SE软件设计 制版、安装器件、焊接
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目标文件生成 利用µ Vision生成目标文件 仿真：软件仿真、硬件仿真
软件界面
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硬件仿真器
目标程序烧写 利用编程器 编程器 1.5.3 单片机开发技术的进展 在系统编程技术 单片机可以先焊在电路板上。如：AT89S52 在应用编程技术 具有ISP及IAP能力。如：SST89E58
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （高职高专教育）
单片机原理及应用技术
（第3版） 主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习
软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
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第1章
绪论
1.1
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
数制与编码的简单回顾 电子计算机概述
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指令的表示形式 指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的 顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：
0000 0100B
04H
04H:累加器A的内容加1，难记！ INC A，记忆容易。称为符号指令。
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汇编或编译，将符号指令转换成机器码的过程 称为汇编。常用的汇编方法有三种： 手工汇编 驻留汇编（利用开发机的驻留汇编程序） 交叉汇编（利用普通的PC机） 现在还常采用高级语言（如C51）进行单片机应用 程序的设计。
1.4.1 单片机的特点 结构上突出控制功能 可直接操作I/O端口；位操作能力突出；CPU、存 储器及I/O接口集成在同一芯片内，数据在传送时受 干扰的影响小，且不易受环境条件的影响。 使用上易于产品设计 单片机品种和型号多；引脚少，体积小（印制板 减可以较小），产品结构灵活精巧。
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例如： 有一补码：1 010 1011B 求补得：1 101 0101B 真值为：- 101 0101B （即-55H）
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补码的优点是可以将减法运算转换为加法运 算，且符号位可以连同数值位一起运算。如：
45H-55H= -10H，用补码表示为：[45H]补+[-55H]补= [-10H]补 [ 45H]补： 0 1 0 0 0 1 0 1 ＋[-55H]补： 1 0 1 0 1 0 1 1 结果： 1 1 1 1 0 0 0 0 ←“-10H”的补码
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。
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1.3 单片机的发展过程及产品近况
1.3.1 单片机的发展过程 3个主要阶段：
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48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。 特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
2
3 4
0010B
0011B 0100B
7
8 9
0111B
1000B 1001B
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1.1.3 计算机中带符号数的表示 原码、机器数及其真值
原码：数的值用其绝对值表示，最高位作为符号位 机器数：数在计算机内的表示形式 真值：数本身
例如：
有一负数： - 101 0101B（即-55H） 原码为：1 101 0101B（即 D5H） 真值为：- 101 0101B（即-55H）
4
= 3471余 0→0 = 216余15→F = 13余 8→8 = 0余13→D
即：D8F0H
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1.1.2 编码 字符的编码（ASCII码）
ASCII---美国标准信息交换代码 标准ASCII码字符 ，8位的最高位为0 扩展ASCII码字符 ，8位的最高位为1
字符 0 1 2 ASCII码 30H 31H 32H 字符 A B C ASCII码 41H 42H 43H 字符 a b c ASCII码 61H 62H 63H 字符 SP(空格) CR(回车) LF(换行) ASCII码 20H 0DH 0AH
对结果求补得到原码：1001 0000B，即真值为 -001 0000B（即 -10H）
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几个典型的带符号数的8位编码：
原 码 反 码 0111 1111B 0000 0001B 补 码 数的真值 +127 +1 0111 1111B 0000 0001B 0111 1111B（7FH） 0000 0001B（01H） 0000 0000B（00H） 1111 1111B（FFH）
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1. 6 µ Vision集成开发环境简介
1.6.1 µVision的界面
编辑窗口 工程窗口 虚拟串口
片内外设窗口
运行信息显示窗口 变量观察窗口
存储器信息窗口
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1.6.2 目标程序的生成
建立工程、配置工程、编译工程
修改晶 振频率 选择芯片型号 建立输出文件 选择仿真方式
0000 0000B
1000 0000B 1000 0001B
0000 0000B
1111 1111B 1111 1110B
+0
-0 -1
1111 1111B
---------
1000 0000B
---------
1000 0001B（81H）
1000 0000B（80H）
-127
-128
补码表示有符号数时，单字节范围：+127 ~ -128（对应7FH ~ 80H） 2个补码加减结果可能超过此范围（溢出）而使符号位发生错误（测OV)
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1.3.2 单片机产品近况
80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的主要产品有： ATMEL公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
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性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如ATMEL公司推出 的单片机AT89C51RD2： 8位CPU；64K字节ROM(有ISP能力）；256字节RAM+1K 字节的XRAM+2K字节EEPROM；1个全双工串行口；3个 16位定时/计数器；7个中断源，4个优先级；硬件看 门狗等。 特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.6.4 示例步骤
建立文件夹lx1 编辑以下文件，lx1.asm存盘 ORG 0000H MAIN:MOV A,#0FEH; LOOP:MOV P2,A RL A AJMP LOOP END 建立工程，以lx1存盘（工程扩展名自动添加） 在project菜单，单击Options for Target ‘Target 1’ 设置器件、晶振频率，选EXE选项和Simulator选项 单击Rebuild all Target files完成汇编，然后调试。
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1.2 电子计算机概述
1.2.1 电子计算机的经典结构
ENIAC
1946年2月 15日，第一台电 子数字计算机问 世，标志着计算 机时代的到来。
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 。
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冯· 诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的 思想，构建了计算机经典结构：
∶
9
∶
39H
∶
Z
∶
5AH
∶
z
∶
7AH
BEL(响铃)
B16/8/19
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十进制数的编码（BCD码）
BCD码:用二进制编码表示十进制数的代码 压缩的BCD码:用1个字节表示2位十进制数的编码 非压缩的BCD码:用8位二进制代码表示1位十进制数编码
十进制数 0 1 BCD码 0000B 0001B 十进制数 5 6 BCD码 0101B 0110B
单片机的发展过程及产品近况 单片机的特点及应用领域 单片机应用系统开发过程 µVision 集成开发环境简介
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