单片机基础知识最新版本
单片机基础知识
• 8051有4K 的8位掩膜ROM，存放用户程序，原始数据或表格。
EPROM、EEPROM
4、定时/计数器 (Timer / Counter ）：
• 8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或 计数,并产生中断用于控制程序转向。
单片机主要应用于控制 领域，用以实现各种测 试和控制功能。为了强 调其控制属性，单片机 又被称为MCU。
单片机与单片机系统
单片机系统是为了实现某 一控制应用需要由用户设 计的，是一个围绕单片机 芯片组建的计算机应用系 统。在单片机系统中，单 片机处于核心地位，是构 成单片机系统的硬件和软 件基础。
大家好
第1章 单片机基础知识
1.1 了解单片机的概念 1.2 MCS-51 内核单片机 1.3 单片机的存储器扩展 1.4 AT89S51单片机最小系统 1.5 单片机应用系统设计的一般方法
1.1 单片机的基本概念
什么是单片机？
将微处理器CPU、一定容量的ROM和RAM以及I/O 口、定时器/计数器、中断系统等电路集成在一块芯片 上，构成单片机微型计算机，简称单片机SCM。
（2）采用双CPU结构，以提高数据处理能力。
2．存储器的发展 （1）片内程序存储器普遍采用闪烁（Flash）存储器。可不用外扩
展程序存储器，简化系统结构。 （2）加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达
128KB甚至更多。 3．片内I/O的改进 （1）增加并行口驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可以
1.1.2 单片机的应用
智能产品上的应用 工业控制的应用 家用电器的应用 计算机网络和通信领域的应用 汽车设备领域中的应用
仪通器Fra bibliotek讯仪
单片机设计基础知识点总结
单片机设计基础知识点总结单片机是一种集成了中央处理器、内存和输入输出设备的微型计算机系统。
它被广泛应用于各种电子设备中，如家电、汽车、通信设备等。
本文将从单片机的基本原理、工作原理、常用的单片机型号、编程语言等方面进行总结，希望能对单片机设计领域有所帮助。
一、单片机的基本原理1. 单片机的定义单片机是一种在一个芯片上集成了中央处理器、内存以及输入输出设备的微型计算机系统。
它通常由微处理器、存储器、输入输出设备和时钟电路组成。
2. 单片机的功能单片机主要用于控制、数据采集、通信等方面。
通过编程，可以实现对各种电子设备的控制和管理。
3. 单片机的分类单片机根据其体系结构和指令集的不同可分为多种类型，如8位单片机、16位单片机、32位单片机等。
4. 单片机的工作原理在单片机内部，主要包含了中央处理器、存储器、输入输出设备和时钟电路。
当单片机接收到外部信号或指令时，中央处理器会根据编程指令执行相应的操作。
二、常用的单片机型号1. 51系列单片机51系列单片机是一种广泛应用的8位单片机，它采用哈佛架构，具有丰富的外设接口和强大的性能。
它可以通过C语言和汇编语言进行编程。
2. STM32系列单片机STM32系列单片机是一种32位单片机，它采用了ARM Cortex-M内核，具有高性能、低功耗和丰富的外设接口。
它适用于各种嵌入式应用。
3. AVR系列单片机AVR系列单片机是一种8位单片机，它由Atmel公司推出，具有高性能、低功耗和丰富的外设接口。
它可通过C语言和汇编语言进行编程。
三、单片机的编程语言1. 汇编语言汇编语言是一种低级语言，它直接对硬件进行编程。
由于其指令与硬件直接对应，因此通常情况下，汇编语言是最高效的编程方式。
2. C语言C语言是一种高级语言，它具有结构化、模块化和可移植性等特点。
在单片机开发中，通常使用C语言进行编程，它可以提高开发效率和代码的可读性。
3. 嵌入式C语言嵌入式C语言是对C语言的一种延伸，它针对嵌入式系统进行了优化和扩展。
单片机基础知识
单片机通常由中央处理器（CPU）、存储器（包括程序存储器和数据存储器）、输入/输 出（I/O）接口、定时/计数器、串行通信接口等组成。
特点
单片机具有体积小、价格低、功耗低、可靠性高、可编程和易于开发等优点。同时，它也 具有一些局限性，如处理能力较弱、存储容量较小等。
单片机的分类
根据集成度高低
单片机可分为高档单片机和低档单片机。高档单片机具有更高的处理能力和更多的外设接口，适用于复杂系统；低档单片机则更适合于简单的应用。
集。
I2C总线
I2C总线概述
I2C总线是一种常见的串行通信协议，用于单片机与其他设备之间 的近距离通信。
I2C总线协议
I2C总线协议包括数据传输格式、设备地址、读写操作等规定，实 现多个设备之间的数据交换。
I2C总线应用
I2C总线广泛应用于单片机与其他设备之间的近距离通信单片机的智能小车设计
要点一
总结词
要点二
详细描述
通过单片机实现对小车的智能控制，具备路径规划、 自动避障、远程控制等功能。
该系统以单片机为核心，通过传感器和执行器实现对 小车的智能控制。在路径规划方面，该系统能够根据 预设的路径进行自动行驶；在自动避障方面，该系统 能够通过传感器检测前方障碍物，自动调整行驶方向 以避开障碍物；在远程控制方面，该系统能够通过无 线通信技术接收远程控制指令，实现小车的远程操控 。
感谢您的观看
THANKS
02
单片机硬件结构
CPU结构
01
02
03
运算器
用于进行算术和逻辑运算 。
控制器
用于控制指令的执行顺序 和协调CPU与各部件之间 的工作。
寄存器
用于存储数据和指令，包 括通用寄存器、程序计数 器、堆栈指针等。
单片机相关知识点,最强科普总结!(一)2024
单片机相关知识点，最强科普总结!（一）引言概述单片机是一种集成电路芯片，具有处理器核心、存储器、输入输出设备和各种外设接口等功能。
它被广泛应用于电子设备、通信系统、工业控制、汽车电子等领域。
本文将围绕单片机相关的知识点展开，为读者提供一份最强科普总结。
一、硬件基础知识1. 单片机架构：介绍单片机是如何组成的，包括处理器核心、存储器、IO口等组件的功能和作用。
2. 内部总线：解释内部总线的作用，包括数据总线和地址总线的基本原理和功能。
3. 外部设备接口：介绍单片机与外部设备进行通信的接口方式，如串口、并口、SPI和I2C等。
4. 时钟和复位：讲解单片机的时钟源和复位电路，包括内部时钟和外部时钟稳定电路的原理和配置方法。
5. 电源与电源管理：讨论单片机电源的选择和管理，包括如何设计合理的电源电路和电源管理模块。
二、编程基础知识1. C语言基础：介绍C语言的基础知识，包括数据类型、变量、运算符、控制流语句等，以及如何在单片机上用C语言进行编程。
2. 寄存器编程：解释寄存器编程的概念和优势，以及如何通过直接访问寄存器进行单片机的配置和控制。
3. 中断编程：介绍单片机中断的基本原理和编程方法，包括中断向量表的设置和中断服务程序的编写。
4. 定时器和计数器：讲解单片机中的定时器和计数器的工作原理和编程方法，包括定时延时、计时测量等应用。
5. 脉冲宽度调制（PWM）：详细介绍PWM技术和应用，包括如何通过PWM控制电机速度、灯光亮度等。
三、常用外设知识1. 数字输入输出（GPIO）：讨论单片机的通用IO口的原理和使用方法，包括输入输出模式、上下拉电阻控制等。
2. 串行通信（UART）：介绍UART通信的基本原理和编程方法，包括串口配置、发送和接收数据等。
3. 并行通信（并口）：讨论并口通信的工作原理和编程方法，包括并口模式选择、数据传输等相关知识。
4. 存储器扩展（SD卡）：详细介绍SD卡的工作原理和接口标准，包括SD卡的读写操作和文件系统的访问方法。
单片机重点知识点
单片机重点知识点单片机是嵌入式系统开发中的重要组成部分，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗等。
本文将对单片机重点知识点进行介绍。
一、单片机的基础知识点1. 单片机的定义单片机是一种集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
常用的单片机有AVR、PIC、STM32等。
2. 单片机的组成单片机由以下几个部分组成：- 中央处理器- 存储器- 输入/输出接口- 时钟电路- 辅助电路3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可分为以下几个步骤：- 程序存储器中的指令被取出并送到中央处理器中执行；- 执行指令时，进行数据读取和存储；- 中央处理器将结果写入存储器或输出到外部设备。
二、单片机编程的知识点1. 单片机编程语言单片机编程语言主要有汇编语言和高级语言两种。
常用的高级语言有C语言和Basic语言。
2. 单片机的寄存器单片机寄存器是指内部的用于存储数据和控制单元的设备。
常用的寄存器有通用寄存器、状态寄存器、计数寄存器等。
3. 单片机的输入/输出单片机的输入/输出通常使用端口操作来实现。
输入操作可以通过读取端口输入的信号，输出操作可以通过向端口输出信号来实现。
4. 单片机的中断中断是指单片机在执行程序时遇到某些事件时，暂停程序的执行，跳转到中断服务程序中去处理该事件。
常见的中断有外部中断、定时中断和任务间中断等。
三、单片机应用的知识点1. 单片机应用领域单片机应用广泛，涉及的领域包括：- 家电控制- 汽车电子- 机器人控制- 医疗器械等。
2. 单片机的通信方式单片机的通信方式有多种，常用的有串口通信、并口通信、SPI通信、I2C通信等。
其中串口通信应用最为广泛。
3. 单片机的电源管理单片机的电源管理是指如何控制单片机系统的供电，以保证单片机正常工作。
常见的电源管理方式有降压稳压和电源管理芯片等。
4. 单片机的调试与测试单片机的调试与测试是指如何验证单片机系统的正确性，包括硬件测试和软件测试。
单片机12个基础知识点(两篇)
引言概述：单片机是嵌入式系统中常用的核心技术之一。
掌握单片机的基础知识点对于开发嵌入式系统和进行电子设计是至关重要的。
本文将详细阐述单片机的12个基础知识点，分为引脚相关、时钟与时序、中断、定时器与计数器、外设等五个大点进行阐述。
正文内容：一、引脚相关1. 引脚功能和命名规则：介绍单片机引脚的功能和常见的引脚命名规则，例如VCC、GND、IO口等。
2. 引脚电气特性：讲解单片机引脚的电气特性，包括输入输出特性、驱动能力、承受电流等。
3. 引脚模式选择和配置：介绍引脚模式选择和配置的方法和注意事项，包括输入模式、输出模式、推挽模式、开漏模式等。
4. 上拉和下拉电阻：详细解释上拉和下拉电阻的作用和使用场景，以及如何配置上拉和下拉电阻。
5. 外设引脚映射：介绍如何将外设与单片机的引脚进行映射，以实现外设的功能。
二、时钟与时序1. 时钟源和时钟分频：讲解单片机时钟源的选择和配置，以及时钟分频的原理和应用。
2. 时钟周期和机器周期：详细介绍时钟周期和机器周期的概念和计算方法，以及它们对程序执行时间的影响。
3. 中断周期和中断优先级：解释中断周期的含义和计算方法，以及中断优先级的设置和处理方法。
4. 延时与定时：阐述如何利用单片机的时钟和定时器来实现精确的延时和定时功能。
5. 同步和异步操作：介绍同步和异步操作的区别和应用场景，以及如何通过设置和配置单片机来实现同步和异步操作。
三、中断1. 中断的概念和原理：解释中断的概念和原理，以及中断服务程序的编写和调用方式。
2. 中断向量表：介绍中断向量表的作用和组成方式，以及如何在单片机中设置中断向量表。
3. 外部中断和内部中断：详细阐述外部中断和内部中断的特点和使用方法，以及它们在嵌入式系统中的应用。
4. 中断屏蔽和中断优先级：讲解中断屏蔽和中断优先级的设置和应用，以实现对中断的管理和控制。
5. 中断标志和中断响应：解释中断标志和中断响应的机制和流程，以及如何正确地处理中断请求和中断事件。
c51单片机基础知识
C51单片机是一种基于C语言的微控制器，具有强大的处理能力和灵活的编程特性。
以下是一些关于C51单片机的基础知识：
硬件结构：C51单片机采用冯·诺依曼结构，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。
存储器：C51单片机内部有一个程序存储器（Flash ROM）、一个数据存储器（RAM）和一个特殊功能寄存器（SFR）。
程序存储器用于存储程序，数据存储器用于存储变量和临时数据，特殊功能寄存器用于控制各种外设和功能。
指令系统：C51单片机的指令系统类似于C语言，包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令、程序控制指令等。
外设：C51单片机有多种外设，如定时器/计数器、串行通信接口、中断控制器、I/O端口等。
这些外设可以通过特殊功能寄存器进行配置和控制。
开发环境：C51单片机的开发环境通常包括编译器、调试器和集成开发环境（IDE）。
编译器将C语言代码转换为单片机可执行的机器码，调试器用于在单片机上进行程序调试和仿真，IDE提供了代码编写、编译、调试和下载的一体化环境。
应用领域：C51单片机广泛应用于各种嵌入式系统，如智能仪表、家电控制、通信设备、工业自动化等领域。
总之，C51单片机是一种功能强大、易于编程的微控制器，通过学习和掌握其基础知识，可以开发出各种高效的嵌入式应用系统。
第1章 51单片机的基础知识
第1章 51单片机的基础知识51单片机是一种广泛应用的嵌入式微控制器，具有强大的功能和灵活性。
在学习和使用51单片机之前，了解其基础知识是至关重要的。
本章将介绍51单片机的基础知识，包括硬件结构、寄存器、指令集和编程语言。
1.1 51单片机的硬件结构51单片机的硬件结构是指其内部的组成部分和外部连接。
51单片机包含中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(I/O)口、定时器/计数器、串行通信口等功能模块。
这些功能模块共同协作，完成各种任务。
1.1.1 中央处理器(CPU)51单片机的中央处理器是核心部件，负责执行指令、控制程序运行和处理数据。
51单片机采用哈佛结构，将程序存储器和数据存储器分开。
它包含一个8位的累加器(A)和一个指令寄存器(IR)，用于指令的执行。
1.1.2 存储器51单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序指令，可以是内部存储器或外部存储器。
数据存储器用于存储程序运行中产生的数据，包括RAM和ROM。
1.1.3 输入/输出(I/O)口51单片机具有一定数量的I/O口，用于与外部设备进行数据交互。
输入口用于接收外部信号，输出口用于发送数据或控制外部设备。
它们可以是并行口或串行口，根据需要进行配置。
1.1.4 定时器/计数器定时器/计数器是51单片机的重要组成部分，用于产生定时延迟和计数脉冲。
定时器可以设置为定时模式或计数模式，定时器中断可用于实现时间控制和精确计时。
1.1.5 串行通信口串行通信口是51单片机与外部设备进行串行通信的接口，常用的有UART和SPI。
它们通过串行传输数据，实现与外部设备的数据交换和通信。
1.2 51单片机的寄存器51单片机具有一组特殊功能寄存器，用于配置和控制其各项功能。
这些寄存器负责存储和传输数据，执行各种功能操作。
常见的寄存器包括通用寄存器、状态寄存器、特殊功能寄存器等。
1.2.1 通用寄存器通用寄存器是用于存储临时数据的寄存器，包括8个存储器编号，分别为R0 - R7。
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（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，性价比高； （4）易扩展，易于开发； （5）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般
内ROM在8KB以下，内RAM在256B以内。
以单片机为核心的应用系统广泛应用于：
家用电器； 工业过程控制； 仪器仪表； 智能武器； 航空、汽车等领域。
内存条
CPU
多板机
主板
单板机
输入输出接口 芯片
CCPPU芯U片
定时计数器 芯片
内存条
存储器芯片
印 刷 电
A/D、D/A 芯片
路 板
单片机
存储器
CPU
I / O口
时钟电路 控制电路
定时器
晶 片
单 硅
.
.
单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能 都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器(Single Chip Microcontroller)。
有符号数如：+1010110B、-1101001B、等等
01010110B、 11101001B
2、机器数的编码及运算
对带符号数而言，有原码、反码、补码之分，计算机内一般使用补 码。
（1）原码
将数“数码化”，原数前“+”用0表示，原数前“-”用1表示，数 值部分为该数本身，这样的机器数叫原码。
设X——原数；则[X]原 = X（X0） [X]原 = 2n-1 – X （X0），n为字长的位数。
如，[+3]原 = 00000011B [-3]原 = 27 - （-3） = 10000011B
0有两种表示方法：00000000 —— +0
10000000 —— -0 原码最大、最小的表示：+127、-128
（2）反码 规定正数的反码等于原码；负数的反码是将原码的数值位各位 取反。 [X]反 = X （X0） [X]反 =（2n –1）+ X （X0）如， [+4]反 = [+4]原 = 00000100 B [-4]反=(28–1)+(-5)=11111111-00000101= 11111010 B 反码范围：-128 ~ +127 两个0： +0 —— 00000000 B
…..24 , 23 , 22 , 2 1, 2 0 . 2 -1, 2 -2, 2 - 3, ……
（ 3.）十六进制数： 有0~ 9 ，A,B,C,D,E,F 共十六个不同的符号。 逢十六进位。用下脚标 “H” 表示十六进制数。 例：327 H = 3×162+2×161+7×160
= 807D 3AB . 11H = 3×162+A×161+B×160+1×161+1×16-2
特点：有0 ~ 9 十个不同的符号。 逢十进一。 一般用下脚标 D 表示，如 1985D ,或无下脚标。
（ 2.）二进制数： 特点：有0，1两个不同的符号。
逢二进一。二进制数的下脚标为B 例如：对于整数， 1001B=1×23+0×22+0×21+1×20 = 9D 对于小数， 0.101B = 1×2-1 + 0×2-2 + 1×2-3 = 0.625D 二进制数每一位的权是：以小数点分界，
1 B E 3. 9
7
8H
二进制数转换成八进制数与上述类似。
二、数码
1、机器数与真值 机器只认识二进制数：0、1。 这是因为，电路状态常常有两种情况， 如：电路的通、断； 高电平、低电平；可用0、1表示。 在机器中，这种0、1、0、1的表现形式称为机器数。 机器数分为无符号数、带符号数。
无符号数如：00000001、10010011、01010010、 …… 等等，范围：00H ~ FFH。
二、单片机系统的组成
CPU
存储器
接口部件
定时计数器
AB
DB CB
键盘
显示器
数码管 打印机
硬件 部分
单 片 机 系 统
软件 部分
单片 机芯
片
外围 器件 指令 系统 应用 程序
运算器 CPU 寄存器组
内存 控制器
中断控制逻辑 通用接口
并行I / O口 串行UART
8253
55 2764、6264 ADC0809、DAC0832
×2
1. 0
从上至下写成从左至右 0.6875D = 0.1011 B
（ 3.）十六进制数与二进制数之间的转换:
十六进制数转换为二进制：
9
A B . 7 C 5H
1001 1010 1011 . 0111 1100 0101B
二进制数转换十六进制数: 0001 1011 1110 0011 . 1001 0111 1000B
-0 —— 11111111 B
（3）补码
补码的概念：现在是下午3点，手表停在12点，可正拨3点，也可倒拨9点。即 是说-9的操作可用+3来实现，在12点里：3、-9互为补码。
§1-2 数制及数码
计算机只识别和处理数字信息，数字是以二进制数的形式表示的。 它易于物理实现，同时，资料存储、传送和处理简单可靠；运算 规则简单，使逻辑电路的设计、分析、综合方便，使计算器具有 逻辑性。
一、数制
1、常用数制 （1.）十进制数：
1985 = 1000+900+80+5 = 1×103+9×102+8×101+5×100
=939 . 0664 D
2、数制的转换 （1.）二进制转换为十进制数
方法: 按权展开。 111.101B =1×22+1×2 1+1×2 0 +1× 2 -1 +0× 2 -2
+1× 2 –3 =4+2+1+0.5+0.125 =7.625D （2.）十进制数转换为二进制数 方法： 整数部分除二取余，小数部分乘二取整
第一章 单片机基础知识
内容提要:
§1-1 单片机概述
§1-2 数制及数码
§1-1 单片机概述
一、什么是单片机 单片机就是单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)。
微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：
例1、将十进制数45转换成二进制数。
2 45 2 22 2 11 25 22 21 0
即
45 = （101101）2
余数 1 0 1 1 0 1
例2：十进制小数部分的转换: 乘二取整
最高位 取 1 取0 取1
最低位 取 1
0.6875 ×2
1.3750 0.375
×2
0.750 ×2
1. 50 0.5