单片机接口技术及应用PPT课件
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单片机原理及应用 课程讲义第五章：单片机的接口技术wcytjppt课件
IN7 ADDA ADDB ADDC
ALE
START CLK
8路模 拟开关
3
地址锁 存与译 码
8位A/D 转换器
8
三态输 出锁存 器
VREF(+) VREF(-) OE
~
EOC D0(2-8)
D7(2-1)
~ ~ ~
~
二、ADC0809与8031接口
8031 ALE
P0.0
P0.7
WR
+
P2.7控制逻辑启/停 Fra bibliotek钟转结 复
换束 位
12
输
SAR
出
基
准
电
压
_
C
+
比较器
12
缓
冲
器
输入
量程 变换
D/A
STS DB 11 DB 10 DB 9 DB 8 DB 7 DB 6 DB 5 DB 4 DB 3 DB 2 DB 1 DB 0 DGND
-LSB ┆
-|VREF|/2-LSB ┆
-|VREF|
-VREF时 -|VREF|+LSB ┆
-|VREF|/2 ┆
0 ┆
LSB ┆
|VREF|/2+LSB ┆
|VREF|
5.3 A/D转换电路的接口技术
5.3.1 概述 5.3.2 双积分型A/D 转换器工作原理 5.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口 5.3.4 ADC0809与单片机的接口 5.3.4 AD574与单片机的接口
l线性度（Linearity）：线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间 的最大偏移差。
5.2.2 MCS-51和D/A的接口
ALE
START CLK
8路模 拟开关
3
地址锁 存与译 码
8位A/D 转换器
8
三态输 出锁存 器
VREF(+) VREF(-) OE
~
EOC D0(2-8)
D7(2-1)
~ ~ ~
~
二、ADC0809与8031接口
8031 ALE
P0.0
P0.7
WR
+
P2.7控制逻辑启/停 Fra bibliotek钟转结 复
换束 位
12
输
SAR
出
基
准
电
压
_
C
+
比较器
12
缓
冲
器
输入
量程 变换
D/A
STS DB 11 DB 10 DB 9 DB 8 DB 7 DB 6 DB 5 DB 4 DB 3 DB 2 DB 1 DB 0 DGND
-LSB ┆
-|VREF|/2-LSB ┆
-|VREF|
-VREF时 -|VREF|+LSB ┆
-|VREF|/2 ┆
0 ┆
LSB ┆
|VREF|/2+LSB ┆
|VREF|
5.3 A/D转换电路的接口技术
5.3.1 概述 5.3.2 双积分型A/D 转换器工作原理 5.3.3 逐次逼近型A/D转换器接口 5.3.4 ADC0809与单片机的接口 5.3.4 AD574与单片机的接口
l线性度（Linearity）：线性度是指DAC的实际转换特性曲线和理想直线之间 的最大偏移差。
5.2.2 MCS-51和D/A的接口
第一章单片机接口技术ppt课件
地址总线输出的地址是CPU用于确定与哪个内存 单元或外部设备进行信息交换的重要条件。 2）数据总线和控制总线为双向的 。
微型机采用总线结构可以很方便的在总线上接 入不同的功能部件，而使系统得到扩展。
第八页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
3、微型计算机系统（Microcomputer System)
5）可响应中断请求
结构：
1）算术逻辑部件（处理数据信息）
2）累加器和通用寄存器组（保存运算数据和中间结果，存放地址）
3）程序计数器（指向下一条要执行指令的地址）、指令寄存器（存放指令操作码）和指令 译码器
4）时序和控制部件
第六页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
2、微型计算机(Microcomputer)
微型计算机系统包括硬件和软件两个部分
微处理器（ALU，CU，RA）
微型计算机系统
硬件 软件
微型计算机
内存储器（ROM，PROM，EPROM，EEPROM
RAM）
I/O接口电路（并行、串行）
外围设备 电源
系统软件
系统总线（AB，DB，CB）
外部设备（键盘/显示器，光电图形输入器，打印机，
外存储器）
过程控制I/O通道（A/D、 D/A转换器，开关量， 信号指示器）
它的控制能力强，性价比优异，可靠性高，应用范围很广。
第十一页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
第三代
第四代
第五代
1977—1978 Intel公司的8086/8088（字长16位）
1980年以后 Intel公司的80186/80286（字长16位）
1985年80386 （字长32位）
1990年80486
1993年
微型机采用总线结构可以很方便的在总线上接 入不同的功能部件，而使系统得到扩展。
第八页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
3、微型计算机系统（Microcomputer System)
5）可响应中断请求
结构：
1）算术逻辑部件（处理数据信息）
2）累加器和通用寄存器组（保存运算数据和中间结果，存放地址）
3）程序计数器（指向下一条要执行指令的地址）、指令寄存器（存放指令操作码）和指令 译码器
4）时序和控制部件
第六页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
2、微型计算机(Microcomputer)
微型计算机系统包括硬件和软件两个部分
微处理器（ALU，CU，RA）
微型计算机系统
硬件 软件
微型计算机
内存储器（ROM，PROM，EPROM，EEPROM
RAM）
I/O接口电路（并行、串行）
外围设备 电源
系统软件
系统总线（AB，DB，CB）
外部设备（键盘/显示器，光电图形输入器，打印机，
外存储器）
过程控制I/O通道（A/D、 D/A转换器，开关量， 信号指示器）
它的控制能力强，性价比优异，可靠性高，应用范围很广。
第十一页，编辑于星期五：十三点 二十六分。
第三代
第四代
第五代
1977—1978 Intel公司的8086/8088（字长16位）
1980年以后 Intel公司的80186/80286（字长16位）
1985年80386 （字长32位）
1990年80486
1993年
单片机接口技术ppt课件
；显示缓冲区首址送R0
STAR： MOV R0，#00H
；显示缓冲区清零
INC
R0
DJNZ R2，STAR
CLR
A
；累加器清零
注:其它子程序参考教材
4. 实训分析与总结
例5.4与本实训相比，二者均是秒表，但差别较大。前者采用发光 二极管显示，后者采用七段码LED〔俗称数码管〕，后者显示更直观； 前者计时采用软件延时，后者采用定时器中断，后者更准确；前者功 能单一，程序一旦开场运转，中间过程无法控制，后者功能齐全，可 随时启动、停顿、清零，后者智能化程度更高。综上所述，后者更适 用。
7.1 键盘接口
按键的特点及输入原理 独立式按键 矩阵式按键
按键的特点及输入原理
❖ 按键的分类：
❖
触点式：机械；无触点式：电气
❖ 键输入原理：
❖
经过按键的接通与断开，产生两种相反的逻
辑形状
❖ 低电平“0〞与高电平“1〞。
❖ 键功能的实现：
❖
对于一组键或一个键盘，需经过接口电路与
单片机相连。可采用查询或中断方式测试有无键按
键号送A
按键处理
3．实训程序
ORG 0000H AJMP MAIN
ORG 000BH
AJMP CONT
ห้องสมุดไป่ตู้
；◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇主程序◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇◇
；――――――――――初始化程序――――――――――――
MAIN： MOV TMOD，#61H ；置T0方式1定时，T1方式2计数
MOV TH0，#3CH
键按下/释放判别
KS： MOV MOV
口
MOV MOV CPL 有键按下
ANL RET
《单片机IO口的使》课件
单片机，如蓝牙单片机、无线单片机等。
PART 02
单片机IO口的基本概念
IO口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定义
01
IO口是单片机与外部设备进行信 息交互的接口，具有输入和输出 两种功能。
02
IO口能够读取外部设备的状态信 息，并将单片机的控制信号输出 到外部设备，实现控制功能。
IO口的分类
按功能分类
普通IO口、特殊功能IO口（如PWM、ADC等）。
解决噪声干扰问题的方法包括：增加去耦电容，减少电源和地线的干扰；使用差 分信号线，提高信号的抗干扰能力；对IO口进行适当的滤波和抗干扰处理。
按数据传输方式分类
并行IO口、串行IO口。
按配置方式分类
推挽输出、开漏输出、推挽输入/输出、开漏输入/输出。
IO口的基本操作
设置IO口的工作模式
读写IO口数据
根据实际需求，设置IO口为输入或输 出模式。
通过读写IO口数据寄存器，实现数据 的输入和输出。
配置IO口的寄存器
通过配置寄存器，设置IO口的各种参 数，如数据位、停止位、奇偶校验等 。
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、输入输出接口等集成 在一块芯片上，具有微型计算机的基本功能。单片机体积小、功耗低、可靠性 高，广泛应用于各种智能控制、工业自动化等领域。
单片机的应用领域
要点一
总结词
单片机的应用领域非常广泛，包括智能家居、智能仪表、 工业控制、汽车电子等。
要点二
输出数据格式化
根据需要，单片机IO口可以输出不同 格式的数据，如PWM波形、串行数据 等。
双向模式的使用
数据读写切换
在双向模式下，单片机IO口既可以读取数据，也可以写入数据。例如，在串行通 信中，IO口既作为发送数据的输出端，也作为接收数据的输入端。
PART 02
单片机IO口的基本概念
IO口ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定义
01
IO口是单片机与外部设备进行信 息交互的接口，具有输入和输出 两种功能。
02
IO口能够读取外部设备的状态信 息，并将单片机的控制信号输出 到外部设备，实现控制功能。
IO口的分类
按功能分类
普通IO口、特殊功能IO口（如PWM、ADC等）。
解决噪声干扰问题的方法包括：增加去耦电容，减少电源和地线的干扰；使用差 分信号线，提高信号的抗干扰能力；对IO口进行适当的滤波和抗干扰处理。
按数据传输方式分类
并行IO口、串行IO口。
按配置方式分类
推挽输出、开漏输出、推挽输入/输出、开漏输入/输出。
IO口的基本操作
设置IO口的工作模式
读写IO口数据
根据实际需求，设置IO口为输入或输 出模式。
通过读写IO口数据寄存器，实现数据 的输入和输出。
配置IO口的寄存器
通过配置寄存器，设置IO口的各种参 数，如数据位、停止位、奇偶校验等 。
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、输入输出接口等集成 在一块芯片上，具有微型计算机的基本功能。单片机体积小、功耗低、可靠性 高，广泛应用于各种智能控制、工业自动化等领域。
单片机的应用领域
要点一
总结词
单片机的应用领域非常广泛，包括智能家居、智能仪表、 工业控制、汽车电子等。
要点二
输出数据格式化
根据需要，单片机IO口可以输出不同 格式的数据，如PWM波形、串行数据 等。
双向模式的使用
数据读写切换
在双向模式下，单片机IO口既可以读取数据，也可以写入数据。例如，在串行通 信中，IO口既作为发送数据的输出端，也作为接收数据的输入端。
单片机原理及接口技术(第三版)课件
单片机的模拟输入和输出
模拟输入
单片机可通过模拟输入接口读取 传感器信号、电压或电流等连续 变化的模拟量。
模拟输出
单片机可通过模拟输出接口控制 模拟设备，如音频放大器、电机 驱动器等。
温度传感器
温度传感器是常见的模拟输入设 备，用于测量环境温度。
协议与总线
协议
单片机与外部设备之间的通信通常需要遵循特定的 协议，如SPI、I2C和UART。
2
单片机的发展历程
单片机起源于20世纪70年代，经过几十年的发展，如今已成为电子领域的核心 技术之一。
3
单片机的应用领域
单片机广泛应用于各种领域，包括自动化控制、通信、医疗设备、智能家居等。
单片机的体系结构
核心部件
单片机的核心包括中央处理器 （CPU）、存储器和外设接口。
总线结构
总线是单片机内部各部件之间传 输数据和控制信号的通道。
总线
总线是连接单片机与外部设备的通信线路，如数据 总线、地址总线和控制总线。
单机的存储系统
1
存储器层次结构
单片机的存储器层次结构包括寄存器、缓存、内部存储器和外部存储器，用于存 储程序和数据。
2
存储器类型
常见的存储器类型包括只读存储器（ROM），随机访问存储器（RAM）和闪存。
3
存储器管理
单片机通过存储器管理单元（MMU）来管理和分配存储空间。
单片机的定时/计数功能
定时器
外设接口
单片机的外设接口包括并口、串 口、模拟输入与输出接口，以及 各种专用接口。
单片机的指令系统
指令集
单片机的指令集是其内部固 化的一组指令，用于完成特 定的计算和操作。
指令格式
单片机的指令格式通常包含 操作码、操作数和地址等字 段，用于描述指令的功能和 操作对象。
单片机的接口技术ppt课件
表9-1 段码与字节中各位的对应关系
代码位 D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
显示段 dp
g
f
e
d
c
b
a
按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码如表102所示。
2019/8/29
5
显示各种字符的8段LED数码管的段码如表9-2所示
表9-2 8段LED段码
2019/8/29
ED数码管结构
2019/8/29
图9-1 8段LED数码管结构及外形4
8段LED数码管的字型码
为了使数码管显示不同的符号或数字，要把某些段发光二极管点亮，就 要为LED数码管提供段码（字型码）。
LED数码管共计8段。正好是一个字节。习惯上是以“a”段对应段码字 节的最低位。各段与字节中各位对应关系如表9-1所示。
2. 按键的识别
• 键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平，表示 键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高低状态的检测，可确 认按键按下以及按键释放与否。
• 为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期t1和t3的 影响。通常t1和t3小于10ms。按键闭合时的电压抖动波形见图9-8。
8/29/2019
15
1. 键盘输入的特点
• 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的是按键式键盘。 按键实质上就是一个开关。如图9-7（a）所示，按键开关的两端分别连接 在行线和列线上，通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出 波形如图9-7（b）所示。
2019/8/29
图9-7 键盘开关及其行线波形 16
；有键按下，跳去抖动
代码位 D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
显示段 dp
g
f
e
d
c
b
a
按照上述格式，显示各种字符的8段LED数码管的段码如表102所示。
2019/8/29
5
显示各种字符的8段LED数码管的段码如表9-2所示
表9-2 8段LED段码
2019/8/29
ED数码管结构
2019/8/29
图9-1 8段LED数码管结构及外形4
8段LED数码管的字型码
为了使数码管显示不同的符号或数字，要把某些段发光二极管点亮，就 要为LED数码管提供段码（字型码）。
LED数码管共计8段。正好是一个字节。习惯上是以“a”段对应段码字 节的最低位。各段与字节中各位对应关系如表9-1所示。
2. 按键的识别
• 键的闭合与否，行线输出电压上就是呈现高电平或低电平。高电平，表示 键断开，低电平则表示键闭合，通过对行线电平的高低状态的检测，可确 认按键按下以及按键释放与否。
• 为了确保对一次按键动作只确认一次按键有效，必须消除抖动期t1和t3的 影响。通常t1和t3小于10ms。按键闭合时的电压抖动波形见图9-8。
8/29/2019
15
1. 键盘输入的特点
• 常见键盘：触摸式键盘、薄膜键盘和按键式键盘，最常用的是按键式键盘。 按键实质上就是一个开关。如图9-7（a）所示，按键开关的两端分别连接 在行线和列线上，通过键盘开关机械触点的断开、闭合，其行线电压输出 波形如图9-7（b）所示。
2019/8/29
图9-7 键盘开关及其行线波形 16
；有键按下，跳去抖动
课题5单片机接口技术.ppt
5. 1 .5按键的去抖动设计
在单片机应用系统中，为了降低成本，通常采用触点式按键， 由于机械触点的弹性作抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般 为5~10 ms。常用的去抖动方法主要有以下两种。
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[任务5.1]键盘接口设计
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[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 1概述
显示器是单片机应用系统中最基本、最常用的输出设备，用 户可以利用显示器显示各种信息，实现人机对活的输出。
1. LED显示器的结构 LE D显示器内部由8个发光二极管组成。 LED显示器内部的连接方式有共阳极接法和共阴极接法。发
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图5-21 步进电机控制
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表5-2 35BY48S03型步机电机参数
返回
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图5-12 8位LED动态显小
返回
图5-13 16路抢答器硬件电路
返回
图5-14主程序流程图
返回
图5-15 10 ms中断服务子程序流程 图
返回
图5-16抢答准备
返回
图5-17 3号抢答成功
返回
图5-18 14号抢答成功
返回
图5-19 35BY48S03型步进电机外 形图
返回
图5-20 35BY48S03型步进电机接 线图
动态显示编程的难点就是逐位轮流点亮。在轮流点亮LED显 示器过程中，每位LED显示器的点亮时间是极为短暂的(约1 ms)，但由于人的视觉停留现象及发光二极管的余晖效应， 尽管实际上各个LED显示器并非同时点亮，但只要扫描的速 度足够快，给人的印象就像是所有的LED显示器同时点亮一 样，很稳定，不会有闪烁感。
1.并行输出 如图5-8所示，这是一个由单片机的P1口驱动1位LE D显示
在单片机应用系统中，为了降低成本，通常采用触点式按键， 由于机械触点的弹性作抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般 为5~10 ms。常用的去抖动方法主要有以下两种。
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[任务5.1]键盘接口设计
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[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 1概述
显示器是单片机应用系统中最基本、最常用的输出设备，用 户可以利用显示器显示各种信息，实现人机对活的输出。
1. LED显示器的结构 LE D显示器内部由8个发光二极管组成。 LED显示器内部的连接方式有共阳极接法和共阴极接法。发
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图5-21 步进电机控制
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表5-2 35BY48S03型步机电机参数
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图5-12 8位LED动态显小
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图5-13 16路抢答器硬件电路
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图5-14主程序流程图
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图5-15 10 ms中断服务子程序流程 图
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图5-16抢答准备
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图5-17 3号抢答成功
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图5-18 14号抢答成功
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图5-19 35BY48S03型步进电机外 形图
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图5-20 35BY48S03型步进电机接 线图
动态显示编程的难点就是逐位轮流点亮。在轮流点亮LED显 示器过程中，每位LED显示器的点亮时间是极为短暂的(约1 ms)，但由于人的视觉停留现象及发光二极管的余晖效应， 尽管实际上各个LED显示器并非同时点亮，但只要扫描的速 度足够快，给人的印象就像是所有的LED显示器同时点亮一 样，很稳定，不会有闪烁感。
1.并行输出 如图5-8所示，这是一个由单片机的P1口驱动1位LE D显示
《单片机的接口技术》课件
详细描述
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
感谢观看
05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
单片机是一种微型计算机系统，它被集成在一个芯片上，包含了计算机的基本 组成部分，如中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ ROM）、输入输出接口（I/O）等。
单片机的历史与发展
总结词
单片机的发展经历了从4位、8位到32位的过程，性能不断提高，应用领域不断扩大。
详细描述
通过串行通信接口，单片机之间可以相互交换数据，实现设备间 的信息交互。
与计算机进行通信
单片机可以通过串行通信接口与计算机连接，实现数据的上传和下 载，如进行程序调试、数据采集等。
实现远程控制
通过将单片机的串行通信接口与调制解调器连接，可以实现远程控 制功能，如远程监控、遥控等。
04
CATALOGUE
THANKS
感谢观看
05
CATALOGUE
单片机与外部设备的接口
单片机与存储器的接口
数据存储接口
用于将数据存储在外部存储器中，如 RAM、ROM或Flash存储器。通过 数据总线、地址总线和控制总线实现 数据传输。
程序存储接口
用于将程序代码从外部存储器加载到 单片机中。通常使用ROM、EPROM 或Flash存储器作为程序存储器。
的时钟线，但数据传输速率相对较低。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用场景
详细描述：单片机并行通信接口广泛应用于各种领域，如工 业控制、智能仪表、数据采集等。它可以实现高速数据传输 ，提高系统的性能和响应速度。
单片机并行通信接口的应用
总结词：应用实例
详细描述：例如，在智能仪表中，单片机通过并行通 信接口与传感器和执行器进行数据交换，实现实时监 测和控制；在数据采集系统中，单片机通过并行通信 接口与多个传感器进行数据传输，实现快速的数据采 集和存储。
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• 突出特点——存储器结构
计算机有两种存储结构： 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开。 普林斯顿结构：程序存储器和数据存储器合并。
单片机采用哈佛结构体系
2020/7/30
8
三、单片机的特点及应用
1. 采用哈佛体系结构 2. 采用面向控制的指令系统 3. 引脚功能服用 4. 片内RAM作寄存器 5. 类型齐全 6. 功能通用 • 具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
总线 (AB、DB、CB)
微
输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…)
型
外部设备 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…)
计
外围设备
辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)
算 机 系
辅助设备 电源电路 时钟电路
统
系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)
软件 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)
• 网络化─ 网络计算机和信息高速公路
• 多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控 制、故障分散、资源共享)
2020/7/30
12
三、微型计算机系统组成
微处理器 (CPU)
运算器 控制器RAM ROM
输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口)
1946-1958 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语 言、汇编语言编程。
1958-1964 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。
1964-1971 第三代集成电路计算机。使用半导体存储
器，出现多终端计算机和计算机网络。
1971- 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算
机、单片微型计算机，外部设备多样化。
1981- 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流 方式。
2020/7/30
11
二、计算机发展趋势
• 微型化─ 便携式、低功耗
• 巨型化─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、 高速度
• 智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理 能力
• 系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和 升级
• I/O接口：数据输入输出。
包括：输入接口、 输出接口
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五、计算机主要技术指标
• 字长： CPU能并行处理二进制的数据位数
8位机、16位机、32位机和64位机。
• 内存容量：存储单元能容纳的二进制数的位数
容量单位：1K=210=1024，1M=220=1KK 8K、64K、16M、64M。
主要有：4位、8位、16位、32位等
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单片机发展概况
• 1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列
• 1978-1983 高档8位单片机 Intel MCS-51系列：
• -51子系列：8031/8051/8751 • -52子系列：8032/8052/8752
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
第一章 概述
学习目标：
1．掌握数制及其转换方法。 2．了解数据表示方法及其编码。 3．了解单片机基础知识。
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1.1 单片机的发展及特点
• 低 功 耗 型 8 0 C31 高 性 能 型 8 0 C252 廉 价 型 89C2051/1051
• 1983- 90年代初 16位单片机 Intel MCS-96
系列8098/8096、80C198/80C196
• 90年代初-至今 16位单片机高档32位单片机
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三、单片机的特点及应用
包括：指令寄存器 IR、指令译码器ID、程序计数 器PC、定时与控制电路
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• 存储器：记忆，由存储单元组成。
包括：ROM、 RAM
• 总线BUS ：在微型计算机各个芯片之间或芯 片内部之间传输信息的一组公共通信线。
包括：数据总线DB：双向，宽度决定了微机的位数。 地址总线AB：单向，决定CPU的寻址范围。 控制总线CB：单向
1、独立使用式微机（ PC机）：PC机系统全力实现 海量高速数据处理，兼顾控制功能。
2、嵌入式微机单片机：单片机系统全力满足测控对 象的测控功能，兼顾数据处理能力。
单片机作为工业控制和数据处理的计算机，它的 结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,也 被称为“微控制器”、 “微处理器”（Microcontroller, Micro-processor）。
一、什么是单片机？
单片机就是单片微型计算机, 是将计算机的中央处理 器(CPU)、存储器（ROM,RAM）、输入/输出（I/O）接 口等集成在一小块硅片上的微型机。
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单片机组成框图
ROM
RAM
CPU
时钟
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定时器/ 计数器
I/O接口 电路
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二、单片机发展史
单片机属于微型机，微型计算机的发展形成 两大分支：
2020/7/30 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)
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四、微型计算机组成
• 中央处理器 CPU
运算器和控制器集成在一个芯片上 运算器：实现算术运算或逻辑运算 包括：算术逻辑单元ALU、累加器A、暂存寄存器TR、 标志寄存器F或 PSW、通用寄存器GR
控制器：中枢部件，控制计算机中的各个部件工作
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三、单片机的特点及应用
• 单片机主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用 电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系 统。
• 单片机开发系统有单片单板机和仿真器。 实现单片机应用系统的硬、软件开发。
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1.2 计算机基础知识
一、 发展概况
• 运算速度：CPU处理速度
时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、300MHz。
• 内存存取时间：内存读写速度
50nS 、70nS 、200nS 。
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1.3 数制及其转换
一、进位计数制
使用有限个基本数码来表示数据，按 进位的方法进行计数称为进位计数制。
包含两大要素：基数和位权
基数：用来表示数据基本数码的个数J，≧此数后必 须进位。
位权：数码在表示数据时所处的数位所具有的固定 值J i。 简称“权”。
计算机有两种存储结构： 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开。 普林斯顿结构：程序存储器和数据存储器合并。
单片机采用哈佛结构体系
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三、单片机的特点及应用
1. 采用哈佛体系结构 2. 采用面向控制的指令系统 3. 引脚功能服用 4. 片内RAM作寄存器 5. 类型齐全 6. 功能通用 • 具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
总线 (AB、DB、CB)
微
输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…)
型
外部设备 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…)
计
外围设备
辅助存储器(磁带、磁盘、光盘)
算 机 系
辅助设备 电源电路 时钟电路
统
系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…)
软件 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…)
• 网络化─ 网络计算机和信息高速公路
• 多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控 制、故障分散、资源共享)
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三、微型计算机系统组成
微处理器 (CPU)
运算器 控制器RAM ROM
输入/输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC…) (I/O接口)
1946-1958 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语 言、汇编语言编程。
1958-1964 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘作外存储器，开始使用高级语言编程。
1964-1971 第三代集成电路计算机。使用半导体存储
器，出现多终端计算机和计算机网络。
1971- 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算
机、单片微型计算机，外部设备多样化。
1981- 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流 方式。
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二、计算机发展趋势
• 微型化─ 便携式、低功耗
• 巨型化─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、 高速度
• 智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理 能力
• 系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和 升级
• I/O接口：数据输入输出。
包括：输入接口、 输出接口
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五、计算机主要技术指标
• 字长： CPU能并行处理二进制的数据位数
8位机、16位机、32位机和64位机。
• 内存容量：存储单元能容纳的二进制数的位数
容量单位：1K=210=1024，1M=220=1KK 8K、64K、16M、64M。
主要有：4位、8位、16位、32位等
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单片机发展概况
• 1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列
• 1978-1983 高档8位单片机 Intel MCS-51系列：
• -51子系列：8031/8051/8751 • -52子系列：8032/8052/8752
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
第一章 概述
学习目标：
1．掌握数制及其转换方法。 2．了解数据表示方法及其编码。 3．了解单片机基础知识。
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1.1 单片机的发展及特点
• 低 功 耗 型 8 0 C31 高 性 能 型 8 0 C252 廉 价 型 89C2051/1051
• 1983- 90年代初 16位单片机 Intel MCS-96
系列8098/8096、80C198/80C196
• 90年代初-至今 16位单片机高档32位单片机
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三、单片机的特点及应用
包括：指令寄存器 IR、指令译码器ID、程序计数 器PC、定时与控制电路
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• 存储器：记忆，由存储单元组成。
包括：ROM、 RAM
• 总线BUS ：在微型计算机各个芯片之间或芯 片内部之间传输信息的一组公共通信线。
包括：数据总线DB：双向，宽度决定了微机的位数。 地址总线AB：单向，决定CPU的寻址范围。 控制总线CB：单向
1、独立使用式微机（ PC机）：PC机系统全力实现 海量高速数据处理，兼顾控制功能。
2、嵌入式微机单片机：单片机系统全力满足测控对 象的测控功能，兼顾数据处理能力。
单片机作为工业控制和数据处理的计算机，它的 结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,也 被称为“微控制器”、 “微处理器”（Microcontroller, Micro-processor）。
一、什么是单片机？
单片机就是单片微型计算机, 是将计算机的中央处理 器(CPU)、存储器（ROM,RAM）、输入/输出（I/O）接 口等集成在一小块硅片上的微型机。
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单片机组成框图
ROM
RAM
CPU
时钟
2020/7/30
定时器/ 计数器
I/O接口 电路
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二、单片机发展史
单片机属于微型机，微型计算机的发展形成 两大分支：
2020/7/30 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)
13
四、微型计算机组成
• 中央处理器 CPU
运算器和控制器集成在一个芯片上 运算器：实现算术运算或逻辑运算 包括：算术逻辑单元ALU、累加器A、暂存寄存器TR、 标志寄存器F或 PSW、通用寄存器GR
控制器：中枢部件，控制计算机中的各个部件工作
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三、单片机的特点及应用
• 单片机主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用 电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系 统。
• 单片机开发系统有单片单板机和仿真器。 实现单片机应用系统的硬、软件开发。
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1.2 计算机基础知识
一、 发展概况
• 运算速度：CPU处理速度
时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、300MHz。
• 内存存取时间：内存读写速度
50nS 、70nS 、200nS 。
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1.3 数制及其转换
一、进位计数制
使用有限个基本数码来表示数据，按 进位的方法进行计数称为进位计数制。
包含两大要素：基数和位权
基数：用来表示数据基本数码的个数J，≧此数后必 须进位。
位权：数码在表示数据时所处的数位所具有的固定 值J i。 简称“权”。