单片机原理及应用张兰红课件
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《单片机原理及应用》ppt课件
• 可靠性：选用经过稳定测试、质量可靠的 外围设备。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
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》PPT课件全集
化为机器码。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
触摸屏接口技术
了解触摸屏与单片机的接 口技术，包括硬件连接、 通信协议等。
触摸屏应用
了解触摸屏在嵌入式系统 中的应用，包括人机交互 、智能控制等方面。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
项目背景需求分析及总体方案设计
项目背景
随着智能化技术的不断发展，智 能小车作为智能交通系统的重要 组成部分，具有广泛的应用前景
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
触摸屏接口技术
了解触摸屏与单片机的接 口技术，包括硬件连接、 通信协议等。
触摸屏应用
了解触摸屏在嵌入式系统 中的应用，包括人机交互 、智能控制等方面。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
项目背景需求分析及总体方案设计
项目背景
随着智能化技术的不断发展，智 能小车作为智能交通系统的重要 组成部分，具有广泛的应用前景
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
单片机汇编语言编程
01
单片机汇编语言是针对特定单片机的低级语言，可 以直接控制硬件。
02
单片机汇编语言具有执行速度快、代码效率高等优 点，但在可读性和可维护性方面较差。
03
单片机汇编语言适用于对硬件操作和控制要求较高 的场合，如底层驱动程序开发等。
单片机软件开发的工具与环境
单片机软件开发的工具与环境 包括集成开发环境（IDE）、编 译器、调试器等。
家电智能控制
通过单片机对家电设备进行智能化改造，实现语 音控制、手机APP控制等功能，提升用户的使用 体验。
智能环境监测
单片机可以与传感器配合，实时监测室内空气质 量、温湿度等环境参数，并根据用户设定自动调 节环境状态。
单片机在工业控制中的应用
01
02
03
自动化流水线控制
单片机可以用于自动化流 水线的控制系统中，实现 生产线的顺序控制和逻辑 控制。
02
单片机硬件结构
单片机的核心部件
中央处理器(CPU)
负责执行指令和控制单片机各部分协调工作 。
输入输出接口
实现单片机与外部设备的信息交互。
存储器
分为程序存储器和数据存储器，用于存储程 序和数据。
定时器/计数器
用于产生定时信号和控制外部事件计数。
单片机的存储器结构
ROM（只读存储器）：存储固定不变的程序和数 据。
发展趋势
随着嵌入式系统技术的不断发展，单片机在性能、集成度和智能化方面将不断提升，以满 足更复杂和多样化的应用需求。
物联网技术与单片机
物联网技术概述
物联网是指通过网络技术实现物品之间的互联互通，实现 智能化识别、定位、跟踪和管理等功能。
单片机在物联网中的应用
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
单片机原理及应用说课ppt课件
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单片机原理及应用说 课ppt课件
目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
单片机原理与应用教学课件(完整版)-2024鲜版
定时器/计数器的编程方法包括初始化设置、工作模式选择 、计数初值设置和启动/停止控制等步骤。在初始化设置中 ，需要设置定时器/计数器的工作模式、计数初值和中断允 许位等参数；在工作模式选择中，可选择定时器或计数器 模式，并设置相应的计数方式和计数范围；在启动/停止控 制中，可通过控制定时器/计数器的启动位来启动或停止计 数操作。
2024/3/27
时钟电路
提供单片机运行所需的基本时钟信号，通常由外部晶振和内 部振荡器构成。
复位电路
在单片机上电或复位信号作用下，使单片机恢复到初始状态 ，保证系统可靠启动。
13
03
指令系统与汇编语言程序设计C Nhomakorabeaapter
2024/3/27
14
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
2024/3/27
RS-232C与TTL电平转换电路设计： 由于RS-232C采用负逻辑电平，而 TTL电路采用正逻辑电平，因此在进 行数据传输时需要进行电平转换。常 用的转换芯片有MAX232、 MAX3232等，这些芯片内部集成了 电荷泵和电压转换电路，可将TTL电 平转换为RS-232C电平或将RS-232C 电平转换为TTL电平。
2024/3/27
3
01
单片机概述与基础知识
Chapter
2024/3/27
4
单片机定义及发展历程
2024/3/27
单片机定义
单片机是一种将微处理器、存储 器、I/O接口等集成在一个芯片上 的微型计算机。
发展历程
从早期的4位、8位单片机，到16 位、32位，再到当前的64位单片 机，单片机的性能不断提升，应 用领域也不断扩展。
单片机原理及应用电子版教材(ppt 173页)_7696
VSS
(a) 上电复位
(b) 按键脉冲复位
RESETVCC
8051
R1 200
VCC C
22μF RSTP/DV
R2 1k
VSS
(c) 按键电平复位
图 2-15 复位电路
2021/2/27
3．复位状态
专用寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0～P3 IP IE TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON(CHMOS)
2EH
2DH
2CH
2BH
2AH
29H
28H
24H
27H
26H
25H
24H
23H
22H
21H
20H
23H
1FH
1EH
1DH
1CH
1BH
1AH
19H
18H
22H
17H
16H
15H
14H
13H
12H
11H
10H
21H
0FH
0EH
0DH
0CH
0BH
0AH
09H
08H
20H
07H
06H
05H
04H
03H
02H
9FH～98H
8FH～88H
（1） P0口位的结构
读锁存器
地址/数据
控制
内部总线
D
Q
P0.n
写锁存器
锁存器
Q
MUX
VCC
T1 P0.n
T2
读引脚
图 2-5 P0口的位结构
2021/2/27
（2） P1口位的结构
单片机原理及应用全套完整课件
显示器接口技术及应用实例
1 2
显示器接口原理
显示器接口是单片机将数据显示到外部设备的常 用方式，通过显存和控制信号实现数据的显示和 刷新。
显示器接口电路
显示器接口电路包括显存、显示控制器、驱动电 路等部分，以实现数据的稳定显示和刷新。
3
显示器接口应用实例
通过实例介绍如何使用单片机实现数据显示和控 制，如LED数码管显示、LCD液晶显示等。
单片机发展历程
早期单片机
早期的单片机功能相对简 单，主要用于控制领域，
如Intel公司的8048、 8051等。
现代单片机
随着技术的发展，现代单 片机功能越来越强大，集 成了更多的外设接口和通 信接口，如ARM公司的
ARM7、ARM9等。
未来单片机发展趋势
未来单片机将更加注重低 功耗、高性能、高集成度 和智能化等方向的发展。
目标
培养学生掌握单片机系统开发的 基本技能，具备独立设计单片机 应用系统的能力。
课件结构与安排
结构
按照由浅入深、循序渐进的原则，分为基础篇、提高篇和应用篇三个部分。
安排
基础篇主要介绍单片机的基本概念和原理；提高篇着重讲解单片机的指令系统 和编程语言；应用篇则通过实例分析，介绍单片机的典型应用和开发流程。
串行扩展技术及应用实例
串行扩展原理
通过串行接口与单片机连接，数据传输速度较慢，但节省单片机资 源。
典型应用
如SPI、I2C等串行总线扩展方式。
实例分析
以某串行扩展应用为例，详细介绍其硬件连接、软件编程及调试方法 。
存储器扩展技术及应用实例
存储器扩展需求
当单片机内部存储器不足时，需要进行外部存储器扩 展。
单片机原理及应用全套完整课 件
单片机原理及应用电子版教材pptx
7
计算机系统组成
01
02
03
硬件系统
包括中央处理器、存储器 、输入输出设备等
2024/1/25
软件系统
包括系统软件、应用软件 等
计算机的工作原理
基于存储程序控制，即程 序和数据一样存放在存储 器中，由中央处理器执行
8
单片机内部结构
中央处理器（CPU）：单 片机的核心部分，负责执 行各种指令
2024/1/25
25
软件程序设计实例分析
主程序设计
中断服务程序设计
实现系统的初始化、任务调度和异常处理 等功能。
根据硬件中断源编写相应的中断服务程序 ，实现实时响应和处理。
功能模块程序设计
调试与测试
针对各个功能模块编写相应的程序，实现 特定的功能需求。
采用仿真器、逻辑分析仪等工具进行程序 调试和硬件测试，确保系统设计的正确性 和可靠性。
30
感谢观看
THANKS
2024/1/25
31
汇编语言指令集
详细讲解单片机常用的汇编语言指令，包括数据 传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
汇编语言编程实例
3
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
2024/1/25
12
C语言编程
2024/1/25
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
Keil C51开发环境搭建
详细讲解Keil C51开发环境的安装、配置和使用方法，包括编辑器、编译器、调试器等 工具的使用。
2024/1/25
基于Keil C51的单片机应用开发
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单片机原理及应用张兰红课件
单片机（Microcontroller）是一种在单个芯片上集成了处理器核心、内存、输入/输出设备和定时器等功能的微型计算机。
它通常被用于嵌入式系统中，用于控制电子设备和实现各种应用。
以下是有关单片机原理及应用的一般信息：
单片机原理：
●基本组成：单片机的基本组成包括中央处理器（CPU）、内存
（RAM、ROM）、输入/输出端口、定时器/计数器等。
这些组件在一个芯片上集成，形成一个完整的计算系统。
●中央处理器：单片机的中央处理器是其计算和控制核心，执行存
储在ROM中的程序。
●存储器：ROM（只读存储器）用于存储程序和常量数据，而RAM
（随机存储器）用于存储运行时变量和临时数据。
●输入/输出：单片机具有输入和输出端口，通过这些端口与外部
设备通信。
常见的输入设备包括按钮、传感器等，输出设备可以是LED、液晶显示器等。
●定时器/计数器：定时器和计数器用于生成精确的时间延迟、计
数脉冲等，对于控制和同步任务非常重要。
单片机应用：
●嵌入式系统：单片机被广泛用于各种嵌入式系统，如家电控制、
汽车电子、医疗设备等。
●自动化系统：在工业控制和自动化领域，单片机用于控制和监测
生产过程。
●电子设备：单片机应用于各种电子设备，如数字相机、手机、电
视机等。
●通信系统：单片机在通信设备中也有重要应用，例如调制解调器、
网络设备等。
●教育领域：单片机被广泛用于教学和实验，帮助学生理解嵌入式
系统的原理和应用。
●医疗设备：在医疗领域，单片机用于监测和控制医疗设备，如血
压计、心率监测器等。
●消费类电子：单片机在各种消费类电子产品中都有应用，例如智
能家居设备、电子玩具等。
总的来说，单片机是嵌入式系统的核心组件，它们在各个领域都发挥着关键作用。
学习单片机原理和应用对于从事电子、计算机、嵌入式系统等领域的工程师和学生来说都是非常重要的。