单片机原理教程经典(参考课件)
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《单片机原理及应用》课件01-51单片机基本结构与存储器分配

内中断
并行口
外中断
P0 P1 P2 P3
串口模块 TXD RXD
中断模块 INT0 INT1
P0.0~P0.7
P2.0~P2.7
VCC (+5V)
GND
RAM地址 锁存器
RAM
通道0驱动器
通道0锁 存器
通道2驱动器
通道2锁 存器
ROM/ EPROM
程序地址寄存器
PSEN ALE
EA RST
B寄存器 ACC TMP2
片内地址空间:RAM 128B(00H-7FH) SFR 128B(80H-FFH)
128B SFR
128B RAM
FFH 21个SFR分布 在80H-FFH
83个可寻址位
80H 7FH
用户、
堆栈区
30H 2FH
位寻址区
20H 1FH
工作寄存器区
00H
内部RAM组织结构
10
所有的RAM区(位 寻址区、工作寄 存器区)都可以 用于存放数据, 故也称为数据缓 存寄存器
特殊功能寄存器(SFR)
▼特殊功能寄存器SFR(专用寄存器)
专用于控制、选择、管理、存放单片机内部各功能 部件的工作方式、条件、状态、结果的寄存器。
▼不同的SFR管理不同的硬件模块,负责不同的功 17 能——各司其职
换言之:要让单片机实现预定的功能,必须有相应 的硬件和软件,而软件中最重要的一项工作就是对 SFR写命令(要求)。
4 堆栈指针SP
堆栈:
在片内RAM中,指定一个专门的区域来存放某 些特别的数据,它遵循先进后出和后进先出 (LIFO/FILO)的原则,这个RAM区叫堆栈。
功用:
22
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
第2章 89C51单片机硬件结构和原理 (单片机原理课件)

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单片机原理及接口技术
1、准双向 当I/O口作为输入时,应先向此口锁存器写入 全1, 此时该口引脚浮空,可作高阻抗输入。
17:43
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单片机原理及接口技术
2、P0口:
P0口可作为一个8位数据准双向输入/输出口;
在CPU访问片外存储器时,P0口为分时复用的
低8位地址总线和8位数据总线。
17:43
3、片内4KB程序存储器Flash ROM(4KB): 用以存放程序、一些原始数据和表格。但有一些单片机内
部不带ROM/EPROM,如8031、8032、80C31等。
4、四个8位并行I/O(输入/输出)接口 P0~P3: 每个口可以用作输入,也可以用作输出。
17:43
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单片机原理及接口技术
5、两个或三个定时/计数器: 每个定时/计数器都可以设置成计数方式,用以对外部 事件进行计数,也可以设置成定时方式,并可以根据 计数或定时的结果 实现计算机控制。 6、一个全双工UART的串行I/O口: 可实现单片机与单片机或其它微机之间串行通信。 7、片内振荡器和时钟产生电路: 但需外接晶振和电容。 8、五个中断源的中断控制系统。 9、具有节电工作方式:
(3)8位程序状态寄存器PSW: (4)8位寄存器B:
(5)布尔处理器: (6)2个8位暂存器:
17:43
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单片机原理及接口技术
1)运算器 (1)8位的ALU: 可对4位、8位、16位数据进行操作。
17:43
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单片机原理及接口技术
(2)8位累加器ACC(A): • 它经常作为一个运算数经暂存器2进入ALU 的输入端,与另一个来自暂存器1的运算数 进行运算,运算结果又送回ACC。
17:43
单片机原理教程(经典)ppt课件

三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机
1)NEC单片机;
2)东芝单片机;
3)Epson单片机;
4) PIC单片机—— M icrochip公司
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•9
第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器(Microprocessor)——微型计算机的控制和运算器部分;
微型计算机(Microcomputer)——有完整运算及控制功能的计算机,包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等;
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机,它将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通 信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上,组成单片微型 计算机简称单片机 。
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构,称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼 结构;
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开,分别寻址的结构, 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
P1口也是—个准双向I/O口,与P0口不同的是,没有多路开关MUX和控 制电路部分。输出驱动电路只有一个FET场效应管,同时内部带上拉电阻, 此电阻与电源相连。P1口可作通用双向I/O口用,而不必再外接上拉电阻。
51单片机系列PPT课件

进先出”的数据操作原则。
第18页
➢ 堆栈的功用 堆栈的主要功用是保护断点和保护现场。因为计算机无论
是执行中断程序还是子程序,最终要返回主程序,在转 去执行中断或子程序时,要把主程序的断点保护起来, 以便能正确的返回。同时,在执行中断或子程序时,可 能要用到一些寄存器,需把这些寄存器的内容保护起来, 即保护现场。
第12页
程序状态字PSW
OV:溢出标志位
在带符号数(补码数)的加减中,OV=1表示运算的结果超出了累加 器A的八位符号数表示范围(-128~+127),产生溢出,因此运算 结果是错误的。OV=0,表示未超出表示范围,运算结果正确。 乘法时,OV=1,表示结果大于255,结果分别存在A,B寄存器中。 OV=0,表示结果未超出255,结果只存在A中。 除法时,OV=1,表示除数为0。OV=0,表示除数不为0。
PSW中各标志位名称及定义如下:
第9页
程序状态字PSW
C:也表示为 CY 进(借)位标志位 1.在加减运算中,若操作结果的最高位有进位或有借 位时,CY 由硬件自动置1,否则就清0。 2.在位操作中,CY 作为位累加器使用,参于进行位 传送、位与、位或等位操作。另外某些控制转移类 指令也会影响 CY 位状态。
第16页
数据指针DPTR
✓数据指针DPTR为16位寄存器,它是MCS—51中唯 一的一个16位寄存器。 ✓DPTR通常在访问外部数据存储器时作为地址指针 使用,寻址范围为64KB。 ✓编程时,既可按16位寄存器使用,也可作为两个 8位寄存器分开使用。DPH 为DPTR的高八位寄存器, DPL 为DPTR的低八位寄存器。
第二章 MCS-51单片机结构及原理
第1页
第一部分
单片机原理及应用课件(第3讲)

6
第指令,42种操作助记符,描述33种操作功能 。
从功能:数据传送(29)、算术运算(24)、逻辑操作 (24)、控制转移(17)、位操作(17); 从空间:单字节(49)、双字节(45条)、三字节(17 条); 从时间:单机器周期(64条)、双机器周期(45条)、四 机器周期(2)
Author: Zhanghaitao E_mail: zht_sir@
3
第3章 MCS-51单片机指令系统
§3-1 寻址方式
1、概述 寻址就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址。
寻址方式就是如何找到存放操作数的地址,把操 作数提取出来的方法 。它是计算机的重要性能 指标之一,也是汇编语言程序设计中最基本的 内容之一。
Author: Zhanghaitao
E_mail: zht_sir@
16
第3章 MCS-51单片机指令系统
§3-3 指令系统——数据传送类
6. XCHD,SWAP半字交换指令 XCHD A,@Ri SWAP A 例如 (A)=12H, (R1)=30H,(30H)=34H XCHD A,@R1 (A)=? (30H)=? 例如 (A)=12H SWAP A (A)= ?
Author: Zhanghaitao
E_mail: zht_sir@
20
第3章 MCS-51单片机指令系统
二、算术运算类(24条)
1. 不带进位的加法指令,影响P,OV,AC,C ADD A,Rn ADD A,direct ADD A,@Ri ADD A,#data 2. 带进位的加法指令,影响P,OV,AC,C ADDC A,Rn ADDC A,direct ADDC A,@Ri ADDC A,#data 3. 带借位的减法指令,影响P,OV,AC,C SUBB A,Rn SUBB A,direct SUBB A,@Ri SUBB A,#data
第指令,42种操作助记符,描述33种操作功能 。
从功能:数据传送(29)、算术运算(24)、逻辑操作 (24)、控制转移(17)、位操作(17); 从空间:单字节(49)、双字节(45条)、三字节(17 条); 从时间:单机器周期(64条)、双机器周期(45条)、四 机器周期(2)
Author: Zhanghaitao E_mail: zht_sir@
3
第3章 MCS-51单片机指令系统
§3-1 寻址方式
1、概述 寻址就是寻找指令中操作数或操作数所在的地址。
寻址方式就是如何找到存放操作数的地址,把操 作数提取出来的方法 。它是计算机的重要性能 指标之一,也是汇编语言程序设计中最基本的 内容之一。
Author: Zhanghaitao
E_mail: zht_sir@
16
第3章 MCS-51单片机指令系统
§3-3 指令系统——数据传送类
6. XCHD,SWAP半字交换指令 XCHD A,@Ri SWAP A 例如 (A)=12H, (R1)=30H,(30H)=34H XCHD A,@R1 (A)=? (30H)=? 例如 (A)=12H SWAP A (A)= ?
Author: Zhanghaitao
E_mail: zht_sir@
20
第3章 MCS-51单片机指令系统
二、算术运算类(24条)
1. 不带进位的加法指令,影响P,OV,AC,C ADD A,Rn ADD A,direct ADD A,@Ri ADD A,#data 2. 带进位的加法指令,影响P,OV,AC,C ADDC A,Rn ADDC A,direct ADDC A,@Ri ADDC A,#data 3. 带借位的减法指令,影响P,OV,AC,C SUBB A,Rn SUBB A,direct SUBB A,@Ri SUBB A,#data
CC2530单片机原理及应用教学课件第3章

~SRAM_SIZE-1。
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3.1.2 存储器和映射
CODE映射一
0xFFFF Bank 0-7
(32KB FLASH)
0x8000 0x7FFF
普通区/Bank 0 (32KB FLASH)
0x0000
CC2530F256中的FLASH存储空间为256KB, 超出了8051单片机16位地址总线的寻址空间。
3.3 通用 I/O
3.3.1 功能寄存器PxSEL 3.3.2 方向寄存器PxDIR 3.3.3 配置寄存器 PxINP 教学目标:掌握CC2530通用 I/O 寄存器及其应用。
3.3 通用I/O
知识点1:I/O端口的特点、分类、设置方法 提问:I/O端口的重要特点是什么?CC2530有哪些端口?分别是多少位? 对应哪些引脚? 知识点2:功能选择寄存器PxSEL 提问:功能选择寄存器有什么作用?如何配置? 知识点3:方向寄存器PxDIR 提问:方向寄存器有什么作用?如何配置? 知识点4:寄存器应用 提问:如何控制LED闪烁
1111
=0xFFF F
信息页面映射到XDATA的地址区域为
XBANK ( 可选的32KB闪存区 )
0x7800~0x7FFF,个只读区域,存储与芯片相
0x8000 0x7FFF
0x7800
信息页面 (2KB)
关的信息。 8051的SFR寄存器映射的地址区域为
8051 SFR空间 8051 DATA 空间
(0x8000+SRAM_SIZE-1),从而使程序代码从RAM执行。
0:SRAM映射到CODE功能禁用;1:SRAM映射到CODE功能使能
2~0 XBANK[2:0] 000 R/W XDATA区选择,控制物理闪存存储器的哪个代码区域映射到
单片机原理及应用电子版教材pptx

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。
3
汇编语言编程实例
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。
C语言编程
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。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备,实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理,提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警,减少故障停 机时间,提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机,到80年代的8位单片机,再到90年代的 高性能16位和32位单片机,单片机的性能和功能不断提升,应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时,需要先进行初始化设置,包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后, 在程序中编写相应的中断服务程序,以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。
3
汇编语言编程实例
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。
C语言编程
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。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备,实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理,提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警,减少故障停 机时间,提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机,到80年代的8位单片机,再到90年代的 高性能16位和32位单片机,单片机的性能和功能不断提升,应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时,需要先进行初始化设置,包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后, 在程序中编写相应的中断服务程序,以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。
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家用电器的嵌入式结构有单核嵌入和双核嵌入2种。例如:一般电脑 电饭煲,内部只有一个单片机,这种控制系统是单核嵌入;对于分体式 空调,室内机与室外机中分别有1个单片机,为双核嵌入结构。
四、单片机与Internet
Internet技术已经深入到日常生活和工作中。各类家用电器和智能装 置,它们的“心脏”多是单片机,由于单片机芯片品种达数百种,其硬 件结构和指令系统各不相同,不能像PC机那样通过标准的硬件接口和接 口软件直接接入Internet网络。
五、单片机的发展
1)强化指令功能
2)增加各种接口部件 3)提高专用程度
11
第一章-------11
补充内容:计算机系统中的数制、码制复习
1、数制及其互换
数制
基数
字符
单片机的中央处理器(CPU)和通用微处理器基本相同,只是增设了 “面向控制”的处理功能。例如:位处理、查表、多种跳转、乘除法运 算、状态检测、中断处理功能等,增强了控制的实用性和灵活性。
5
单片机结构特点小结:
第一章---------5
1)存储结构为哈佛结构,将程序存储器和数据存储器分开; 2)片内接口电路丰富,由特殊功能寄存器管理;
《单片机原理与应用》
课程目标 掌握: 单片微型机的基本工作原理 汇编语言程序设计方法 单片微型计算机应用 单片微型计算机应用系统设计方法
1
第一章 绪 论
第一章---------1
本讲重点:
微处理器、微机和单片机的基本概念、
单片机的发展、常用系列简介、应用。
讲授内容:
本章主要介绍单片机的结构特点、单片机的发展及常用 系列和单片机的应用领域等。重点介绍单片机的特点以及在 各领域中的应用。
一、ATMEL单片机
ATMEL公司所生产的ATMEL89系列单片机(简称89系 列单片机),就是基于Intel公司的MCS-5l系列而研制的, 该公司的技术优势在于Flash存储器技术。
标准型单片机有:AT89C51,AT89LV51,AT89C52, AT89LV52;
低档型单片机有:AT89C1051和AT89C2051两种型号。它们 的CPU内核和AT89C51是相同的,但并行I/O较少;
第一代:以1976年推出的MCS-48系列为代表。 第二代:以MCS-51的8051为代表的单片机, 第三代:以80C51系列为代表。
一般根据控制应用需要: 又可设计成通用单片机、专用单片机
按内部数据总线的宽度: 单片机分为4位、8位、16位及32位等。
7
第二节 常用单片机系列简介
第一章---------7
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机,它 将CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串 行通信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上,组成单 片微型计算机简称单片机 。
单片机的形态只是一块芯片,但是它已具有了微型计 算机的组成结构和功能。由于单片机的结构特点,在实际 应用中常常将它完全融入应用系统之中,故而也有将单片 机称为嵌入式微控制器(embedded microcon-troller)。
智能化仪器内部基本上都是用单片机进行信息控制与处理。特别是近年 来出现的数字信号处理器DSP是一种速度极高的单片机,它在通信和高速信 息处理中起了极大的作用,从而扩展了单片机在智能仪器中的应用。
二、单片机在过程控制中的应用
10
第一章-------10
三、单片机与e-Home
在家用网络系统HNS(home networked system) 中,对家用电器提出了 “个性化”和“社会化”的要求。
高档型单片机有:AT89S8252,这是一种可下载的Flash单 片机。它和IBM微机通信进行下载程序十分方便。
8
第一章---------8
二、Philips单片机
Philips公司的的单片机都属于MCS-51系列兼容的单片机。 从内部结构看可以划分为两大类,8位机与80C51兼容系列和16 位机XA系列。Philips公司的的单片机8位机的主要产品型号有 P80CXX 、 P87CXX 和 P89CXX 系 列 , 16 位 机 的 主 要 产 品 型 号 有 PXACXX、PXAGXX和PXASXX等。
2
第一章---------2 回 顾:有关微型计算机的基础知识 硬件:微处理器,存储器,总线,I/O接口 软件:系统软件,应用软件
3
第一节 单片机的特点与发展概述
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器(Microprocessor)——微型计算机的控制和运算器部分;
微型计算机(Microcomputer)——有完整运算及控制功能的计算机,包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等;
3)芯片引脚具有复用功能; 4)面向控制,位处理功能强。
6
第一章---------6 三、单片机的发展过程概述
单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统、智能仪器和家用电 器中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多,但其中最具有代表性的 是Intel公司的MCS-51系列单片机,以及其与之兼容的派生系列芯片。 Intel 8位单片机的发展经历了以下3代:
4
第一章---------4
二、 单片机的一般结构及特点
单片机有2种基本结构形式:
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构,称为普林斯顿(Princetபைடு நூலகம்n)结构或称冯·诺依曼 结构;
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开,分别寻址的结构, 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机 1)NEC单片机; 3)Epson单片机;
2)东芝单片机;
4) PIC单片机—— M icrochip公司
9
第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用