单片机基本知识
单片机基础知识
第一章 基础知识
四. 补码的加减运算
补码的加法运算规则： [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补 对于[-Y]补只要对[Y]补求就可以得到。 【例1-5】 假设计算机字长为8位，完成下列补码运算。 】 1. 25+32 [25]补=00011001B [32]补=00100000B [25]补=00011001 + [32]补=00100000 00111001 所以 [25+32]补=[25]补+[32]补=00111001B=[57]补 2. 25+（-32） [25]补=0011001B [-32]补=11100000B [25]补=00011001 + [-32]补=11100000 11111001 所以 [25+（-32）]补=[25]补+[-32]补=11111001B=[-7]补
第一章 基础知识
二. 反码
反码表示时，最高位为符号位，正数用0表示，负数用1表示，正 数的反码与原码相同，而负数的反码可在原码的基础之上，符号位不变， 其余位取反得到。 对于一个n位的二进制，它的反码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)， 对于0，假设机器字长为8位，-0的反码为11111111B，+0的反码为 00000000B。 【例1-2】 求+67、-25的反码（机器字长8位）。 】 因为 [+67]原=01000011B [-25]原=10011001B 所以 [+67]反=01000011B [-25]反=11100110B
第一章 基础知识
3. 25-32 [25]补=0011001B [-32]补=11100000B [25]补=00011001 + [-32]补=11100000 11111001 所以 [25-32]补=[25]补+[-32]补=11111001B=[-7]补 4. 25-（-32） [25]补=00011001B [32]补=00100000B [25]补=00011001 + [32]补=00100000 00111001 所以 [25-（-32）]补=[25]补+[32]补=00111001B=[57]补
51单片机初学知识点总结
51单片机初学知识点总结1. 什么是51单片机：51单片机是指Intel公司生产的8位单片机芯片系列。
51单片机由中央处理器单元（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出端口以及中断系统等组成。
2. 51单片机的发展历史：51单片机最早在1980年由Intel公司发布，之后逐渐发展壮大。
目前，市面上有很多公司都生产和销售51单片机。
3. 51单片机的架构：51单片机采用Harvard结构，即程序存储器与数据存储器分开。
程序存储器分为片内存储器和片外存储器，数据存储器包括RAM和特殊功能寄存器。
4. 51单片机的寄存器：51单片机有一组特殊功能寄存器，用于存储和控制各种系统状态。
这些寄存器可以分为SFR（Special Function Register）和控制寄存器两种类型。
5.51单片机的引脚和IO口：51单片机有40个引脚，其中一些引脚是I/O（输入/输出）口。
这些I/O口可以配置为输入或输出，并可以被程序控制。
6.51单片机的时钟系统：51单片机需要一个时钟源来提供时钟信号。
时钟源可以是外部晶体振荡器或者片内RC振荡器。
7.51单片机的存储器：51单片机具有不同类型的存储器，包括内存区域、堆栈区域和特殊功能寄存器。
内存区域包括RAM和ROM，堆栈区域用于保存中断处理和函数调用的返回地址。
8.51单片机的指令集：51单片机具有丰富的指令集，可以执行各种操作，例如算术运算、逻辑运算、位操作和跳转等。
9.51单片机的中断系统：51单片机具有中断系统，可以响应外部中断和定时器中断。
中断可以打断当前执行的程序，并转移到中断处理函数。
10.51单片机的编程和调试：51单片机的编程可以使用汇编语言或高级语言（如C语言）进行。
调试可以使用模拟器或者仿真器进行。
11.51单片机的应用领域：51单片机广泛应用于各种控制系统和嵌入式系统，例如家用电器控制、电动工具、汽车电子等。
12.51单片机的扩展接口：51单片机可以与其他外设连接，例如LCD显示屏、键盘、温度传感器等。
单片机知识点
单片机知识点单片机是一种集成电路芯片，它包含了微处理器、存储器、输入输出接口等多种功能模块，可以用于控制、测量、通信等多种应用领域。
单片机具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此在嵌入式系统中得到广泛应用。
以下是单片机的一些知识点：1. 微处理器：单片机中的微处理器是其核心部件，它负责执行指令、进行运算、控制程序流程等操作。
常见的单片机微处理器有8051、PIC、AVR等。
2. 存储器：单片机中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代码，数据存储器用于存储程序运行时的数据。
常见的存储器类型有ROM、RAM、EEPROM等。
3. 输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
输入接口可以接收外部信号，如按键、传感器等，输出接口可以控制外部设备，如LED、继电器等。
4. 中断：单片机中的中断是一种异步事件处理机制，当某个事件发生时，可以通过中断来打断当前程序的执行，转而执行中断服务程序。
常见的中断类型有外部中断、定时器中断等。
5. 定时器：单片机中的定时器可以用于计时、延时、产生脉冲等操作。
定时器一般由计数器和控制电路组成，可以通过编程来设置计数器的初值、计数方式等参数。
6. PWM：PWM（Pulse Width Modulation）是一种脉冲宽度调制技术，可以通过改变脉冲宽度来控制输出信号的电平。
单片机中的PWM可以用于控制电机、LED亮度等应用。
7. ADC：ADC（Analog to Digital Converter）是一种模数转换器，可以将模拟信号转换为数字信号。
单片机中的ADC可以用于测量模拟量信号，如温度、光线等。
8. UART：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用异步收发器，可以实现串口通信。
单片机中的UART可以用于与PC、蓝牙模块等设备进行通信。
9. SPI：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片，也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能：单片机是用来控制各种设备和系统的，其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器：单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器，存储程序和数据。
3. 输入输出功能：单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗：单片机通常工作在微功耗下，能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用：单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理：包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构：包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发：包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例：包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计：包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口：包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理：包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理：包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用：包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信：包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出：包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
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。
单片机基础知识点全攻略
单片机基础知识点全攻略单片机 (Microcontroller) 是一种内含的微处理器、存储器以及各种输入输出接口的集成电路芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，如家电、汽车、电子设备等。
单片机的基础知识点主要包括以下几个方面：1.单片机的基本结构：单片机由中央处理器单元(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器/计数器等组成。
其中，CPU是单片机最重要的部件，负责执行程序指令。
存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中ROM存储着程序代码和常量数据，RAM用于存储运行时的数据。
2.单片机的工作原理：单片机通过执行存储在ROM中的程序指令，完成各种任务。
CPU从ROM中读取指令并执行，将结果存储在RAM中。
由于单片机通常工作在时钟信号的控制下，故CPU在时钟的辅佐下工作。
3.单片机的编程语言：单片机的编程语言通常采用汇编语言或高级语言(如C语言)。
汇编语言是一种机器指令的助记符，编程复杂、灵活、直接，通常用于对程序执行效率要求较高的场合；而C语言则具有语法简洁、易读易写的特点，适合快速开发程序。
4.单片机的输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
常见的输入接口有开关、按钮、传感器等；常见的输出接口有LED灯、蜂鸣器、电机等。
通过编程，用户可以控制这些接口的状态，与外设实现数据的输入和输出。
5.单片机的定时器/计数器：单片机的定时器/计数器模块用于生成精确的时间间隔或计数外部事件。
它可以被用来实现定时中断、测量脉冲宽度、计数等功能，是单片机中非常重要的功能模块之一6.单片机的中断和中断服务程序：单片机在执行程序的过程中，可以接收和响应外部的中断信号。
当中断发生时，单片机会立即暂停当前任务，跳转执行预先定义好的中断服务程序，处理中断事件。
中断机制是实现实时响应和多任务操作的重要手段。
7.单片机的电源与时钟：单片机需要稳定可靠的电源和时钟信号供给。
电源通常由直流电源或电池提供，特别是在嵌入式系统中，通常需要考虑功耗和电池寿命等因素；时钟信号则是单片机正常工作的基础，它通过晶体振荡电路或者外部时钟源提供。
单片机基本知识点总结
单片机基本知识点总结
单片机是一种微处理器，通常被用于控制电子设备和系统中的逻辑操作。
单片机具有计算和控制功能，并能够以无需外部其他器件而单独运行。
以下是单片机的基本知识点：
1. 单片机的结构：由中央处理器(CPU)、存储器、外设和输入/输出(I/O)口组成。
2. 单片机的分类：根据CPU内核类型可分为8051系列、AVR系列、PIC系列等。
3. 单片机的指令系统：单片机指令分为操作指令和数据传输指令。
4. 单片机的存储器：包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)，ROM用于储存程序，RAM用于储存变量和临时数据。
5. 外设：可连接到单片机的设备，如LED灯、LCD显示器、电机等。
6. I/O口：单片机用于与外部设备通信的接口，包括输入口和输出口。
7. 中断系统：单片机可快速响应外部事件的能力，通过设置中断自动运行中断服务子程序。
8. 特殊功能寄存器(SFR)：用于控制单片机内部外设的寄存器。
9. 微控制器编程：可用汇编语言或高级语言如C语言来编写单片机程序。
10. 调试工具：用于调试和测试单片机程序的工具，如仿真器、调试器等。
以上是单片机的基本知识点，了解这些内容可以帮助初学者更好地理解和掌握单片机编程技术。
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图 1-7 微 机 系 统 示 意 图
1.1.1 硬件基本结构
一、微处理器
把运算器、控制器集成在一块硅片上，成为独立的器 件，称之为微处理器，简称CPU.是计算机的核心。
中央处理单元
（ CPU）
F
C
操作控制命令 CC … C …
数据存储器： I/O口：
定时/计数器：
ROM、EPROM、E2PROM或 FLASH。达几十KB RAM达几KB 并口、串口、串行扩展口
定时输出、捕捉输入、监视器Watchdog
A/D转换器： 8位、12位、16位、24位，多通道输入
脉宽调制输出： PWM ，可代替D/A输出
⑶ 寻址范围的增加
2、超小型、低功耗、价廉 如: ATMEL公司的 89C 1051 / 2051 20引脚，工作电压（2~6V），电流仅几个mA 如：Microchip 公司的PIC 16/17系列 18引脚、20引脚、28引脚，有的仅5个引脚 工作电压（2~6V），电流仅2个mA
3、微巨机单片化
国产单片机的基本情况：
ISP：in-system programming 在线系统编程
一种无需将存储芯片（如EPROM）从嵌入式设备 上取出就能对其进行编程的过程，缩略为ISP。在 系统编程需要在目标板上有额外的电路完成编程 任务。其优点是，即使器件焊接在电路板上，仍 可对其（重新）进行编程。在系统可编程是Flash 存储器的固有特性（通常无需额外的电路）， Flash几乎都采用这种方式编程。
Motorola公司68HC5X系列
Microchip公司的PIC16C系列等等。
以增强型MCS-51为内核的8X5X系列目 前已成为主流单片机芯片。
第四阶段（1982~ ）： 16位、32位单片机阶段
特点： 增加了内部资源、实时处理能力更强、 例如： MCS – 96 系列
除了具有16位CPU和存储器 外又增加了部分内部资源，如：
特点： 品种多、功能强
8位CPU
RAM ROM I/O UART INT
数据存储器 程序存储器 通用输入输出接口 通用异步串行接口
中断系统
20世纪90年代中后期，各公司强化并增加了许多 新的功能，形成了规格、品种繁多的新一代的单 片机。 例如：
Ietel、Philips、Atmel公司的8XC5X系列，
10位A/D转换器
MCS – 96
脉宽调制输出装置PWM
高速输入输出HSIO
之后又推出：8XC196增强型
三 、单片机的发展趋势
1、高档单片机性能不断提高
⑴ CPU功能的增强
速度： 精度：
是原来单片机的5~15倍 CPU字长增加，16位、32位单片机问世
指令系统丰富、效率高
⑵ 内部资源的增加
程序存储器：
§ 1.2 单片机
单片机的概念
单片机 = CPU + M + I/O
控制总线CB CPU
将中央处理单元CPU、
微处理器
一定容量的数据存储器RAM、 地
一定容量的程序存储器ROM、 址
定时/计数器T/C、
总
并行输入输出接口I/O、
线
串行通讯接口UART 、、、、 AB
数
M
据
存储器
总
线
I/O
DB
接口电路
等多个功能部件集成在一
块芯片上，是一块具有完 整计算功能的大规模集成
外部设备
电路。
图1-1 微型计算机组成
一、单片机分类 根据CPU 字长来划分
1位机 4位机
用于玩具、家用电器、计算器等
8 位机 16位机
工业控制器、智能仪表、计算机 外设、通用测控单元、通讯设备
32位机
高性能图形工作站、高级机器人等
A LU
取指执指控制 CC … C
电源
…
R
PLA
时钟
ID
PC
C
A
C
R
C
IR
﹕﹕﹕
内部总线
内部总线
AR
C
C
DR
地
地
数
控
址
据
制
总
总
总
线
线
二、微型计算机 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出（I/O)接 口构成，芯片间通过总线连接。
ROM RAM I/O
CPU
微处理器
CBUS ABUS DBUS
CBUS ：控制总线 ，不确定 DBUS：数据总线，双向三态 ABUS ：地址总线，单向三态
主要参考书、期刊、网站：
参考教材： 1、单片微机原理系统设计与应用，万福君，清华大学出版社，2008（第1版） 2、单片机应用程序设计技术， 周航慈，北京航空航天大学出版社，2002 3、单片机应用系统抗干扰技术，王幸之，北京航空航天大学出版社，2006 4、单片机程序设计基础（修订版）（含光盘），周航慈，北京航空航天大学出
闭卷考试。集体出题，流水阅卷。
第1章 基本知识
1.1 计算机的基本结构 1.2 单片机的含义、分类、发展趋势 1.3 单片机的应用构成及应用领域
微机系统
1.1 计算机的基本结构
硬件系统 软件系统
微机
微处理器 存储器 I/O 接 口 系统总线
外设、电源机箱等
程序设计语言：机器语言 汇编语言 高级语言
版社，2004 期刊：电子技术应用、单片机与嵌入式系统应用 网站：搜索引擎中关键字“单片机”
课时安排：共54学时
理论课时 :44 实验课时:10
时 间: 每周一， 5~7节 地 点:博学楼-311 课程特点：具有从指令到程序、从芯片到系统； 软、硬件设计密切结合的特点。 学习目的：掌握系统设计的基本概念、基本结 构、设计方法。
大家好Leabharlann 单片机原理及应用主讲：原明亭
ymtqd@
辅导：“工业控制技术”省重点实
验室“计算机控制”研究室 (东4教105室)
MCS-51系列 单片机原理及应用
主要内容： 1、单片机原理及其内部资源 2、汇编语言及程序设计 3、并行总线应用系统接口设计 4、C语言及程序设计
与前课程关系： 模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及 接口、EDA设计、传感器原理及应用等
三、微型计算机系统
以微型计算机为主体，配上输入输出设备、外 围设备、电源、系统软件一起构成应用系统。
1.1.2、软件系统
1. 程序设计语言 （1）机器语言 （2）汇编语言 （3）高级语言
2. 系统软件 3. 应用软件
4、衡量计算机性能的主要技术指标
1、字长 2、存储容量 3、指令系统 4、指令的执行时间 5. 外设扩展能力及配置
二、 单片机的发展史
第一阶段（1974~1976）： 单片机的初级阶段 第二阶段（1976~1979）： 低性能单片机阶段
例如： 特点：
结构：
MCS – 48 系列
小而全
8位CPU
MCS – 48
RAM ROM
I/O
T/C
第三阶段（1979~1982）： 高性能单片机阶段
例如： Intel 公司的MCS – 51 系列、Motorola 公司6801系列、Zilog公司的Z8系列。