《单片机原理及接口技术》第一讲


二 单片机的历史及发展概况 四个阶段: 第一阶段(1971年~1974年):初级阶段。双片的形式,且功能比较简单。 第二阶段(1974年~1978年):低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。
第三阶段(1978年~1982):高性能单片机阶段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系 列等。 第四阶段(1982年~现在):8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。
Numbering and coding systems
• Decimal and binary number system (十进制和二进制数字系统) – Human being use base 10 system (Decimal) • 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 • 零,一,二,三,四,五,六,七,八,九 • Zero,One,two,three,four,five,six,seven,eight,nine • I,II,III,IV,V,VI,VII,VIII,IX,X – Computers use base 2 system (Binary) 0,1 Yes No True False High Low On Off • These two binary digits are called bits
易经与二进制
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Digital Primer – Goorge Boolean
George Boole
( 2 November 1815 – 8 December 1864)
was an English mathematician and philosopher. As the inventor of Boolean logic—the basis of modern digital computer logic—Boole is regarded in hindsight as a founder of the field of computer science. Boole said, ... no general method for the solution of questions in the theory of probabilities can be established which does not explicitly recognise ... those universal laws of thought which are the basis of all reasoni编 彭喜元 董继成 副主编
高等教育出版社
参考书
几个问题
1.关于教材: 2.关于课时:54 + 18 = 72 3.关于内容:大学计划,知识更新 4.关于学习:硬件、编程,易学难精,学习态度 5.关于成绩:总成绩=平时(期中)+实验+期末 6.关于实验:按课表、共六次实验 7.课程重要性:知识结构要求,找工作 8.课程地位:专业必修课 9.代表人物:深圳周立功、清华邵贝贝、北航何立民
按用途可分为通用型和专用型两大类:
(1)通用型 可开发的内部资源:RAM、ROM、I/O等功能部件,全部提供给用户。用户根据需要,设计一 个以通用单片机芯片为核心的测控系统。
(2)专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机,针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。
第一讲 单片机概述 (20世纪70年代问世)
一 什么是单片机(SCM) (Single Chip Microcomputer) 在半导体硅片上集成了微处理器(CPU),存储器(RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。
具有一台计算机的属性。也称为: 微控制器 MCU (MicroController Unit) 嵌入式控制器 EMCU (Embedded MicroController Unit)。
数学的知识的积累
Numbering and coding systems
Gottfried Wilhelm Leibniz (July 1, 1646 – November 14, 1716)
Leibniz occupies a prominent place in the history of mathematics and the history of philosophy. He developed the infinitesimal calculus independently of Isaac Newton, and Leibniz's mathematical notation has been widely used ever since it was published. He became one of the most prolific inventors in the field of mechanical calculators. While working on adding automatic multiplication and division to Pascal's calculator, he was the first to describe a pinwheel calculator in 1685[4] and invented the Leibniz wheel, used in the arithmometer, the first mass-produced mechanical calculator. He also refined the binary number system, which is at the foundation of virtually all digital computers.
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单片机原理及接口技术 李全利 第1章

单片机原理及接口技术 李全利 第1章

绪论
单片机原理及系统设计
2. ASCII码
ASCII 码 (Ameriacan Standard Coded for Information Interchange)是“美国信息交换标 准代码”的简称,已成为国际通用的标准编码。 ASCII码采用7位二进制编码,可为128个字符编码, 这128个字符分为两类。 图形字符——包括10个十进制数符、52个大小写 英文字母和34个其它字符,共计96个。图形字符 具有特定的形状,可以在显示器上显示。 控制字符——包括回车、换行、退格等,共32个。 控制字符没有特定的形状但有一定的控制作用, 不能在显示器上显示。
1001B 1010B 1011B 1100B 1101B 1110B
十六进制
9H AH BH CH DH EH

七 八
6
7 8
0110B
0111B 1000B
6H
7H 8H
十五
十六 十七
15
16 17
1111B
1 0000B 1 0001B
FH
10H 11H
绪论
单片机原理及系统设计
1.1.2 编码
• 通用计算机系统主要满足海量、高速数值处理,兼 顾控制功能;嵌入式计算机系统主要满足测控对象 的控制功能,兼顾数值处理。
绪论
单片机原理及系统设计
嵌入式计算机系统与通用计算机系统的主要区别 嵌入式系统最显著的特点是面对工控领域的测控对 象。控制对象对嵌入式计算机系统采集、处理、控 制的速度要求是有限的,而对控制方式与控制能力 的要求是无限的。 为了实现海量高速数值计算,通用计算机系统对计 算机运行速度的要求是无限的,而对计算机的控制 功能的要求是有限的。

单片机原理与接口技术完整版课件全套ppt教学教程

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1.1.5 MCS-51系列单片机
任务1.1 认识单片机—单片机的概述
1.1.5 MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是由八大部分组成的
(1)一个8位中央处理器CPU(又称为微处理器)。 (2)128 B的片内数据存储器RAM。 (3)2 KB的片内程序存储器EPROM或ROM。 (4)18个特殊功能寄存器SFR。 (5)2个8位并行输入/输出I/O接口。 (6)1个串行I/O接日,实现串行通信。 (7) 2个16位定时器/计数器T0、T1(52子系列有3个)。 (8)具有5个(52子系列为6个或7个)中断源,2个可编程优先级的中断系统。
1. PO端口 (1) 端口结构 (2)通用I/O接日功能 (3)地址/数据分时复用功能 (4)端口操作
任务1. 3 设计LED的驱动电路
1.3.1 单片机的并行端口
重点:端口功能、端口地址、端口结构、负载能力。 2. P1端口
任务1. 3 设计LED的驱动电路
1.3.1 单片机的并行端口
重点:端口功能、端口地址、端口结构、负载能力。 3. P2端口
任务1.1 认识单片机—单片机的概述
1.1.5 MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是由八大部分组成的
任务1.2 设计单片机的最小系统
1.2.1 引脚功能
要使用单片机芯片,就要先了解其引脚特性,包括外部特性和 内部特性。MCS-51单片机40引脚配置如图1-5所示,单片机引脚 功能见表1-3(见教材第6页)。
计与仿真平台
任务1.2 设计单片机的最小系统
1.2.6 利用Proteus设计一个简单的仿真项目
首先,观看一个Proteus仿真项目的演示;
其次,学习Proteus软件的使用方法;

单片机原理及接口技术 第一章ppt课件

单片机原理及接口技术 第一章ppt课件
单片机程序设计语言可分为三类: ⑴ 机器语言 ⑵ 汇编语言 ⑶ 高级语言
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
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§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便,计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
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⒊ 十六进制数
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高,体积小,可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
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2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
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几种单片机封装形式
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返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支:
1、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、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。
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单片机与PC机之异同(1)
组成:
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机: 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机:上述部件被集成到单芯片中。
本章要点: 微型计算机和单片机的发展概况 单片机系统组成概述(CPU、总线、存储器和I/O 口等) 二进制、十进制和十六进制数(数制转换和运算) 计算机中数的表示(原码、反码和补码) 单片机常用编码(BCD码、ASCII码)
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单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术

单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术(上)一、单片机基本原理单片机(Microcontroller)是由中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)和定时/计数器等模块所组成的一个微型计算机系统。

单片机通过程序控制,能够完成各种控制任务和数据处理任务。

目前,单片机已广泛应用于计算机、通讯、电子、仪表、机械、医疗、军工等领域。

单片机的基本原理是程序控制。

单片机执行的程序,是由程序员以汇编语言或高级语言编制而成,存放在存储器中。

当单片机加电后,CPU按指令序列依次从存储器中取得指令,执行指令,并把执行结果存放到存储器中。

程序员通过编写的程序,可以对单片机进行各种各样的控制和数据处理。

单片机的CPU是整个系统的核心,它负责执行指令、处理数据和控制系统的各种操作。

CPU通常包括运算器、控制器、指令译码器和时序发生器等模块。

其中,运算器主要用于执行算术和逻辑运算;控制器用于执行指令操作和控制系统的运行;指令译码器用于识别指令操作码,并将操作码转化为相应的操作信号;时序发生器用于产生各种时序信号,确保系统按指定的时间序列运行。

存储器是单片机的重要组成部分,用于存储程序和数据。

存储器一般包括ROM、EPROM、FLASH和RAM等类型。

其中,ROM是只读存储器,用于存储程序代码;EPROM是可擦写可编程存储器,用于存储不经常改变的程序代码;FLASH是可擦写可编程存储器,用于存储经常改变的程序代码;RAM是随机存储器,用于存储数据。

输入/输出接口(I/O)用于与外部设备进行数据交换和通信。

单片机的I/O口可分为并行I/O和串行I/O两类。

并行I/O通常包括数据总线、地址总线和控制总线等,用于与外部设备进行高速数据传输。

串行I/O通常通过串口、I2C总线、SPI总线等方式实现,用于与外部设备进行低速数据传输。

定时/计数器是单片机中的重要组成部分,它可以产生各种时间、周期和脉冲信号,用于实现各种定时和计数操作。

单片机原理及接口技术 李朝青 (第版) ppt课件

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1.2.2 执行一条指令的过程
指令“LDA 23”的执行过程是怎样的呢?这是一条 直接寻址方式的指令,执行的过程如图1-8所示。
LDA指令的指令周期由3个CPU周期(即机器周期) 组成。其中,第1个CPU周期为取指令阶段;执行 指令阶段由2个CPU周期组成,第2个CPU周期中 将操作数的地址送往地址寄存器并完成地址译码, 在第3个CPU周期中,从内存取出操作数并执行装 入的操作。
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单pp片t课件机原理及接口技术
3
概念
1、微处理器 2、微型计算机 3、单片机
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4
微处理器(Microprocessor)
是小型计算机或微型计算机的控制和处理部分。 又称中央处理单元CPU(Central Processing
图1-1 微机的组成
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单片机(Single-Chip Microcomputer)
是将微处理器、一定容量RAM和ROM以及I/O口、 定时器等电路集成在一块芯片上,构成单片微 型计算机。
单片微型计算机
微处理器 RAM ROM I/O口 定时器
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§1.1.1 微处理器(机)的组成 1、运算器
1)控制器的组成
控制器的组成
程序计数器 指令寄存器 指令译码器 时序产生器 操作控制器
单pp片t课件机原理及接口技术 18
2)作用 它是发布命令的“决策机构”,即协调
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ和指挥整个计算机系统的操作。
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《单片机原理与接口技术》第1章 概述

《单片机原理与接口技术》第1章  概述

所谓的单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上, 具备独特功能的微型计算机,通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、 串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。 单片机全称为单片微型计算机,又称微控制器或嵌入式控制器。 1.1.2 单片机的特点与应用 1.单片机的特点 1.单片机的特点 单片机与通用微机相比,具有以下优点: (1)控制功能强 (2)抗干扰性强,可靠性高,工作温度范围宽 (3)开发周期短,性价比高,易于产品化 2.单片机的应用领域 2.单片机的应用领域 (1)智能化仪表 (2)实时工业控制
−m n−1
其中,Ki 表示十进制数的第i位,权为10i,Ki从0~9十个数字中选 用; m、n为正整数,n为小数点左边的位数,m为小数点右边的位数。 例如: 963.85D=9×102 +6×101+3×100 +8×10-1+5×10-2 式中,“D”表示十进制数,等式右边的 102、101、100、10-1、10-2 表示数码在该位的 “权”。不难看出,各数位表示的数值就是该位乘以 相应的权,因此任意一个十进制数都可以按权展开。 (2)二进制 ● 二进制数常以在结尾加B表示; ● 用0、1两个数码表示数的大小; ● 基数为2,逢2进1; ● 按权展开式为
负数的补码由它的绝对值求反加1后得到,一般表达式为 [X]补 =[X]反 +1。 例如:[+5]补 =00000101B; 例如:[-5]补 =[-5]反 +1=11111010B +1=11111011B。 注意 符号数在计算机内必须以补码形式来存放和参与运算。 求负数(补码)的真值,可先将该补码数用“取反加1”的求补运算 得其绝对值,再在绝对值前添加一负号。 2.无符号数 2.无符号数 无符号的 8位二进制数没有符号位,从D7~D0皆为数值位,所以8位 无符号二进制数的表示范围是0~+255。 1.2.4 常用编码 1.ASCII码 1.ASCII码

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二进制算数和逻辑运算 例:用补码运算计算11-7=?
取低八位
二进制算数和逻辑运算
例:A=17H, B=09H, 计算A+B (重点关注对FLAG寄存器各位的影响)
00010111 + 00001001
0010最高位是0 结果不为0
无溢出
1的个数为奇
CF=0
计算机中存储程序和数据的部件。 可分为: a) 内部存储器(内存)/ 主存储器(主存) b) 外部存储器(外存)/ 辅助存储器(辅存)
微型计算机的硬件组成
描述存储器存储二进制信息量多少。 存储二进制信息的基本单位:位(bit,b) 8个二进制位组成的通用基本单元:字节(Byte,B) 微型计算机中通常以字节为单位表示存储容量。
二进制算数和逻辑运算
问题与思考
1. 计算机硬件包含哪些组成部件? 2. 微型计算机的CPU是如何执行指令的?什么是指令流水线? 3. 什么是内存,内存容量由什么决定,什么是存储单元和内存地址? 4. CPU是如何访问内存的?需要哪些信号线,各信号的作用是什么? 5. 什么是寄存器?寄存器的物理位置在哪里,作用是什么?CPU如何访问寄存器? 6. 几个关键的寄存器PC、SP、FLAG的作用是什么,它们在什么情况下会发生改变? 7. 堆栈区的功能是什么,通常在什么情况下使用,它是如何访问的?
微型计算机的硬件结构
微型计算机的硬件组成
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。计算机的存储器分为两大 部分,一部分为内部存储器或主存储器,简称内存或主存;另一部分 为外部存储器或辅助存储器,简称外存或辅存。
微型计算机的硬件组成
计算机的硬件组成如何? 运算器的组成及功能? 控制器的组成及功能?
Thanks
微型计算机的硬件组成

完美版课件资料单片机原理与接口技术ppt---第1章微型计算机基础

则低4位加6修正;若高4位大于9或高4位的最高位发生了进 位,则高4位加6修正. 例如: X=48, Y=69, 试分析BCD的加法过程. (3)BCD减法: 变成补码的加法进行计算. 例如: X=51, Y=28, 试分析BCD的减法过程. 2. ASCII码 诞生于1963年,由7位二进制编码构成,共128个字符编码, 如书上附录A.
0000B----0,0001B----1,0010B----2,0011B----3,0100B----4,
0101B----5,0110B----6,0111B----7,1000B----8,1001B----9,
00010000B----10
1.4 计算机中数和字符的编码
(2)BCD码的加法运算 计算机先按二进制数进行运算,然后进行十进制调整. 原则如下:若和的低4位大于9或低4位高4位向发生了进位,
奇偶校验分为两种:奇校验和偶校验.
奇校验:奇校验的约定编码规律要求编码后的检验码中”1” 的个数(包括有效信息位和奇校验位)保持为奇数.
偶校验:偶校验则要求编码后的校验码中”1”的个数(包括 有效信息位和偶校验位)保持为偶数.
例如:奇校验
奇校验位 有效数位
‘A’= 1
100 0001B
‘B’= 1
(2)负数的反码的符号位和负数的原码相同,数值位是它的 数值位的按位求反.
例如: X=+1101101B
Y=-0110110B
[X]原=01101101B
[Y]原=10110110B
[X]反=01101101B
[Y]反=11001001B
3.补码(two’s complement )
(1)正数的补码ห้องสมุดไป่ตู้原码相同.

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GATE:门控位。 GATE=0 时,只要用软件使TCON 中的TR0或
TR1为1,就可以启动定时/计数器工作; GATA=1 时,要用软件使TR0 或TR1 为1,同时
外部中断引脚INT0或INT1也为高电平时,才能启 动定时/计数器工作。 C/T :定时/计数模式选择位。 C/T =0 为定时模式; C/T =1 为计数模式。 M1、M0:工作方式设置位。定时/计数器有4种工 作方式,由M1、M0进行设置。
TCON
IE
INT0 IT0 1
01
T0 INT1 IT1 1
01
T1
RX TX
EX0 1 EA 1 IE0
ET0 1 TF0
EX1 1 IE1
ET1 1 TF1
RI
TI
≥1
SCON
ES 1
IP
PX0 1 0
PT0 1 0
PX1 1 0
PT1 1 0
PS 1 0
硬件查询




1


级 中断入口
中断源
7
2.6 并口的结构及相关寄存器
1. P0 口(P0.0~P0.7,39~32 脚) (1)P0口作地址/数据复用总线使用(低8位),真双
向口 (2)P0口作通用I/O端口使用,准双向口 (3)P0口线上的“读—修改—写”功能 2. P1 口(P1.0~P1.7、1~8 脚)准双向口 3. P2 口(P2.0~P2.7,21~28 脚) (1)P2口作通用I/O端口使用,准双向口 (2)P2口作地址总线口使用(高8位) 4. P3 口(P3.0~P3.7、10~17 脚) (1)P3口作第一功能口(通用I/O端口)使用,准双

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B
H
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 A H
D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
H
PS PT PX PT PX
B8
——

1100 BC BB BA B9 B8
IP
H ———
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
H
EA
ES ET EX ET EX
1、算术/逻辑部件ALU 2、累加器A 3、寄存器B 4、程序状态字寄存器PSW
D7 D6 D5 D4
D3
D2 D1 D0
Cy AC F0 RS1 RS0 OV … P PSW
图2-2 程 序 状 态 字 PSW
CY(PSW.7):进位标志位。在进行加法(或减 法)运算时,若运算结果最高位有进位或借位,则CY 自动置“1”,否则CY置“0”,在进行布尔操作运算时, CY(简称C)作为布尔处理器。
1.2 单片机的应用
单片机体积微小、可靠性高、价格低廉,应用范 围广泛。按其应用领域划分,主要有五个方面:
1.2.1 家用电器 1.2.2 智能卡 1.2.3 智能仪器仪表 1.2.4 网络与通讯 1.2.5 工业测控
1.3 单片机芯片简介
1.3.1 4位单片机 1.3.2 8位单片机 1.3.3 16位单片机
64K 4×8 位 URAT 3×16 7
Motorola
8XC51GB 8K
256B
64K
6×8 位
2URA T
3×16 15
6801
2K/4K 128/256B
64K
3×8 位 1×5 位
UART
3×16 位
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