单片机原理与应用1

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《单片机原理及应用》第1章 绪论.

《单片机原理及应用》第1章 绪论.

的是美国国家信息交换标准字符码,即ASCIIΒιβλιοθήκη Baidu (American Standard Code for Information Interchange)。
ASCII码是一种8位代码,最高位一般用于奇偶 校验,用7位代码对128字符进行编码。其中32个是 控 制 字 符 , 96 个 是 图 形 字 符 , 如 下 图 所 示 。 7 位 ASCII码字符表,最高位未列出,一般表示时以0来 代替。列为高三位二进制码,行为低4位二进制码。
数和十进制数之间的转换
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.1 数制及其转换
为了区分数的不同进制,有两种不同的区分法:
其一是(N)R,R代表2、10、16等; 其二是在数的结尾以一字母标示
D(Decimal)代表十进制(也可省略) B(Binary)代表二进制 O(Octal)代表八进制 H(Hexadecimal)代表十六进制。 如:(1010)2 (100)10 101B 101D EFH
注:采用原码和反码表示时,符号位不能同数值 一道参加运算。
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.3 原码、反码、补码
例如:
X1 91 1011011B [X1]反 [X1]原=01011011B X2 91 1011011B [X2]原=11011011B

《单片机原理及应用》(张毅刚)高教版完整版

《单片机原理及应用》(张毅刚)高教版完整版

第一章 单片机概述

1.2 除了单片机这一名称之外,单片机还可称为(微控制器)和(嵌入式控制器)。

1.3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将(微处理器)、(存储器)和(各种输入输出接口)三部分集成于一块芯片上。

4、单片机的发展大致分为哪几个阶段?

答:单片机的发展历史可分为四个阶段:

第一阶段(1974年----1976年):单片机初级阶段。

第二阶段(1976年----1978年):低性能单片机阶段。

第三阶段(1978年----现在):高性能单片机阶段。 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

1.5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型?

答:单片机根据其基本操作处理的位数可分为:1位单片机、4位单片机、8位单片机、16

位单片机和32位单片机。 1.6 MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种?它们的差别是什么?

答:基本芯片为8031、8051、8751。

8031内部包括1个8位cpu 、128BRAM ,21个特殊功能寄存器(SFR )、4个8位并行I/O 口、1个全双工串行口,2个16位定时器/计数器,但片内无程序存储器,需外扩EPROM 芯片。

8051是在8031的基础上,片内又集成有4KBROM ,作为程序存储器,是1个程序不超过4KB 的小系统。

8751是在8031的基础上,增加了4KB 的EPROM ,它构成了1个程序小于4KB 的小系统。用户可以将程序固化在EPROM 中,可以反复修改程序。

1.7 MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么?

单片机的具体应用原理

单片机的具体应用原理

单片机的具体应用原理

什么是单片机?

单片机(Microcontroller Unit)是一种集成了中央处理器、内存和输入输出功能的微型计算机系统。它通常用于控制和操作电子设备,并且嵌入在一些产品中,如家电、汽车电子、手机等。

单片机的具体应用原理

单片机的应用原理是通过控制输入输出端口上的高低电平来实现各种功能。下面将详细介绍几种常见的单片机应用原理。

1. LED控制原理

LED控制是单片机最基础且常见的应用之一。通过控制单片机上的GPIO口输出高低电平信号,可以实现对LED灯的亮灭控制。LED灯的连接方式通常是连接至单片机的一组输出引脚,并通过合适的电阻来限流。当单片机输出高电平时,电流流过LED灯,使其亮起;当单片机输出低电平时,电流被断开,LED灯熄灭。

应用原理示意图: - 单片机 GPIO口–> 电阻–> LED灯–> GND(地)

2. 温度传感器应用原理

温度传感器的应用涉及到数模转换和精度控制。常见的温度传感器有模拟输出和数字输出两种类型。对于模拟输出的温度传感器,单片机通过AD转换器将模拟信号转换为数字信号,然后进行处理;对于数字输出的温度传感器,单片机直接读取数字信号进行处理。通过从传感器读取到的温度值,单片机可以进行温度控制和反馈。

应用原理示意图: - 温度传感器–> 单片机 ADC –> 温度数值处理

3. 蜂鸣器控制原理

蜂鸣器的控制原理类似于LED灯的控制。通过控制单片机的输出端口输出高低电平信号,可以实现对蜂鸣器的开关控制。当单片机输出高电平时,电流流过蜂鸣器,使其发出声音;当单片机输出低电平时,电流被断开,蜂鸣器静音。

单片机原理及应用课后习题答案

单片机原理及应用课后习题答案

单⽚机原理及应⽤课后习题答案

单⽚机原理及应⽤课后习题答案

课后思考题级习题答案

思考题与习题1

⼀、填空

1.单⽚机按照⽤途通常分为通⽤型和专⽤型。

2.单⽚机也称为微控制器和单⽚微型计算机。⼆、简答

1.什么是单⽚机?

答:单⽚机也称微控制器,它是将中央处理器、程序处理器、数据处理器、输⼊/输出接⼝、定时/计数器串⾏⼝、系统总线等集成在⼀个半导体芯⽚上的微计算机,因此⼜称为单⽚微型计算机,简称为单⽚机。

2.简述单⽚机的特点和应⽤领域。答:(1)单⽚机体积⼩,应⽤系统结构简单,能满⾜很多应⽤领域对硬件功能的要求。

(2)单⽚机的可靠性⾼。

(3)单⽚机的指令系统简单,易学易⽤。

(4)单⽚机的发展迅速,特别是最近⼏年,单⽚机的内部结构越来越完善。

3.写出AT89S51与AT89S52芯⽚的主要区别。

内部程序存储区容量不同,52的程序存储空间为8K ,内部数据存储空间为256B ,中断源8个,定时器/计数器有3个,⽽51的程序存储空间为4K ,内部数据存储空间为128B ,中断源5个,定时器/计数器有2个。

思考题与习题2

⼀、填空题

1.如果(PSW )=10H, 则内部RAM ⼯作寄存器区的当前寄存器是第⼆组寄存器,8个寄存器的单元地址为 10H ~ 17H 。

2.为寻址程序状态字F0位,可使⽤的地址和符号有 PSW.5 、 0D0H.5 、 F0 和 0D5H 。

3.单⽚机复位后,(SP )= 07H ,P0~P3= FFH ,PC= 0000H ,PSW= 00H A= 00H 。

4.AT89S51单⽚机的程序存储器的寻址范围是由 PC 决定的,由于AT89S51单⽚机的PC 是 16 位的,所以最⼤寻址范围为 64KB 。

单片机原理及应用第1章 概述

单片机原理及应用第1章 概述
单片机原理及应用
整理课件
第1章 概 述
第1章 概 述
1.1 课程简介 1.2 单片机的基本概念 1.3 单片机的发展概况 1.4 单片机的特点及应用 1.5 常用单片机系列介绍
整理课件
第1章 概 述
1.1 单片机的基本概念
名词解释
中央处理器(CPU)
中央处理器(Central Processing Unit)的缩写,即CPU,CPU 是电脑中的核心配件,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算 机软件中的数据。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编 程 。(强调:CPU并不是一台完整的计算机)
整理课件
第1章 概 述
(3) I/O接口
• 通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠 标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设, 能达到即插即用。
• 单片机应用系统的外设都是非标准的,且千差万别,种类很
多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物
理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路,需有熟练
整理课件
第1章 概 述
单片机与微型计算机的区别
图1.1 微整机理课组件成结构框图
第1章 概 述
图1.2 单片机组成框图
整理课件
第1章 概 述 (1) 单板机:将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路以及简 单的输入/输出设备组装在一块印刷电路板上,称其为单板微型 计算机,简称单板机。

单片机原理和应用

单片机原理和应用

单片机原理和应用

单片机(Microcontroller)是一种集成了微处理器核心、存储器和外设功能的微型电脑系统。它通过内部的程序控制,完成各种指令的执行和数据处理,广泛应用于各个领域,包括工业控制、汽车电子、家电、通讯等。本文将探讨单片机的原理和应用。

一、单片机的基本结构

单片机一般由中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入输出端口(I/O)和定时器计数器等组成。CPU是单片机的核心,负责指令的执行和数据的处理。存储器用于存储程序和数据,ROM主要存放程序代码,而RAM则用于临时存储数据。输入输出端口用于与外部设备进行数据的输入和输出。定时器计数器用于控制时间和计数。

二、单片机的工作原理

单片机在运行时,首先需要加载程序代码到ROM中,然后由CPU 逐条执行指令。它会根据程序中的控制语句,对输入数据进行处理,并控制相关的输出。单片机通过不同的引脚与外部设备进行通信,接收输入信号并根据预设的逻辑进行处理,然后通过输出端口将结果反馈给设备或系统。同时,单片机的定时器计数器也会在运行过程中根据设定的频率进行计时,以实现各种时间控制功能。

三、单片机的应用领域

1. 工业控制:在工业自动化领域,单片机广泛用于控制各种机械和

设备,如生产线上的传感器控制、电机驱动控制等。它可以实现定时、计数、PID控制等功能,提高生产效率和质量。

2. 汽车电子:单片机在汽车电子中的应用非常广泛。它可以控制引

擎的燃油喷射系统、排放系统、制动系统等,提高汽车的性能和安全性。单片机还可以实现车载娱乐系统、导航系统等功能。

单片机原理和应用

单片机原理和应用

单片机原理和应用

单片机的原理和应用

随着科技的发展,单片机已经成为现代电子领域最为关键的基础元器件之一。它的功能之强大、使用之便捷和应用广泛性,已经深受各行各业专业从业人员的喜爱和推崇。从制造自动化到智能家居,从医疗设备到交通控制,从航空航天到军事战备,单片机无不扮演着不可或缺的角色。那么,单片机的原理和应用究竟是怎样的呢?下面本文将为大家详细介绍单片机的工作原理和应用。

一、单片机的原理

1.1 概述

单片机(Microcontroller Unit, MCU)又被称为微控制器,是一种用于嵌入式系统的集成电路(ICC)。MCU由CPU、存储器(RAM、ROM、Flash等)、定时器、IO口、串口、中断控制器、模拟-数字转换器(ADC)、数字-模拟转换器(DAC)等多个部分组成。它是一种微型计算机体系结构,能够在嵌入式系统中完成多种任务,如控制、计时、测量、通讯等。单片机的主要特点包括:

1. 占用空间小:体积小、功耗低、工作可靠、成本低廉。

2. 可编程性:可以根据不同的需求,编写各种程序。

3. 系统集成:包括处理器、内存、时钟、IO等系统模块,集成度高,方便集成嵌入式系统中。

4. 低功耗:单片机使用的是CMOS工艺,功耗小,操作速度也较快,是一种高性价比的产品。

1.2 MCU的工作原理

单片机的工作原理基于计算机的基本原理,即输入、处理和输出三个过程。它的主要工作过程包括以下几个方面:

(1) 读取ROM中的指令

当单片机上电时,CPU首先执行ROM中指令的初始化。ROM 是一种只读存储器,存储着预先写好的指令和数据,程序员将自己编写的程序下载到ROM中,就可以在单片机上执行。ROM的好处在于电源断电时可永久保留其内容。

单片机的原理和应用pdf

单片机的原理和应用pdf

单片机的原理和应用

一、引言

单片机(Microcontroller)是一种集成了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)和各种输入输出接口的微型计算机系统芯片。它具有体积小、功耗低、性

能强大等特点,在各种电子设备中得到广泛应用。本文将介绍单片机的原理和应用,并提供相应的PDF格式文档供读者参考。

二、单片机原理

单片机是基于微处理器的一种计算机系统,具有以下主要组成部分: - 中央处

理器(CPU):负责执行指令和数据处理的核心部分。 - 存储器:包括只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)。 - 输入输出接口:用于与外部设备进行数据交互。- 定时器:提供精确的计时和延时功能,用于控制各种时间相关的操作。 - 中断系统:允许外部设备中断CPU的正常执行,以处理紧急事件。

三、单片机应用

单片机在各种电子设备中广泛应用,下面列举了一些常见的应用领域和示例:

1. 智能家居

•温度和湿度监控系统

•照明控制系统

•安全警报系统

2. 工业自动化

•机器人控制系统

•传感器数据采集和处理

•生产线自动控制

3. 汽车电子

•发动机管理系统

•车载娱乐系统

•防盗和安全系统

4. 医疗设备

•医疗监测设备

•心电图仪

•持续血糖监测仪

5. 通信设备

•手机终端控制器

•无线射频模块

•蓝牙通信模块

6. 智能穿戴设备

•智能手表

•健身追踪器

•智能眼镜

四、单片机学习资料推荐

学习单片机需要详细的资料和教程,以下是一些值得推荐的资源(附带PDF格式文档):

•《单片机原理与应用教程》:介绍单片机的基本知识和实践应用的教程,适合初学者。

•《51单片机原理与应用》:深入讲解51单片机原理和典型应用案例,适合有一定单片机基础的学习者。

单片机原理及应用课程简介

单片机原理及应用课程简介

单片机原理及应用课程简介

在现代科技发展的背景下,单片机成为了电子工程领域中不可或缺

的一部分。单片机具备小巧、灵活和高效的特点,被广泛应用于各种

电子设备和系统中。为了更好地满足广大学生对于单片机的学习需求,我们特开设了《单片机原理及应用》课程,旨在通过系统和全面的学习,帮助学生掌握单片机的基本原理和应用技能。

一、课程简介

《单片机原理及应用》课程将介绍单片机的核心原理、基本构造和

工作方式。通过该课程,学生将获得对各种常用单片机的了解,并掌

握单片机开发环境的配置和使用方法。此外,课程还将涉及单片机的

外部设备接口技术、控制程序设计和单片机应用案例分析等内容。

二、课程内容

本课程将分为以下几个模块来进行学习:

1. 单片机基础原理

- 计算机系统结构简介

- 单片机的组成和分类

- 单片机的工作原理

2. 单片机开发环境配置

- IDE软件的安装和使用

- 编译、下载和调试程序

3. 单片机的输入输出技术

- GPIO口和中断技术

- 外部中断和定时器中断

4. 单片机应用案例分析

- LED灯控制

- 温度监测与控制

- 电机驱动与控制

5. 单片机通信技术

- 串口通信

- I2C总线通信

- SPI总线通信

三、课程特色与优势

本课程具有以下特色与优势:

1. 理论与实践相结合:课程注重理论与实践相结合,通过实验环节

让学生深入理解单片机原理和应用技术。

2. 实例驱动的教学方法:课程将通过大量实例来讲解单片机的应用,帮助学生更好地掌握知识点,并提高解决实际问题的能力。

3. 课程评估与反馈:每个学期结束后,将进行课程评估并收集学生反馈,以进一步完善和优化课程内容和教学方法。

单片机原理与应用及c51答案

单片机原理与应用及c51答案

单片机原理与应用及c51答案

一、单片机原理与应用:

(1)什么是单片机?

单片机是一种用于控制、监测、记录或存储信息的小型微处理器。它

将微处理器、存储器、I/O接口和其他必要的电子元件集成在一块单片上,可以提供简单的控制功能以及存储微程序的功能。

(2)单片机的两种工作模式

1)指令模式:该模式是微处理器以一条条指令的形式从头开始读取

和执行程序代码,读取和执行的过程无限循环,直至程序结束。

2)中断模式:在这种模式下,当外部设备发送中断信号到微处理器时,微处理器会暂时停止当前的程序执行,转而执行相应的中断处理函数,然后再返回原来的程序执行。

(3)单片机的应用

1)电视机遥控器:单片机可以通过光敏电阻检测遥控器发出的红外

信号,然后把遥控器发出的按键信息表示为一系列的指令,存储在单片机

的内部,这些指令可以控制电视机的音量、换台等功能。

2)家用电器:单片机可以控制复杂的电子设备,如电视机、洗衣机、咖啡机等,用来调节温度、时间、开关等。

二、C51试题及答案:

1.C51属于什么类型的微控制器?

C51属于8位的微控制器,是一个可以用于各种控制系统的灵活易用的控制器。

2.C51的特点有哪些?

单片机原理及应用第三版(张毅刚)1-6章全

单片机原理及应用第三版(张毅刚)1-6章全
掉电模式下,振荡器停止工作。由于没有了时钟信号,内部的所有部件均停止工作,但 片内的 RAM和 SFR的原来内容都被保留,有关端口的输出状态值都保存在对应的特殊功能寄 存器中。 5. AT89S52 单片机运行时程序出现“跑飞”或陷入“死循环’时,说明如何利用看门狗来摆
脱困境的工作原理。 答:可采用看门狗定时器。工作原理如下:
源、 1 个定时器(且具有捕捉功能) 。对 3. 单片机是一种 CPU。错 4. AT89S52 单片机是微处理器。 错
5. AT89C52 片内的 Flash 程序存储器可在线写入,而 AT89S52则不能。 错
6. 为 AT89C51单片机设计的应用系统板,可将芯片 AT89C51直接用芯片 AT89S51替换。 对
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的 CPU,地址总线数目较多, 能扩展容量较大的存
储器,所以可配置实时多任务操作系统 (RTOS)。RTOS能够处理复杂的系统管理任务和处理工
作。因此,广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域(例如,智能工控
设备、 ATM机等)、电子商务平台、信息家电(机顶盒、数字电视)以及军事上的应用。
4. AT89S52 单片机有哪两种低功耗节电模式?说明两种低功耗节电模式的异同。 答:AT89S52单片机有两种低功耗节电工作模式:空闲模式( idle mode)和掉电模式( power down mode)。

单片机原理与应用试题一及答案

单片机原理与应用试题一及答案

单片机原理与应用试题一及答案

一、判断题(每题1分,共10分)

1.单片机的引脚EA端口接高电平“1”时,CPU从片外程序存储器开始读取指令。()

2.堆栈指针SP的作用就是指出栈区的位置,修改SP就意味着堆栈区发生了变化。()

3.特殊功能寄存器PSW用来存放CPU运算结果的一些特征。()

4.当CPU访问外部存储器时,会自动向P0的每个口锁存器写入“1”,所以对用户而言P0作为地址/数据总线时,是一个真正的双向口。

()

5.Ri作为地址指针仅能访问片内RAM,DPTR作为地址指针主要访问片外RAM。()

6.当T1进行加“1”计数运行时,T0可以工作于任何工作方式下。()

7.在MCS-51系列单片机指令系统中仅有对位才能进行状态测试。

()

8.对于MCS-51系列单片机来说,每个中断源的中断请求标志位的置

位都是通过内部硬件电路自动完成。()

9.当外中断源处于下降沿触发时,中断请求的撤除必须强迫进行。

()

10.串行通信中波特率的设置与定时器T0的设置没有关系。()

二、选择题(每题1分,共10分)

1.单片机复位时,CPU自然选中()组工作寄存器。

(A)第0 (B)第1

(C)第2 (D)第3

2.MCS-51单片机中的位地址00H~7FH,指的是()单元中各位的位地址。(A)片内RAM 00H~1FH (B)片内RAM 20H~2FH

(C)片内RAM 80H~FFH (D)片外RAM0020H~002FH

3.8051单片机外接存储器时,()可以作为普通I/O口使用。

(A)P0、P2口(B)P1、P3口

单片机原理和应用课后习题参考答案解析1~6章

单片机原理和应用课后习题参考答案解析1~6章

《单片机原理及应用》习题答案

第一章计算机基础知识

1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?

答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。

CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。

存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。按其功能可分为RAM和ROM。

输入/输出(I/O)接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。

总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。

1-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?

答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。

1-4 在各种系列的单片机中,片内ROM的配置有几种形式?用户应根据什么原则来选用?

答:单片机片内ROM的配置状态可分四种:

(1)片内掩膜(Mask)ROM型单片机(如8051),适合于定型大批量应用产品的生产;

(2)片内EPROM型单片机(如8751),适合于研制产品样机;

(3)片内无ROM型单片机(如8031),需外接EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;

(4)EEPROM(或Flash ROM)型单片机(如89C51),内部程序存储器电可擦除,使用更方便。

1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)

《单片机原理与应用》复习题1

《单片机原理与应用》复习题1

一、填空题

1、80C51单片机的内部RAM的寻址范围为。

2、片内RAM可进行位寻址的空间位地址范围是 _。

3、80C51单片机中P0口和P2口除了可以进行数据的输入、输出外,还可以作为。

4、8051系列单片机扩展外部ROM的最大容量为 _。

5、单片机应用程序一般存放在 _。

6、在接口电路中,把已经编址并能进行读写操作的寄存器称为 _。

7、80C51内部的SFR有 _。

8、80C51基本型单片机的内部ROM为 _。

9、80C51的堆栈一般设在 _。

10、P2口通常用作 _,也可以作通用的I/O口使用。

11、汇编语言源程序的扩展名为 _。

12、将立即数#33H送20H单元使用 _指令。

13、要用传送指令访问80C51片外RAM,它的指令操作码助记符是 _。

14、定时/计数器的控制寄存器为 _。

15、定时器1 工作在计数方式时,其外加的计数脉冲信号应连接到 _引脚。

16、定时/计数器的控制寄存器为TMOD。

17、在中断服务程序中现场保护和现场恢复期间,中断系统应处在 _的状态。

18、在中断服务程序中现场保护和现场恢复期间,中断系统应处在 _的状态。

19、在串行通信中, 8051单片机中发送和接收数据的寄存器是 _。

20、串行口控制寄存器为 _。

21、可编程的接口芯片8155的内部RAM地址为 _。

22、一个10V满刻度的12位ADC能分辨输入电压变化的最小值是 _。

23、ADC0809 芯片有 _路模拟通道。

二、选择题

1、80C51单片机的口的引脚具有外中断、串行通信等第二功能。

A、P0

《单片机原理与应用》一(含答案)

《单片机原理与应用》一(含答案)

《单片机原理与应用》期末复习题一

一、填空题:

1.单片微型计算机是一种把(1)中央处理器(CPU)(2)半导体存储器(ROM、RAM)(3)输入/输出接口(I/O接口)(4)定时器/计数器(5)中断系统(6)串行口等部分集成在同一块硅芯片上的有完整功能的微型计算机。

2.十进制数+100的补码=64H,十进制数-100的补码= 9C H 。

3.在8051单片机内部,其RAM高端128个字节的地址空间称为特殊功能寄存器或SFR 区,8051单片机其内部有 21 个特殊功能寄存器,其中11 个可以位寻址。

4.通常单片机上电复位时PC = 0000H,P0~P3 = FFH。SP = 07H,PSW = 00H ,通用寄存器则采用第0组,这一组寄存器的地址范围是从00H 到07H。

5.若PSW为18H,则选取的是第3组工作寄存器。

6.在微机系统中,CPU是按照程序计数器PC 来确定程序的执行顺序的。7.ORL A , #0F0H是将A的高四位置1,而低四位不变。

8.堆栈遵循先进后出(或后进先出)的数据存储原则,针对堆栈的两种操作为PUSH 和 POP 。

9.MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器,既可以字节寻址又可以:位寻址。

10. 8位二进制数,采用补码形式表示带符号数,它能表示的带符号数真值的范围是分别为-128~127。

11.I/O端口作为通用输入输出口时,在该端口引脚输入数据时,应先向端口锁存器进行写“1”操作。

12.MCS51单片机PC的长度为16位;SP的长度为8位,数据指针DPTR的长度为16位。

单片机原理及应用

单片机原理及应用

单片机原理及应用

单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)是一种集成电路芯片,

它包含了中央处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入输出端口

(I/O)、定时器计数器(Timer/Counter)等功能模块。单片机具有体积小、功耗低、易于编程和接口设计的特点,广泛应用于嵌入式系统、控制

系统、通信系统等领域。

单片机的工作原理是通过运行内部的程序来控制外部电路的工作。它

首先通过输入输出端口与外部设备相连接,然后根据指令从存储器中读取

程序,并按照程序的要求进行数据处理和控制操作。单片机的CPU负责执

行指令,通过运算单元(ALU)实现数据运算和逻辑运算;存储器用于存

储指令和数据;输入输出端口将单片机与外部设备相连接,实现数据的输

入和输出;定时器计数器用于计时和产生定时中断等功能。

单片机在不同领域具有广泛的应用。在嵌入式系统中,单片机可以用

于控制各种设备,如家电、汽车电子、医疗设备等,实现功能多样化和智

能化;在控制系统中,单片机可以用于控制各种自动化设备,如工业生产线、机器人等,实现精确控制和监控;在通信系统中,单片机可以用于实

现数据的处理和通信的控制,如手机、电视机等。

单片机的应用也涉及到许多具体的领域。在家电领域,单片机可以用

于控制空调、洗衣机、冰箱等家用电器的功能和运行;在汽车电子领域,

单片机可以用于控制引擎、制动系统等车辆的关键部件;在医疗设备领域,单片机可以用于控制监护仪、心脏起搏器等医疗设备的运行和监控。

此外,单片机还广泛应用于学术研究、科技创新和教学实践等领域。

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计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计 算机的经典结构框架。
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1.2 微型计算机的应用形态 ❖从应用形态上,微机可以分成三种:
◆多板机(系统机) 将CPU、存储器、I/O接口电路和 总线接口等组装在一块主机板(即微机主板)。各种适配 板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光 驱等装在同一机箱内,再配上系统软件,就构成了一台完 整的微型计算机系统(简称系统机)。 工业PC机 也属于多板机。
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◆单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接
口电路,从而构成了单芯片微型计算机,即单片机。
三种应用形态的比较 :
系统机(多板机)
单板机
单片机
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系统机(桌面应用)属于通用计算机,主要应用于数 据处理、办公自动化及辅助设计。
单片机(嵌入式应用)属于专用计算机,主要应用于 智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽 车及军事电子设备等应用系统。
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◆微控制器化阶段
1982年,Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成:16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、 5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻 址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速 I/O部件等。
特点是:存储器容量较小,寻址范围小(不大于4K),无 串行接口,指令系统功能不强。
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◆性能完善提高阶段 1980年,Intel公司推出了MCS-51系列单片机:8位CPU、 4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串 行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K,并有控制功 能较强的布尔处理器。☺ 特点是:结构体系完善,性能已大大提高,面向控制的 特点进一步突出。现在,MCS-51已成为公认的单片机经典 机种 。
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4 单片机的特点及应用领域 4. 1 单片机的特点 4. 2 单片机的应用领域
5 80C51系列概述 5. 1 MCS-51系列 5. 2 80C51系列 5. 3 80C51典型产品资源配置
6 单片机应用系统开发简介
6.1 单片机应用系统的开发 6.2 单片机应用系统传统开发方式 6.3 单片机开发方式的发展
( EDVAC-ELECTRONIC DISCRETE VARIABLE AUTOMATIC COMPUTER)
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
6
电子计算机技术的发展,相 继经历了五个时代:
﹡电子管计算机; ﹡晶体管计算机; ﹡集成电路计算机; ﹡大规模集成电路计算机; ﹡超大规模集成电路计算机。
单片机体积小、价格低、可靠性高,其非凡的嵌入式 应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。
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2 计算机各组成部分的介绍
2.1 存储器的概述
2.1.1存储器框图
地址线 控制线

.


·


·


输入输出控制
数据线
存储器框图
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❖ 2.1.2 存储器的作用 ❖ 2.1.3 存储器的表达 ❖ 2.1.4 存储器的种类、内部数据 ❖ 2.1.5 存储器的访问 ❖ 2.1.6存储器的容量及地址线的计算
每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配器(I/O 接口)。
每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地址,在 CPU的控制下实现对外设的输入(读)和输出(写)操作。
比较I/O接口与存储器的访问 常见的外设举例
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3 单片机的发展过程及产品近况
3.1 单片机的发展过程
单片机技术发展过程可分为三个主要阶段: ◆单芯片微机形成阶段 1976年,Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。8位CPU、 1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。
单片机原理及其应用
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1 电子计算机的发展概述 1. 1 电子计算机的问世及其经典结构 1. 2 微型计算机的应用形态
2 计算机各组成部分的介绍 2. 1 存储器的概述 2. 2 CPU的组成及作用 2. 3 I/O接口及外设
3 单片机的发展过程及产品近况 3. 1 单片机的发展过程 3. 2 单片机产品近况
3
补充 数制与编码的简单回顾 1 数制 2 编码
补充 常用数制和编码
一、二进制、十进制、十六进制 二、不同进制之间相互转换 三、原码、反码及补码 四、数据在计算机中的表示
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1 电子计算机的发展概述
1.1 电子计算机的问世及其经典结构
1第计标9一算志46台机着年◆ 15电问计002E00月子世算0NK1次数,机IAH5加日字这时zC,是法,但电运能子算在管。1计☺秒算钟机的,时时间钟内频完率成仅有 代的到来。
地址线的根数: n
地址线空间: 2n
地址:
从 n个0~ n个1
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2.2 CPU的组成及作用
2.2.1 CPU、运算器及控制器的组成
运算器 CPU
控制器
运算器
算术逻辑单元(简称ALU) 累加器 寄存器
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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
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2.2.2 运算器的作用 ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、比较大小等
◆与现代的计算机相比,有许多不足,但 EN它IA的C问世开创了计算机科学技术的新纪元, (“埃对尼人阿类克的”生)产和生活方式产生了巨大的影
响。
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匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要 的贡献。1946年6月,他又提出了“程序存储”和“二进 制运算”的思想,进一步构建了计算机由运算器、控制器、 存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。
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◆单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设 备(小键盘、LED显示器)等装配在一块印刷电路板上, 再配上监控程序(固化在ROM中),就构成了一台单板微 型计算机(简称单板机)。
单板机
单板机的I/O设备简单,软件资源少,使用不方便。 早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统, 现在已很少使用。
操作,最后将结果存入累加器。 ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上的信息所确
定的。
ALU的两个主要的输入来源:累加器、数据寄存器
2.2.3 控制器的主要功能
对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号, 以便启动规定的动作。
指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的 方向。
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Байду номын сангаас
2.3 I/O接口及外设
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