PIC单片机原理及应用10
《单片机原理及应用》ppt课件
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。
单片机原理及应用电子版教材
LED彩灯控制
通过单片机控制RGB LED的颜色和亮度，实 现彩灯的色彩变换和动态效果。
键盘输入控制设计实例
矩阵键盘输入控制
通过单片机扫描矩阵键盘，识别按键输入并执行相应操作。
独立按键输入控制
利用单片机检测独立按键的状态，实现按键输入控制。
编码器输入控制
通过单片机读取旋转编码器或按键编码器的输出信号，实现输入 控制。
串行通信编程
通过编程实现串行通信数据的发送和接收， 包括数据格式设置、波特率设置、数据校验 等。
05
单片机应用实例分析
LED显示控制设计实例
LED点阵显示控制
通过单片机控制LED点阵的亮灭，实现文字 、数字或图形的动态显示。
LED数码管显示控制
利用单片机输出数字信号，驱动LED数码管 显示数字或字母。
步进电机驱动控制
利用单片机产生步进电机所需的驱动信号， 实现电机的精确角度转动和定位。
直流电机驱动控制
通过单片机输出PWM信号，调节直流电机 的转速和方向。
交流电机驱动控制
通过单片机控制交流电机的变频器或软启动 器，实现电机的平稳启动和调速。
06
单片机实验与课程设计指导
实验一：闪烁LED灯实验
实验目的：掌握单片机I/O口的
单片机原理及应用电子版教 材
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发工具 • 单片机外围电路与接口技术
• 单片机应用实例分析 • 单片机实验与课程设计指导
01
单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机（Microcontroller Unit，MCU）是一种集成电路芯 片，采用超大规模集成电路技术将中央处理器（CPU）、存 储器、输入输出接口等计算机主要部件集成在一块芯片上， 构成一个完整的微型计算机。
PIC详细功能及原理介绍
PIC详细功能及原理介绍1PIC 单⽚机开板详细功能及原理使⽤说明第1章 PIC单⽚机开发板简介1.1 产品概述本套开发板为天祥电⼦⼯程师综合市场上现有的多种PIC开发板的功能之优点,结合⼯程师们多年项⽬经验之需求,特别为PIC单⽚机爱好者们研制的具有强⼤功能的PIC单⽚机学习开发板。
该开发板集常⽤的单⽚机外围资源、烧写电路于⼀⾝。
配合天祥电⼦出品的配套视频教程及提供的资料和例程，可以让您在最短的时间内，全⾯的掌握PIC单⽚机编程技术。
板⼦的供电和下程序下载共⽤⼀根USB线与电脑连接，使⽤⽅便，性能稳定。
最⼤的特点是配套有郭⽼师亲⾃讲解的视频教程，让学习者轻松上⼿。
该开发板特别适合单⽚机初学者以及电⼦爱好者⾃学使⽤。
与PIC单⽚机开发板配套的视频教程全部⼗三讲，⾮常详细的讲解软件的使⽤、程序的编写，整个过程全部⽤单⽚机的C语⾔讲解，全新的讲课风格，跳过复杂的单⽚机内部结构知识，⾸先从单⽚机的应⽤讲起，⼀步步深⼊到内部结构，让学⽣彻底掌握其实际应⽤⽅法。
2第2章 MPLAB IDE集成开发环境第3章 PIC开发板资源介绍3.1 单⽚机引脚资源及系统时钟选择3.1.1 系统组成本模块主下由以下部分组成：1)40脚芯⽚插座2)PIC16F57芯⽚插座3)28脚芯⽚插座4)20脚芯⽚插座5)18脚芯⽚插座6)14脚芯⽚插座7)8脚芯⽚插座8)PIC10FXXX芯⽚插座9)时钟源OSCA（供40/28引脚单⽚机和PIC16F57单⽚机使⽤）10)时钟源OSCB（供18引脚单⽚机使⽤）11)时钟源OSCC（供20/14/8脚单⽚机使⽤）12)各I/O端⼝的输出接⼝3.1.2 芯⽚引脚资源各芯⽚的引脚资源详细信息请参考各芯⽚的数据⼿册，由于硬件设计原因，在本实验板中有⼀些引脚需要特别说明：1)PIC10FXXX的第8脚做复位脚和编程电压输⼊脚，不⽤于I/O功能（GP3）。
2)8引脚单⽚机的第4脚做复位脚和编程电压输⼊脚，不⽤于I/O功3能（GP3）。
pic控制原理
pic控制原理
PIC控制原理是指基于PIC单片机的控制系统的工作原理。
PIC单片机是一种非常常用的单片机芯片，具有较小的封装体积、较低的功耗和较高的性能，在嵌入式系统中广泛应用。
PIC单片机通过接收外部输入信号，例如传感器的反馈信号，
经过控制算法处理后，输出相应的控制信号，驱动执行机构完成特定的控制任务。
PIC单片机的工作流程可以简单概括为以
下几个步骤：
1. 读取输入信号：PIC单片机通过输入引脚读取传感器等外部
设备提供的输入信号，例如温度传感器的温度值、光敏电阻的光强值等。
2. 信号处理：PIC单片机对输入信号进行数字化处理，例如进
行模数转换、滤波、数据运算等，以便后续的控制算法分析。
3. 控制算法运算：根据系统要求设计相应的控制算法，通过PIC单片机的运算能力，在控制程序中进行算法的实现和运算。
控制算法可以是简单的比例控制、PID控制，也可以是更复杂
的模糊控制、神经网络控制等。
4. 生成控制信号：根据控制算法的计算结果，PIC单片机输出
相应的控制信号，例如PWM信号、模拟电压信号或数字信号等。
5. 驱动执行机构：控制信号通过输出引脚驱动执行机构，例如
电机、继电器、运动装置等，完成对被控对象的控制。
通过不断地循环执行以上步骤，PIC控制系统能够实时监测、处理输入信号，并输出相应的控制信号，从而实现对被控对象的精确控制。
在实际应用中，PIC单片机的控制原理还可以根据具体的控制需求进行进一步的扩展和优化。
单片机原理及应用电子版教材pptx
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。
PIC单片机原理及应用
PIC单片机原理及应用PIC单片机的原理是基于微处理器的原理，它包含了CPU、存储器、输入输出（I/O）端口、定时/计数器等功能单元。
其中，CPU负责执行指令，通过存储器存储数据和程序，通过输入输出端口与外部设备进行数据交互，通过定时/计数器实现计时和计数功能。
PIC单片机的应用非常广泛。
首先，它可以用于各种嵌入式系统中，如智能家居系统、工业自动化系统等。
在智能家居系统中，PIC单片机可以控制家电设备的开关和状态，实现智能化的控制；在工业自动化系统中，PIC单片机可以根据不同的传感器信号，控制设备的运行状态和生产流程。
其次，PIC单片机还可以用于电子产品设计中，如手机、数码相机等。
在手机中，PIC单片机可以实现电池电量显示、充电管理、触摸屏控制等功能；在数码相机中，PIC单片机可以控制图像处理、曝光控制、对焦等功能。
此外，PIC单片机还可以应用于通信设备、医疗设备、汽车电子等领域。
在PIC单片机的开发过程中，需要使用相应的开发工具和软件。
Microchip公司提供了一系列的开发工具和编程软件，如PICkit系列的编程器、MPLAB X IDE集成开发环境等，方便开发者进行开发和调试。
同时，PIC单片机采用C语言进行编程，可以通过编写代码实现相应的功能和控制。
总之，PIC单片机作为一种强大的单片微控制器，具有体积小、功耗低、性能稳定等特点，广泛应用于各种电子设备中。
它的原理基于微处理器的原理，具有CPU、存储器、输入输出端口、定时/计数器等功能单元。
通过合理使用PIC单片机的开发工具和软件，可以实现各种应用需求，为电子行业的发展提供了有力的支持。
单片机原理及其应用
单片机原理及其应用
单片机即单片微型计算机，是一种集成电路芯片，内部包含了处理器、存储器、输入输出接口等电子器件和电路。
它可以完成各种计算和控制任务，具有体积小、功耗低、功能强大等特点，广泛应用于各个领域。
单片机的工作原理是通过指令的执行来完成相应的任务。
它内部的处理器通过解析存储在存储器中的指令，执行不同的操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输等。
同时，单片机还可以与外部设备通过输入输出接口进行数据交换，并控制外部设备的工作。
单片机的应用十分广泛。
在家电领域，它可以作为控制中心，实现灯光控制、电机控制、温度控制等功能。
在汽车电子领域，单片机可以用于控制发动机系统、车载娱乐系统、车身电子系统等。
在工业自动化领域，单片机可以用于控制生产线上的各种设备，实现自动化生产。
此外，单片机还可以应用于电子计算器、遥控器、安防系统、医疗设备等领域。
总的来说，单片机通过内部的处理器和外部设备的交互，实现各种控制和计算任务，广泛应用于各个领域，为我们的生活和工作提供了很大的便利。
单片机原理与应用徐爱钧答案
单片机原理与应用徐爱钧答案【篇一：单片机原理实用教程基于proteus虚拟仿真】p class=txt>【作者】徐爱钧编著【isbn】978-7-121-07543-8【出版社】电子工业出版社【出版日期】2009年1月【内容简介】本书系统地阐述了基于proteus虚拟仿真技术的8051单片机原理与接口技术，详细论述了在proteus软件平台上进行单片机应用系统设计的原理与方法，介绍了8051单片机的基本结构、中断系统、定时器以及串行口的工作原理、8051指令系统与汇编语言程序设计、dac与adc接口技术、键盘与显示器接口技术，并以实例方式介绍了在proteus平台上进行单片机应用系统虚拟仿真设计的方法，给出了大量在proteus集成环境isis中绘制的原理电路图和仿真程序，并提供一张包含全部应用实例的配套光盘，其中所有实例均可在proteus软件平台上直接运行。
本书可作为高等院校工业自动化、电子测量仪器、计算机应用等相关专业单片机原理与应用课程的教学用书，也可作为广大从事单片机应用系统开发的工程技术人员的参考书。
【宣传语】用多个实例讲述在proteus平台上设计单片机应用系统的方法，并提供原理电路图和仿真程序【前言】单片机是现代电子技术的新兴领域，它的出现极大地推动了电子工业的发展，已成为电子系统设计中最为普遍的应用手段。
近年来单片机技术得到了突飞猛进的发展，各种单片机开发工具层出不穷。
虚拟仿真就是近年来兴起的一种新型应用技术，采用虚拟仿真技术，在原理图设计阶段就可以对单片机应用设计进行评估，验证所设计电路是否达到所要求的技术指标，还可以通过改变元器件参数使整个电路性能达到最优化。
这样就无须多次购买元器件及制作印刷电路板，节省了设计时间与经费，提高了设计效率与质量。
英国labcenter公司推出的proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用pc以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试，使单片机应用系统设计变得简单容易。
PIC内部结构
工作和寻址。
第一章
PIC系列单片机结构原理
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚
1.2.2 PIC单片机基本信号引脚 PIC16F87X系列单片机 的引脚分为两种：一种 为40脚（包括 871，874， 877这三种），如图1-3 所示；另一种为28脚 （包括 870，872，873， 876这四种）
1.5.2 唤醒与低电耗运行 休眠（SLEEP）方式与单片机的唤醒
单片机执行一条SLEEP指令后，便进入了休眠（SLEEP）方式。
单片机系统的低功耗设计
（1）选择合适的模块 （2）选择合适的工作条件 （3）选择合适的振荡方式 （4）合理处理I/O管脚
第一章
PIC系列单片机结构原理
1．5复位、唤醒与看门狗功能
1: 屏蔽端口 B 上拉电阻设置； 0: 允 许端口 B 上拉电阻设置，是否设置 还要依据各位的锁存的值。
0：外中断RB0/INT选择上升沿 触发； 1：外中断RB0/INT选择下降沿 触发。
TMR0比率WDT比率PS2 PS1 PS0 1:2 1:1 000 1:4 1:2 001 1:8 1:4 010 1:16 1:8 011 1:32 1:16 100 1:64 1:32 101 1:128 1:64 110 1:256 1:128 111
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.1 单片机概述
微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受 输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进行算术 和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。 微型计算机既有快速运算能力，又有极强逻辑判 断能力和大容量存储功能，它是20世纪人类最卓越的 科学发明之一。 单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定 时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的 微型计算机。
PIC详细功能及原理介绍
1PIC 单片机开板详细功能及原理使用说明第1章 PIC单片机开发板简介1.1 产品概述本套开发板为天祥电子工程师综合市场上现有的多种PIC开发板的功能之优点,结合工程师们多年项目经验之需求,特别为PIC单片机爱好者们研制的具有强大功能的PIC单片机学习开发板。
该开发板集常用的单片机外围资源、烧写电路于一身。
配合天祥电子出品的配套视频教程及提供的资料和例程，可以让您在最短的时间内，全面的掌握PIC单片机编程技术。
板子的供电和下程序下载共用一根USB线与电脑连接，使用方便，性能稳定。
最大的特点是配套有郭老师亲自讲解的视频教程，让学习者轻松上手。
该开发板特别适合单片机初学者以及电子爱好者自学使用。
与PIC单片机开发板配套的视频教程全部十三讲，非常详细的讲解软件的使用、程序的编写，整个过程全部用单片机的C语言讲解，全新的讲课风格，跳过复杂的单片机内部结构知识，首先从单片机的应用讲起，一步步深入到内部结构，让学生彻底掌握其实际应用方法。
2第2章 MPLAB IDE集成开发环境第3章 PIC开发板资源介绍3.1 单片机引脚资源及系统时钟选择3.1.1 系统组成本模块主下由以下部分组成：1)40脚芯片插座2)PIC16F57芯片插座3)28脚芯片插座4)20脚芯片插座5)18脚芯片插座6)14脚芯片插座7)8脚芯片插座8)PIC10FXXX芯片插座9)时钟源OSCA（供40/28引脚单片机和PIC16F57单片机使用）10)时钟源OSCB（供18引脚单片机使用）11)时钟源OSCC（供20/14/8脚单片机使用）12)各I/O端口的输出接口3.1.2 芯片引脚资源各芯片的引脚资源详细信息请参考各芯片的数据手册，由于硬件设计原因，在本实验板中有一些引脚需要特别说明：1)PIC10FXXX的第8脚做复位脚和编程电压输入脚，不用于I/O功能（GP3）。
2)8引脚单片机的第4脚做复位脚和编程电压输入脚，不用于I/O功3能（GP3）。
pic单片机中文手册
pic单片机中文手册【实用版】目录1.pic 单片机中文手册概述2.pic 单片机的特点与优势3.pic 单片机的应用领域4.pic 单片机中文手册的内容介绍5.如何获取和使用 pic 单片机中文手册正文【1.pic 单片机中文手册概述】pic 单片机是一种集成电路，用于控制和处理各种电子设备。
它的全称是“可编程只读存储器”，具有存储程序和数据、执行程序、输入和输出等功能。
在我国，pic 单片机的应用已经非常广泛，涉及到电子、通信、计算机、汽车、医疗等多个领域。
为了方便用户更好地了解和使用 pic 单片机，厂家提供了详细的中文手册。
这些手册通常包括 pic 单片机的特点与优势、应用领域、内容介绍以及如何获取和使用等方面的信息。
【2.pic 单片机的特点与优势】pic 单片机具有以下特点和优势：（1）高性能：pic 单片机具有高速、高精度的计算能力，能够满足各种复杂应用的需求。
（2）可编程性：用户可以根据需要编写程序，实现对 pic 单片机的控制和操作。
（3）低功耗：pic 单片机的功耗较低，可以延长设备的使用寿命。
（4）稳定性：pic 单片机具有较强的抗干扰能力，能够在恶劣的环境中稳定工作。
（5）多功能：pic 单片机具有丰富的外设接口，可以实现多种功能。
【3.pic 单片机的应用领域】pic 单片机广泛应用于以下领域：（1）消费电子：如手机、电视、电脑等设备。
（2）工业控制：如机器人、自动化生产线等。
（3）通信设备：如路由器、交换机等。
（4）汽车电子：如车载导航、智能驾驶等。
（5）医疗设备：如心电图仪、超声波设备等。
【4.pic 单片机中文手册的内容介绍】pic 单片机中文手册通常包括以下内容：（1）pic 单片机的基本原理和结构：介绍 pic 单片机的工作原理、内部结构等基本知识。
（2）pic 单片机的编程方法：介绍如何使用编程语言编写程序，控制和操作 pic 单片机。
（3）pic 单片机的应用实例：通过具体的应用案例，介绍如何使用pic 单片机实现各种功能。
《单片机原理与应用》ppt课件
•单片机概述•单片机基本原理•指令系统与汇编语言程序设计•C 语言程序设计在单片机中的应用•单片机中断系统与定时器/计数器应用•单片机串行通信原理与应用•单片机扩展技术与应用实例分析目录单片机概述单片机定义与发展定义单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等计算机主要部件集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。
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、32位单片机，单片机的性能不断提高，应用领域也不断扩展。
物联网作为物联网终端节点，实现数据采集、传输和控制等功能。
如车身控制、发动机控制、安全系统等。
医疗设备如医疗监护仪、便携式医疗设备等。
工业控制如电机控制、温度控制、压力控制等。
智能家居如智能照明、智能安防、智能家电等。
单片机应用领域采用哈佛结构，具有高性能、低功耗、易于扩展等优点，广泛应用于工业控制、智能家居等领域。
8051系列采用精简指令集（RISC ）结构，具有高速度、低功耗、强抗干扰能力等特点，适用于汽车电子、医疗设备等领域。
PIC 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。
AVR 系列采用高性能的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。
ARM 系列常见单片机类型及特点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。
指令集与寻址方式介绍单片机的指令集，包括数据传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令，以及不同的寻址方式如立即寻址、直接寻址、寄存器寻址等。
中断与异常处理阐述中断的基本概念、中断源、中断优先级以及中断处理流程，同时介绍异常处理机制。
1 2 3用于存放单片机的程序代码，通常是只读存储器（ROM）或闪存（Flash）。
程序存储器用于存放单片机的数据，包括变量、数组、堆栈等，通常是随机存取存储器（RAM）。
第7章 PIC系列单片机原理与应用
位信号，引脚#MCLR仍为低电平，单片机仍处于复位状态；待
引脚#MCLR变为高电平后，DRT开始计时，并继续保持复位状 态；DRT计时18ms后溢出，完成上电复位。
7.2.2 中央处理器：复位
引脚#MCLR接VDD时的上电复位过程
引脚#MCLR悬空时的上电复位过程
7.2.2 中央处理器：复位
复位后部分寄存器的状态
也可以直接作为外部时钟源。在RC型振荡器中，R的典型值为3K～100K， C的典型值不小于20pF。RC型振荡器有利于降低系统成本，但是振荡频
率精确性较差，只适用于时间精确度要求不高的应用场合。
7.2.2 中央处理器：时钟
PIC16C54单片机的时钟电路如下图所示：
（1）当PIC16C54单片机使用外部晶体振荡器时，OSC1引脚和使用外部时钟源 （适用于Fra bibliotekS、XT、LP型）
RC振荡型时钟电路
7.2.2 中央处理器：复位
PIC16C54单片机主要有以下3种复位方式：
（1）上电复位（Power on Reset，简称POR）。单片机内部集成有 上电复位电路，即POR电路。上电复位时，引脚#MCLR可以接
VDD也可以悬空，但两种情况下复位的时序不同。
注：X—不确定，U—不变，Q—特定值，B—二进制数，H—十六进制数
7.2.2 中央处理器：时序
如下图所示，PIC16C54单片机的将输入时钟4分频形成4个
互不重叠的节拍Q1，Q2，Q3，Q4，它们构成单片机的一个“指
令周期”，每个指令周期包含4个振荡周期。 PIC16C54单片机所有的微操作都同步于节拍的上升沿。在
Q1节拍，程序计数器PC加1；指令码在Q4节拍从程序存储器中取
出，并锁存于指令寄存器中，在下一指令周期被译码并执行。 因此，取指令与执行指令是并行进行的，加快了指令执行速度。
PIC单片机原理及应用
9.1 SPI串行通信模块
SPI（Serial Peripheral Interface）是 一种单片机外设芯片同步串行扩展接口，由摩 托罗拉公司推出。采用SPI接口外围器件的特 点是引脚性价比高等优点，因而在市场上得到 了广泛的应用。
10
9.1.1 SPI模式下相关寄存器
在SPI模式下，有关的寄存器共有10个， 其中无编址的只有一个SSPSR。这10个寄存器 中有6个寄存器是与其它模块共用的。另外有4 个寄存器与MSSP模块相关，它们是与I2C模式 共用的。
定时器／计数器TMR1是一个16位的计数寄 存器，带有一个3位的可编程预分频器和一个 内置的低功耗低频时基振荡器。
31
TMR1的用途：
TMR1可作通用的定时器和计数器； 利用内置的低频时基振荡器，可实现实时
时钟RTC功能
TMR1与CCP模块配合使用，可实现输入捕
捉和输出比较功能。
32
定时器/计数器TMR1的特性：
11
1．SSPBUF（收/发数据缓冲器）
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0
MSSP接收/发送数据缓冲空间
12
2．SSPSTAT（同步串口状态寄存器）
bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 SMP CKE D/A P S R/W UA BF
CCP：输入捕捉、输出比较和PWM脉冲宽度调制功能 低频时基振荡器 ：32768Hz
29
三者的共同点：
它们的核心部分都是一个由时钟信号触发 ，按递增方式累加工作的循环计数器；从预先 设定的某一初始值开始累计，在累计到计数器 产生溢出，并且同时会建立一个相应的溢出中 断标志。
pic单片机的原理和应用
pic单片机的原理和应用一、pic单片机的概述PIC（Peripheral Interface Controller）单片机是由美国Microchip Technology公司生产的一种微控制器，广泛应用于嵌入式系统和电子设备中。
它采用哈佛结构，具有高性能、低功耗、易于编程等特点，在各种领域的控制应用中得到了广泛的应用。
二、pic单片机的核心组成部分pic单片机由五个主要部分组成，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）端口、计时器/计数器和通信接口。
1.中央处理器（CPU）：pic单片机通过CPU实现程序的控制和计算操作。
它包含一个ALU（算术逻辑单元）、寄存器和指令集，用于执行程序中的指令。
2.存储器：pic单片机具有多种类型的存储器，包括闪存存储器（用于存储程序代码和数据）、随机存取存储器（RAM）和特殊功能寄存器（SFR）。
这些存储器用于存储程序、变量和配置信息。
3.输入/输出（I/O）端口：pic单片机提供了多个I/O端口，用于与外部设备进行通信。
它们可以用于读取输入数据或控制输出信号，实现与外部世界的连接。
4.计时器/计数器：pic单片机具有多个计时器和计数器，用于执行时间相关的任务。
它们可以用于测量时间、生成定时器中断、计数输入脉冲等操作。
5.通信接口：pic单片机支持多种通信接口，包括串行通信接口（如SPI和I2C）和通用异步收发器（UART）。
这些接口使pic单片机能够与其他设备进行串行通信，实现数据传输和通信功能。
三、pic单片机的应用领域pic单片机在各种控制和嵌入式系统中得到了广泛的应用。
以下是pic单片机的一些常见应用领域：1.家用电器控制：pic单片机可以用于控制家用电器，如洗衣机、冰箱、空调等。
它们可以通过读取传感器数据并根据程序逻辑来控制电器的运行状态和功能。
2.工业自动化：pic单片机在工业自动化领域中得到了广泛应用。
它们可以用于控制生产线上的设备、监测温度、湿度、压力等参数，并根据需要进行相应的控制和调节。
2024年度《单片机原理及应用》PPT课件全集
04
2024/2/2
单片机接口技术与应用实例
18
并行I/O端口扩展方法
2024/2/2
简单I/O端口扩展
01
通过增加外部芯片，将单片机的I/O端口数扩展至所需数量。
8255可编程并行接口芯片
02
利用8255芯片，实现并行输入、输出和控制功能。
8155可编程多功能接口芯片
03
8155芯片具有RAM、I/O端口和定时器/计数器等功能，适用于
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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。
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07
综合项目：智能小车控制系统设计
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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
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单片机定义
单片机是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术 ，将具有数据处理能力的中央处理器、随机存储器、只读存 储器、多种I/O口和中断系统等功能集成到一块硅片上，构成 一个小而完善的微型计算机系统。
发展历程
从早期的4位、8位单片机，到如今的32位、64位高性能单片 机，其发展经历了多个阶段，不断满足着各种嵌入式应用的 需求。
LCD显示原理
了解LCD显示模块的基本工作原理，包括 液晶显示原理、驱动方式等。
驱动方法
掌握单片机驱动LCD显示模块的常用方法 ，包括并行驱动、串行驱动等。
编程实践
通过编程实践，掌握如何控制LCD显示模 块显示指定内容。
pic单片机 高低电平范围
pic单片机高低电平范围摘要：一、单片机高低电平的基本概念1.高电平2.低电平二、单片机内部电路分析1.场效应管导通状态2.场效应管截止状态三、输出高低电平的方法1.输出高电平2.输出低电平四、开漏输出模式1.工作原理2.优点3.应用场景五、外部电阻配置1.上拉电阻的作用2.阻值选择正文：随着现代电子技术的不断发展，单片机作为一种集成度高、功能强大的微控制器，广泛应用于各种电子设备中。
在单片机的设计与使用过程中，高低电平的控制显得尤为重要。
本文将详细介绍单片机高低电平的范围、内部电路分析以及输出高低电平的方法，希望能为单片机初学者提供一定的帮助。
一、单片机高低电平的基本概念1.高电平：在单片机中，高电平指的是电源电压范围内的较高值，通常为3.3V或5V。
当单片机引脚输出高电平时，导线间的电压差较大，电流较小。
2.低电平：与高电平相对应的是低电平，指的是电源电压范围内的较低值，通常为0V或接近0V。
当单片机引脚输出低电平时，导线间的电压差较小，电流较大。
二、单片机内部电路分析1.场效应管导通状态：在单片机内部，输出寄存器连接在栅极，电源下面接个电阻然后接漏极，源极接地。
当单片机上电后，默认状态即为高电平。
此时，场效应管导通，输出引脚与电源负极之间有较小的电阻，形成高电平。
2.场效应管截止状态：当单片机需要输出低电平时，向输出寄存器写入0，场效应管导通。
此时，输出引脚直接接地，形成低电平。
三、输出高低电平的方法1.输出高电平：在单片机内部，不需要额外操作，上电后默认状态即为高电平。
2.输出低电平：要输出低电平，需要向输出寄存器写入0，使场效应管导通，输出引脚接地。
四、开漏输出模式1.工作原理：开漏输出是指单片机输出引脚在电路中没有直接连接电源，而是引出一个引脚作为io口。
在这种情况下，输出高低电平需要外部电路配合。
2.优点：开漏输出模式节省了芯片内部空间，有利于实现线与功能，方便与其他芯片或电路模块通信。
PIC考核模块一
广东工贸职业技术学院2012～2013学年第一学期课程过程式考核试卷（考核模块一）课程名称新型单片机原理及应用专业电子信息适用年级10级班级10电信考生姓名_____________ 学号________考生须知：本次考核采用上机测试方式，考试时间为135 分钟。
考核内容：一、填空题（每空2分，共36分。
）1．硬件（Hardware）是构成单片机的所有实体部件，它分为五大功能部件，即_______、_______、_______、_______和_______。
2．PIC单片机数据总线和数据存储器总线是_____位宽，程序存储器总线是_____位宽。
而程序计数器PC是_____位宽的。
3．PIC16F87X单片机系统的复位矢量地址是_______；中断服务程序的入口地址统一设置在________。
4．PIC单片机上电复位后，所有的I/O引脚都将被置成__________方式。
5．在PIC单片机程序计数器PC中存放的内容是_________________________________。
6．PIC单片机中存储器分为__________存储器和__________存储器。
前者用来存储临时数据或中间结果；后者用来存储程序和数表。
7．屏蔽输入数据的高4位，可采用__________的方法。
8．如果一台计算机所配置的存储器首地址为0000H，末地址为3FFFH，那么存储容量为___________KB。
9．中断源向CPU提出的处理请求，称为__________。
10．当单片机进入中断服务程序后，为了保证下一次正确响应中断，必须完成的工作内容是_______ _____ __ _。
二、简答题（每小题10分，共20分）1. PIC单片机的主要特点有哪些？2. PIC16F877的存储器构架分为哪几大模块？三、编程题（用proteus画出电路图并写出完整的源程序）（每小题22分，共44分）1．编程实现走马灯的运行效果，即从D0－D7被依次点亮，然后从D7－D0被依次点亮，之后重复循环，时间间隔为500毫秒，要求同一时刻只能有一个灯亮。
单片机原理及应用(特色) 圆极化
单片机原理及应用（特色）圆极化单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的微型计算机系统，被广泛应用于各种电子设备中。
在单片机系统中，圆极化技术是一种特色突出的应用，能够提高系统的稳定性和性能。
圆极化技术是一种在单片机系统中常见的设计方法，其主要作用是优化系统的信号传输和处理过程。
通过将信号处理过程中的数据转换为圆形方式，可以减少信号传输过程中的误差和干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
在单片机系统中，圆极化技术通常应用于信号处理和通信模块。
通过将信号转换为圆形方式，可以有效地减少信号传输过程中的失真和噪声，提高系统对信号的接收和处理能力。
特别是在无线通信系统中，圆极化技术可以提高系统对信号的识别和解码能力，有效地提高通信质量和速度。
圆极化技术还可以应用于单片机系统中的电源管理模块。
通过将电源管理模块的电压和电流调整为圆形方式，可以提高系统对电源波动和干扰的抵抗能力，保证系统的稳定性和可靠性。
特别是在电源供电不稳定的环境下，圆极化技术可以有效地保护系统不受电源干扰的影响，确保系统正常运行。
除了在信号处理和电源管理模块中的应用，圆极化技术还可以扩展到单片机系统的其他模块中。
例如，在传感器模块中，通过使用圆极化技术可以提高传感器对环境信号的感知能力，提高系统的环境适应性和稳定性。
在控制模块中，圆极化技术可以提高系统对外部控制信号的响应速度和准确性，提高系统的控制精度和稳定性。
总的来说，圆极化技术作为单片机系统中的一种特色应用，具有提高系统性能和稳定性的显著优势。
通过在单片机系统中广泛应用圆极化技术，可以有效地提高系统的整体性能和可靠性，满足不同应用场景下的需求，推动单片机技术的发展和应用。
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1.6 PIC单片机命名规则
PIC单片机编号包括下列 个部分： 单片机编号包括下列5 1、 8位PIC单片机编号包括下列5个部分：
PICXXXXXXX 器件类型 -XX 振荡频率 X 温度 /XX 封装 XXX 存储器编程方式
2、器件类型和代号关系
代号 C LC CR LCR LV F FR
类型 CMOS 低功耗CMOS CMOS ROM 低功耗CMOS ROM 低电压 FLASH程序存储器 FLEX ROM
～ 70 -40～+85 -40～ +125
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PIC单片机命名规则 1.6 PIC单片机命名规则
5、程序存储器编程方式
EPROM:可反复擦写，紫外线照射20分钟以上除去片上信息 EPROM:可反复擦写，紫外线照射20分钟以上除去片上信息 可反复擦写 20 PROM或FLASH： E2PROM或FLASH：可在线进行程序的反复擦写 OTP：一次编程方式：一个产品周期后降低成本用， OTP：一次编程方式：一个产品周期后降低成本用，专用设备完成 烧写， 烧写，适合小批量非定型产品 QTP： QTP：快速批量编程 SQTP ：连续批量编程 ICSP： ICSP：电路内连续编程 掩模ROM：一个产品周期后降低成本用，适合大批量定型产品， 掩模ROM：一个产品周期后降低成本用，适合大批量定型产品，必 ROM 须请制造商借助专用设备完成
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PIC单片机特点 1.5 PIC单片机特点
接口丰富， 6、 接口丰富，能实现各种功能
I/O口具有20mA的驱动能力 I/O口具有20mA的驱动能力 口具有20mA 10位的AD转换 位的AD 8路、10位的AD转换 I2C，SPI，USART，USB，CAN接口 I2C，SPI，USART，USB，CAN接口 WDT(看门狗 看门狗) WDT(看门狗) CCP（脉宽/捕捉/比较） CCP（脉宽/捕捉/比较） 内置EEPROM 内置EEPROM 3路定时器 多种中断源 支持休眠的低功耗模式 流式的并行接口 内置LCD LCD控制器 内置LCD控制器 芯片加密 ……
5
PIC单片机产品系列 1.2 PIC单片机产品系列
6
1.3 主要应用领域
电子玩具 办公设备
金融电子 仪器仪表
汽车工业 工业控制
通信系统
航空航天
舰船设备
家用电器
7 7
1.4常见单片机比较 1.4常见单片机比较
51：通用性,用的最多,主要是内核是公布的,很多情况下, 51：通用性,用的最多,主要是内核是公布的,很多情况下,各个厂家做了 自己特有的外设扩展,比如aduc 51的 ,,高频发射模块 cpress的usb功 高频发射模块, 自己特有的外设扩展,比如aduc 51的ad,da ,,高频发射模块,cpress的usb功 能等等, 能等等, PIC：工业稳定性，适用于用量大,档次低,价格敏感的产品. PIC：工业稳定性，适用于用量大,档次低,价格敏感的产品.在办公自动 化设备,消费电子产品,电讯通信,智能仪器仪表,汽车电子,金融电子, 化设备,消费电子产品,电讯通信,智能仪器仪表,汽车电子,金融电子,工业 控制不同领域都有广泛的应用； 控制不同领域都有广泛的应用； AVR：通用性，使用也很广泛，具有高速处理能力, AVR：通用性，使用也很广泛，具有高速处理能力,在一个时钟周期内 可执行复杂的指令； 可执行复杂的指令； MSP430：低功耗应用，经常被电池、 MSP430：低功耗应用，经常被电池、仪表应用设计师所选用
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PIC单片机命名规则 1.6 PIC单片机命名规则
dsPIC30F产品器件编号规则 dsPIC30F产品器件编号规则
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1.7 单片机开发流程
确定任务 • 确定待 开发产 品的功 能、所 实现的 指标成 本，进 行可行 性分析。 性分析。 • 完成时 间 总体设计 • 机型选 择 • 外型设 计、功 耗、使 用环境 • 软、硬 件任务 划分， 划分， 方案确 定 硬件设计 • 确定功 能 • 绘制原 理图及 布线图 • 选购元 器件、 器件、 焊接线 路板、 路板、 组装、 组装、 调试 软件设计 • 建立数 学模型， 学模型， • 进行资 源分配 及结构 设计 • 绘制流 程图 • 设计、 设计、 编制个 子程序 模块 • 仿真、 仿真、 调试， 调试， 固化 样机联调 • 软硬件 结合起 来调试 • 找错、 找错、 修改软 硬件 • 进行软 硬件测 试，进 行老化 实验、 实验、 高低温 实验、 实验、 振动实 验 产品定型
1K字节的存 字节的存 储器空间 ——PIC系 系 列单片机能 够存放1024 够存放 条指令 ——MCS51 系列单片 机大约只能 存放600条 存放 条 指令
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PIC单片机特点 1.6 PIC单片机特点
3、内嵌DSP 引擎： 内嵌DSP 引擎：
dsPIC® 数字信号控制器（DSC）系列内嵌DSP引擎， DSP引擎 dsPIC 数字信号控制器（DSC）系列内嵌DSP引擎，具备实现数字 信号处理器的基本功能， FFT、FIR滤波等 滤波等。 信号处理器的基本功能，如FFT、FIR滤波等。
西安电子科技大学国家电工电子教学基地 西电－ 公司联合实验室（ 楼 西电－MICROCHIP公司联合实验室（E楼II-406） 公司联合实验室 ）
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PIC单片机原理及应用 PIC单片机原理及应用
第1章 概述 章
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1.1 PIC单片机简介 PIC单片机简介
PIC单片机是由 单片机是由Microchip Inc.（ 1、 PIC单片机是由Microchip Technology Inc.（美国微 芯科技公司）推出的系列产品。 芯科技公司）推出的系列产品。美国微芯科技公司成立 于1989年，是全球领先的单片机和模拟半导体供应商。 1989年 是全球领先的单片机和模拟半导体供应商。 PIC单片机 单片机（ Controller） 2、 PIC单片机（Peripheral Interface Controller）是一种用来 开发控制外围设备的可编程集成电路（IC）。一种具有 开发控制外围设备的可编程集成电路（IC）。一种具有 ）。 分散作用（多任务）功能的 RISC结构 分散作用（多任务）功能的CPU。内部采用了RISC结构 。内部采用了RISC 的嵌入式微控制器，其高速度、低电压、低功耗、 的嵌入式微控制器，其高速度、低电压、低功耗、大电 流LCD驱动能力和低价位OTP技术等都体现出单片机产 LCD驱动能力和低价位OTP技术等都体现出单片机产 驱动能力和低价位OTP 业的新趋势。 业的新趋势。
CMOS工艺特性 4、 CMOS工艺特性
功耗低 电压范围宽 工作温度范围宽： +125摄氏度 工作温度范围宽：-40～ +125摄氏度
5、 驱动能力强
每个输出引脚可以驱动多达20-25mA的负载 每个输出引脚可以驱动多达20-25mA的负载 20 一般端口总驱动能力约60 60一般端口总驱动能力约60-70mA
CPU 内核
系统 集成
外设ห้องสมุดไป่ตู้
外设功能是允许器件与外界交换信息。 外设功能是允许器件与外界交换信息。 1. I/O 端口 2. 定时器 3. 输入捕捉模块 正交编码器接口（QEI） 4. 输出比较模块 5. 正交编码器接口（QEI） 6. 10 位AD 转换器 7. 12 位AD 转换器 8. UART 模块 9. SPITM 模块 10.I2CTM 模块 11. CAN 模块 12.数据转换器接口 数据转换器接口（ 12.数据转换器接口（DCI ）模块
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PIC单片机原理及应用 PIC单片机原理及应用
第2章 结构 章
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2.1 内部结构
系统集成可以降低系统
CPU 内核是器件运行 所必需的基本部分。 所必需的基本部分。 1. CPU 2. 数据存储器 3. 程序存储器 4. DSP 引擎 5. 中断 成本提高系统可靠性提高 设计灵活性。 设计灵活性。 1. 振荡器 2. 复位 3. 看门狗定时器和低功耗 模式 闪存和EEPROM 4. 闪存和EEPROM 编程 5. 器件配置 6. 低电压检测
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20 20
2.2 CPU 内核
内核采用16 数据）改良的哈佛架构， CPU 内核采用16 位（数据）改良的哈佛架构，并带有增强型指令 集包含对DSP 的有力支持。 集包含对DSP 的有力支持。 拥有24 位指令字，指令字带有长度可变的操作码字段。 CPU 拥有24 位指令字，指令字带有长度可变的操作码字段。 程序计数器（PC） 位宽，可以寻址高达4M 程序计数器（PC）为24 位宽，可以寻址高达4M × 24 位的用户 程序存储器空间。 程序存储器空间。 单周期指令预取机制用来帮助维持吞吐量并提供可预测的执行。 单周期指令预取机制用来帮助维持吞吐量并提供可预测的执行。 除了改变程序流的指令、双字移动（MOV.D）指令和表指令以外， 除了改变程序流的指令、双字移动（MOV.D）指令和表指令以外， 所有指令都在单个周期内执行。使用DO 所有指令都在单个周期内执行。使用DO 和REPEAT 指令支持无开 销的程序循环结构，这两个指令在任何时候都可被中断。 销的程序循环结构，这两个指令在任何时候都可被中断。
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PIC单片机命名规则 1.6 PIC单片机命名规则
振荡方式/频率和代号关系： 3、振荡方式/频率和代号关系： 代号 LP RC XT 温度与代号关系： 4、温度与代号关系： 代号 空白 I E 0 温度 HS 02 08 20 25 33 振荡方式/ 振荡方式/频率 低频低功耗晶体振荡 低成本阻容振荡 标准晶体/ 标准晶体/陶瓷振荡 高速晶体/陶瓷振荡 高速晶体/ 2MHZ 4MHZ 20MHZ 25MHZ 33MHZ
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PIC单片机产品系列 1.2 PIC单片机产品系列
PICmicro® PICmicro 单片机 Microchip的 位和16位PIC单片机系列具有高性能、 Microchip的8位和16位PIC单片机系列具有高性能、低成本和封 16 单片机系列具有高性能 装体积小等特点，是业界性价比最佳的产品。 装体积小等特点，是业界性价比最佳的产品。据业界权威研究机 构Dataquest资料，全球8位单片机（MCU）付运量排名第一 。 Dataquest资料，全球8位单片机（MCU） 资料 dsPIC® dsPIC 数字信号控制器 dsPIC® 数字信号控制器（DSC） dsPIC 数字信号控制器（DSC）系列具备一个完全实现的数字 信号处理器（DSP）引擎。该系列dsPIC30F dsPIC30F和 16位闪 信号处理器（DSP）引擎。该系列dsPIC30F和dsPIC33F 16位闪 存DSC具有业界最高的性能，适用于电机控制、功率转换、传感 DSC具有业界最高的性能，适用于电机控制、功率转换、 具有业界最高的性能 器和通用应用等。 器和通用应用等。