单片机原理与应用第一章
单片机原理及应用第1章 电路基本概念和基本定律
20 10 + 20V
长江大学
上一页
下一页
22
电路与 模拟电 子技术
实际电流源(非理想电流源)
I
Is R0
U
斜率G0
U
0
I
伏安关系
I I S G0U 或 U R0 I S R0 I
G0 越小，R0越大，直线越垂直，越接近理想电流源
长江大学
上一页
下一页
23
电路与 模拟电 子技术
长江大学
上一页 下一页 30
电路与 模拟电 子技术
举 例 1.5.3
已知US1=6V，US2=4V，R1=4，R2= R3=2，求电流和 电压Uab。
I1
R1
R2
+ U S1 -
a
U S1 6 I1 I 2 A 1A R1 R2 4 2
U ab R2 I 2 U S 2 I 3 R3 [2 (1) 4 0]V 2V
U ac [3 10 (7)]V 44V
长江大学
上一页 下一页 32
电路与 模拟电 子技术
1.6 电路的工作状态
S + I S 1R 2 R F1L R1 R1 R1 S1 S2 F2 S2 R2
开路 短路
R0 R 0 R0 + R0 US + + - U+ US S US
电位、电位差
电位：单位正电荷在电场中某一点具有的电位能。用 “V ” 表示，与参考点有关（参考点电位为零 ）。单位： 伏
A点电位：VA= VAO B点电位： VB= VBO
O A B
电位差：两点电位之差。UAB=VA-VB （实际上是两点间电压） 参考点不同，电位不同，但电位差相同。
《单片机原理及应用》第1章 绪论.
上午11时26分58秒
图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
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。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
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
1.二进制数及其转换
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。
单片机原理及应用第1章 概述
第1章 概 述 第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是 一个正在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随 着Internet的发展和Internet技术与信息家电、工业控制 技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将 代表着嵌入式技术的真正未来。
整理课件
第1章 概 述
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 数据总线位数的发展
1．4位单片机阶段
自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司竞相推出4位单片机。例如美国国 家半导体公司(National Semiconductor)的COP402系列，日本电 气公司(NEC)的μPD75XX系列，美国洛克威尔公司(Rockwell)的 PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，富士通公司的MB88 系列等。
的接口电路设计技术。
整理课件
第1章 概 述
单片机与嵌入式系统
• 嵌入式系统定义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础， 并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作 系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现 对其他设备的控制、监视或管理等功能。
(4) 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满 足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O 接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯 片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。
整理课件
第1章 概 述
1.3.2 单片机的优点及应用
(1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地 组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。
目录 单片机原理与应用
2N3702
1k
R3
Q3
2N3702
1k
R4
Q4
2N3702
1k
VCC
第八章 数模与模数转换电路STC8 9 C52 RC
39 38 37 36 35 34 33 32
P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
1 2 3 4 5 6 7 8
P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27
INT1 INT0
13 12
T1 T0
15 14
EA/VP
31
X1 X2
19 18
10 11 30 29
RXD TXD ALE/ P P SEN
R ESET
9
RD WR
17 16
8 05 1
（晶振电路、电源电路省略）
跳线帽 2 .5 4 跳线
5 C2-
R1 ou t 1 2
6 V-
T1in 1 1
7 T2o u t
T2in 1 0
8 R2 in
R2 ou t 9
MAX2 32 CPE
P C-RXD 系统板端子
1 2 3
串口通讯电缆线
P C-TXD
1 04
独石电容
P 3.1 5 1-TXD P 3.0 5 1-RXD
串口通讯电缆线PC端子
第三章 指令系统与程序设计
第四章 MCS—51定时计数器及其应 用
第五章 串行接口
VCC
1 04
独石电容
1 04
独石电容
1 04
独石电容
1 04
微控制器-原理及应用
微控制器
——原理及应用——
山东农业大学
微控制器原理与应用
第一章 绪 论
1.1 什么是微控制器(单片机)
微控制器(单片机)就是在一块半导体硅片上集成了微处 理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)和各种功能单元(定时器/计 数器、并行I/O口、串行口、ADC等)的集成电路芯片。这样 一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片
山东农业大学
12
微控制器原理与应用
4) 宽工作电压 扩大电源电压范围以及在较低电压下仍能工作是现在新
推出的MCU的一个特点。目前一般MCU都可以在3.3～5.5V的 范围内工作，有些产品则可以在2.2～6V的范围内工作。
山东农业大学
13
微控制器原理与应用
5) 封装小型化 现在MCU的封装水平已大大提高，有越来越多的 MCU采
MCU可集成越来越多的内置部件，常用的部件有: (1) 存 储 器 类 ， 包 括 程 序 存 储 器 MROM/OTP ROM/EPROM/EEPROM/Flash ROM 和 数 据 存 储 器 SRAM/SDRAM/SSRAM。 (2) 串行接口类，包括UART、SPI、I2C、CAN、IR、 Ethernet、HDLC。 (3) 并行接口类，包括 Centronics、PCI、IDE、GPIO等 。
图1-1 微控制器芯片
山东农业大学
3
微控制器原理与应用
MCU按照其用途可以分为通用型和专用型两大类。 通用型MCU具有比较丰富的内部资源，性能全面且适应性
强，可满足多种应用需求。 专用型MCU是专门针对某些产品的特定用途而制作的MCU
，如打印机、家用电器、健身器材以及各种通信设备中的 专用MCU。
单片机原理及应用
单片机原理及应用教案福建省三明工贸学校机电技术应用第一章绪论第一节单片机单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。
第二节单片机的历史与现状第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索阶段。
以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM 和ROM等。
主要用于工业领域。
第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。
这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。
第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。
16位单片机除CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。
例如Intel 公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。
第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。
第三节单片机的应用领域一、单片机在仪器仪表中的应用二、单片机在机电一体化中的应用三、单片机在智能接口和多机系统中的应用四、单片机在生活中的应用第二章硬件结构第一节MCS-51单片机及其演变特点（1）一个8位微处理器CPU。
（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。
（3）内部程序存储器ROM。
（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。
（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。
（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。
（7）中断控制系统。
（8）内部时钟电路。
第二节80C51单片机的基本结构1) 中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，完成运算和控制功能。
单片机原理与应用（盛珣华）习题和思考题答案
单⽚机原理与应⽤（盛珣华）习题和思考题答案习题和思考题答案第⼀章单⽚机概述1. 第⼀台电⼦数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构，计算机由哪⼏部分组成？运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来，经历了哪四代的变化？经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
4. 微型计算机有哪些应⽤形式？系统机、单板机、单⽚机。
5. 什么叫单⽚机？其主要特点有哪些？单⽚机就是在⼀⽚半导体硅⽚上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并⾏I／O、串⾏I／O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的⽤于测控领域的微型计算机，简称单⽚机。
单⽚机技术易于掌握和普及、功能齐全，应⽤⼴泛、发展迅速，前景⼴阔、嵌⼊容易，可靠性⾼。
6. 举例说明单⽚机的应⽤？略7. 当前单⽚机的主要产品有哪些？各⾃有何特点？MCS是Intel公司⽣产的单⽚机的系列符号，MCS-51系列单⽚机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进⼊我国，并在我国应⽤最为⼴泛的单⽚机机型之⼀，也是单⽚机应⽤的主流品种。
其它型号的单⽚机：PIC单⽚机、TI公司单⽚机、A VR系列单⽚机。
8. 简述单⽚机应⽤系统的开发过程。
（1）根据应⽤系统的要求进⾏总体设计总体设计的⽬标是明确任务、需求分析和拟定设计⽅案，确定软硬件各⾃完成的任务等。
总体设计对应⽤系统是否能顺利完成起着重要的作⽤。
（2）硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板（即⽬标系统），制作前可先⽤仿真软件（如Proteus软件）进⾏仿真，仿真通过后再⽤硬件实现并进⾏功能检测。
（3）软件设计软件编程并调试，⽬前⼀般⽤keil软件进⾏设计调试。
调试成功后将程序写⼊⽬标单⽚机芯⽚中。
（4）综合调试进⾏硬软件综合调试，检测应⽤系统是否达到设计的功能。
单片机原理及应用第三版(张毅刚)1-6章全
片机的 PC是 16 位的，因此其寻址的范围为
KB 。答： 64
10. AT89S52 单片机复位时， P0~ P3口的各引脚为
电平。 答：高
11. AT89S52 单片机使用片外振荡器作为时钟信号时，引脚 XTAL1接
，引脚 XTAL2
的接法是
。 答：片外振荡器的输出信号，悬空
12. AT89S52 单片机复位时，堆栈指针 SP中的内容为
第 3 章 思考题及习题 3 参考答案
一、填空
1. 访问 SFR，只能使用
寻址方式。 答：直接 。
2. 指令格式是由 作码 。
和
组成，也可仅由
数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法
一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这正是
DSP的长处所在。
与单片机相比， DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线， DSP处理的算法的复杂
Hale Waihona Puke 度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。
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
单片机原理及应用知识点各章总结
单片机原理及应用知识点各章总结单片机原理及应用知识点各章总结第一章：单片机基础知识概述单片机是一种集成电路，包含中央处理器、存储器和输入输出设备。
它具有微型化、低功耗、可编程等特点，在现代电子设备中得到广泛应用。
该章节主要介绍了单片机的基本组成、工作原理和分类。
第二章：单片机内部结构单片机主要由中央处理器、内存和外设组成。
中央处理器负责指令执行和数据处理，内存用于存储程序和数据，外设用于与外界进行通信。
内部结构包括中央处理器的各个模块以及与之连接的总线和时钟。
第三章：单片机编程语言单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言直接操作硬件，编程效率高；高级语言更易学习和使用，但运行效率相对低。
该章节介绍了常用的汇编语言指令和高级语言的编程方法。
第四章：单片机输入输出技术单片机输入输出技术是单片机与外界进行数据交换的重要方式。
该章节介绍了常见的输入输出方式，包括并行输入输出、串行输入输出、模拟输入输出和中断输入输出等。
同时介绍了GPIO口的工作原理和使用方法。
第五章：单片机中断技术中断技术是单片机实现多任务的一种重要方式。
该章节介绍了中断的概念、分类和工作原理。
同时介绍了中断优先级、中断屏蔽和中断向量表等相关知识。
还介绍了中断服务程序的编写方法和注意事项。
第六章：单片机定时器和计数器定时器和计数器是单片机中常见的计时和计数装置。
该章节介绍了定时器和计数器的工作原理和使用方法。
还介绍了定时器和计数器在实际应用中的常见用途，如延时、频率测量和PWM 控制等。
第七章：单片机串行通信接口串行通信接口是单片机与外界进行数据通信的一种常见方式。
该章节介绍了串行通信的基本概念和工作原理。
同时介绍了常用的串行通信协议，如UART、SPI和I2C等。
还介绍了串行通信在实际应用中的常见用途。
第八章：单片机模拟量输入输出模拟量输入输出是单片机处理模拟信号的一种重要方式。
该章节介绍了模拟量输入输出的基本概念和工作原理。
同时介绍了ADC和DAC等模拟量转换器的原理和使用方法。
单片机原理及应用教程
单片机原理及应用教程第一章单片机概述1.填空题(1)单片机是把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器CPU、_____、_____、_____、 _____以及_____等集成在一块芯片中，构成一个完整微型计算机。
(2)根据片内ROM的结构，单片机常可分为3类。
MCS,51中的8031属于_____，8051属于_________ ,8751属于_________。
(3)按照CPU对数据的处理位数，单片机通常可分为:,位机、_____、_____、和_____。
(4)单片机正朝着__________、__________、外围电路的内装化__________以及__________、__________等方向发展。
(5)单片机与微处理器追求的目标相比，微处理器更侧重于__________和__________，而单片机更侧重于__________和__________。
2.选择题(1)可以表示单片机的缩略词是__________。
A(MPU B. MCU C. WDT D. PWM (2)不属于单片机系列的是__________.A. MCS-96B. 80C51C. 80X86D. M68HC11(3)Atmel公司典型的单片机产品系列是__________。
A(AT89 B. M68300 C. PIC D. SH 3.判断题(1)单片机就是CPU，CPU就是单片机。
( ) (2)在浏览单片机系列选型表时，应注意单片机中CPU对数据的处理能力和芯片内部所有包含的在资源等两个方面。
( ) (3)由于16位和32位单片机具有很多有点，因为8位单片机目前已被淘汰。
( ) 4.简答题(1)单片机有哪些特点,(2)单片机内部一般有哪些功能部件,各功能部件的作用是什么,(3)单片机主要应用领域有哪些,第二章 MCS—51单片机的结构1.填空题(1)若不使用MCS-51片内存储器引脚必须接__________。
(凌阳十六位单片机原理及应用)第1章单片机概述
智能化
单片机集成越来越多的AI算法 和功能，实现智能化控制和处 理。
网络化
单片机集成网络接口，实现远 程控制和数据传输。
单片机的发展前景
01
02
03
04
物联网应用
随着物联网技术的不断发展， 单片机在智能家居、智能农业
等领域的应用前景广阔。
人工智能
单片机在人工智能领域的应用 将逐渐增多，如机器人控制、
01
02
03
串行通信接口
实现单片机与其他设备间 的串行数据传输。
并行通信接口
连接单片机与并行设备， 实现高速数据传输。
可编程接口
根据需要配置为各种功能， 如模拟数字转换器(ADC)、 脉宽调制器(PWM)等。
04
单片机的软件编程
单片机的编程语言
C语言
C语言是一种通用的编程语言，适 用于各种类型的单片机编程。它 具有高效、可移植性强、可读性 好的特点。
05
单片机的开发工具
单片机的开发板
开发板是用于单片机开发的硬件平台， 提供单片机所需的各种外设接口和扩 展模块，方便开发者进行硬件调试和 程序开发。
开发板的选择需要根据具体的项目需 求和开发环境来决定，同时需要考虑 开发板的性能、扩展性、易用性和成 本等因素。
常见的开发板包括基于特定单片机的 开发板和通用型开发板，前者片机的仿真器
仿真器是用于模拟单片机运行环境的工具，可以在电脑上模拟单片机的运行过程， 方便开发者进行软件调试和测试。
仿真器可以模拟单片机的各种外设和接口，提供与实际硬件相似的运行环境，使得 开发者可以在没有实际硬件的情况下进行开发和测试。
仿真器的选择需要考虑其对目标单片机的支持、仿真速度、界面友好性和易用性等 因素。
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）1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
单片机原理及应用总结归纳课后习题参考答案1~6章
精心整理《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，控制器用于控制和ROM。
I/O1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口（32条线）⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052答：⑴8052的存储器分为6个编址空间：①片内ROM的容量为8KB，其地址为②可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为片内RAM的容量为256B，其地址为00H~FFH RAM低区，④另128B为片内RAM高区，其地址空间为⑤可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B26BCPU第31脚EA接高电平时， CPU将从片内程序存储器0000H1FFFH时，会自动转向片外程ROM的0000H单元开始执行。
CPU，低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH 这32表示，通过工作寄存器指令进行访问。
片内RAM 中的16个单元共128位中的每一位又可单独00H`7FH；对片内高区128B寻址只能用CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。
单片机原理与应用技术第一章微型计算机系统基本知识
指令系统是单片机软件系统的核心，它规定了单片机能够执行的指令集合。指 令系统包括算术指令、逻辑指令、控制指令等，每种指令都有特定的功能和操 作码。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与硬件直接相关，易于理解和编写。在单片机编程 中，汇编语言通常用于编写底层驱动程序和优化性能要求高的程序。
单片机的高级语言与编程
智能热量表
单片机可以实现热量表的自动读数和远程抄表功能。
单片机在其他领域的应用
医疗设备
单片机可以用于医疗设备 的控制和监测，如监护仪、 呼吸机等。
交通工具
单片机可以用于车辆的控 制系统和安全监测系统， 如汽车电子、轨道交通等。
物流行业
单片机可以用于物流设备 的控制和监测，如智能仓 储、智能物流等。
02
单片机的基本知识
单片机的定义与特点
总结词：概述
详细描述：单片机是一种集成电路芯片，它集成了中央处理器、存储器、输入输 出接口等计算机主要部件的功能，具有体积小、功耗低、可靠性高、价格便宜等 特点。
单片机的分类与选型
总结词
分类与选型
详细描述
根据不同的分类标准，单片机可以分为多种类型。按位数可分为4位、8位、16位和32位单片机；按结构可分为 CISC和RISC单片机；按指令集可分为冯诺依曼和哈弗结构单片机。在选型时，需要根据实际需求和应用场景选 择合适的单片机，考虑其性能、功能、成本等因素。
单片机的存储器
程序存储器
用于存储程序代码，如ROM、 EPROM、Flash等。
数据存储器
用于存储程序执行过程中的数 据，如RAM。
特殊功能寄存器
用于控制单片机各部分的工作 状态和参数设置。
存储器组织
根据不同需求，单片机内部存储 器可以分为不同的区域，如程序 存储器、数据存储器、堆栈等。
单片机原理与应用综合题库
单片机原理与应用综合题库单片机原理与应用题库1（一）第一章单片机详述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。
1.4、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）：高性能单片机阶段。
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？请问：单片机根据其基本操作处置的位数可以分成：1十一位单片机、4十一位单片机、8十一位单片机、16十一位单片机和32十一位单片机。
1.6mcs-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别就是什么？请问：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就是在8031的基础上，片内又内置存有4kbrom，做为程序存储器，就是1个程序不少于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。
1.7mcs-51系列单片机与80c51系列单片机的优劣点就是什么？答：共同点为它们的指令系统相互兼容。
不同点在于mcs-51是基本型，而80c51采用cmos工艺，功耗很低，有两种掉电工作方式，一种是cpu停止工作，其它部分仍继续工作；另一种是，除片内ram继续保持数据外，其它部分都停止工作。
最新新编单片机原理及应用 汪贵平 1_第1章 单片机概述新教学讲义PPT课件
半影指有部分光源的光照到的区域。
4．光速：光在真空中的转播速度为 c=3.00×108m/s。
⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能 超过c。
⑵近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度 （10-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s， 甚至停止运动。
7．光的折射：光射到两种介质的界面上后从 第一种介质进入第二种介质时，传播方向 发生改变的现象。
8．折射率：光从真空射向介质时，入射角正弦 和折射角正弦的比值叫这种介质的折射率， （n nss相iinn ri对较光大疏）介。质（n相对较小）、光密介质
2.按照存储器结构分类
图1-2 冯·诺依曼结构
2.按照存储器结构分类
图1-3 哈佛结构
3.按生产厂家分类
1)Intel公司：MCS-51和MCS-96系列。 2)Atmel公司：AVR系列、AT系列。 3)Winbond公司：W77系列、W78系列。 4)SST公司：SST系列。 5)NXP公司：P89系列、LPC系列。 6)Motorola公司：68HCXX系列。 7)Microchip公司：16C5X/6X/7X/8X系列。 8)Texas公司：MSP430FXX系列。 9)诸多公司的32位ARM系列，但其具有更多的嵌入式微处理器的特征。
3.问答题
(1)什么是嵌入式系统？ (2)什么是单片机？单片机的主要技术指标有哪些？ (3)单片机与微处理器在结构和使用中有什么差别？ (4)51系列单片机内部有哪些功能部件？ (5)试述ISP与IAP的区别。 (6)什么是IDE？什么是ICE？ (7)试画出典型单片机应用系统的硬件构成框图。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
汽车电控系统中的单片机应用
19
第1章 单片机基础知识概述
2. 为什么要学单片机？
• 单片机属于高新技术领域，是机电产品智能化 的重要途径，可实现产品的升级换代
• 单片机应用领域宽，单片机技能人才社会需求 广泛，具有很好的就业前景 • 单片机知识与具体专业技术相结合可产生更大 的创造力和发展潜力
20
可仿真多种MCU，如51、AVR，PIC，MSP等
可仿真许多电子元件，如阻容元件、开关、晶体管、 集成电路、液晶显示器等 可提供多种调试虚拟仪器，如示波器、信号源等
33
第1章 单片机基础知识概述
1.3.1 ISIS模块应用举例 ISIS——智能原理图输入系统
(Intelligent Schematic Input System)
28
第1章 单片机基础知识概述
仿真运行效果
29
第1章 单片机基础知识概述
1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介
30
第1章 单片机基础知识概述
1.2 单片机学习的预备知识
1、数制定义——2、10、16进制数的概念
2、数制转换——2、10、16进制数的换算 3、有符号数——2进制负数的表示方法 4、位-字节-字——2进制基本概念 5、ASCII码——字符的2进制表示方法 6、BCD码——10进制数的2进制表示方法 7、基本逻辑门电路 ——与、或、非、与非、异或
• 《单片机应用系统设计》 北京航空航天大学出版社 何立民 • 《单片机的C语言应用程序设计》 北京航空航天大学出版社 马忠梅
2
课程考核方式
• • • • 随机点名5次 作业4次 测试2次 闭卷考试 10% 10% 20% 60%
3
第1章 单片机基础知识概述
教材介绍 第1章 单片机基础知识概述 第2章 MCS-51单片机结构及原理 第3章 单片机的汇编语言与程序设计 第4章 单片机的C51语言 第5章 单片机的中断系统 第6章 单片机的定时器/计数器 第7章 单片机的串行通信技术 第8章 单片机接口技术 第9章 单片机应用系统的设计与开发 附录 实验指导
44
第1章 单片机基础知识概述
（2）绘制电路原理图
45
第1章 单片机基础知识概述
（3）输入单片机汇编程序
46
第1章 单片机基础知识概述
（4）进行源代码调试
47
第1章 单片机基础知识概述
（5）仿真运行
48
第1章 单片机基础知识概述
1.3.2 ARES模块应用举例 ARES——高级布线与编辑软件 (Advanced Routing and Editing Softwae) PCB布局布线 设计输出
单片机应用实例:
• 行走 • 侧翻 • 六足行走 • 飞思卡尔智能车
21
第1章 单片机基础知识概述
3、怎样学习单片机
教学目标——掌握单片机原理与应用系统设计技能 需要具备——单片机硬件、软件、接口、开发工具 四方面知识
硬件系统
软件系统
接口系统 开发工具
各组成部分既相对独立，又相互交叉
22
第1章 单片机基础知识概述
音频信号 输出
40
第1章 单片机基础知识概述
数字时钟信号激励源
数字时钟 信号输出
41
第1章 单片机基础知识概述
单片机汇编程序编译调试
42
第1章 单片机基础知识概述
应用举例 要求：完成一个计数显示器的电路原理设计、汇编软件调试 以及动态仿真运行三项任务。
43
第1章 单片机基础知识概述
（1）启动ISIS
暂停时，使用Virtual Instruments 按钮，可显示元件参数信息
37
可利用线路探针进行电路测量
第1章 单片机基础知识概述
虚拟示波器
38
第1章 单片机基础知识概述
虚拟信号发生器
信号发生器 参数设置
调幅信号 输出
39
第1章 单片机基础知识概述
音频信号激励源
使用Windows WAV 文件作为输入文件。结合音频分析 图表，可以听到电路对音频信号处理后的声音。
演示1 交通灯控制仪
58
第1章 单片机基础知识概述
演示2 简易型计算器
59
第1章 单片机基础知识概述
本章小结
1.单片机是将通用微计算机基本功能部件集成在一块 芯片上构成的一种专用微计算机系统。 2.单片机的发展趋势是高集成度、高性能、高性价比、 低功耗，51内核单片机仍然是目前主流机型。 3.不同数制转换和基本逻辑门电路是学习单片机的重 要基础知识。 4. Proteus和Keil C是学习单片机编程的两个重要软件 工具。
49
第1章 单片机基础知识概述
50
第1章 单片机基础知识概述
应用举例 要求：在前述计数显示器电路设计与仿真基础上完成PCB 设计，并生成制版所需的CADCAM文件。
51
第1章 单片机基础知识概述
（1）启动ARES
52
第1章 单片机基础知识概述
（2）元器件布局
自动或手动导入电路元器件
53
第1章 单片机基础知识概述
Conroe II
11
第1章 单片机基础知识概述
个人计算机（Personal Computer）
CPU+存储器+主板+显卡+声卡+网卡+显示器+鼠标+键盘… 基本功能部件
接口部件
外部设备
支持它的软件五花八门，应有尽有
12
第1章 单片机基础知识概述
分支二：嵌入式计算机系统 （Embedded Computer System）
单片机应用技术
授 课:陈 岱 联系方式 : chend@
办 公 室 : 计A-316
参考资料:
• 《单片机原理及应用-基于Proteus和Keil C》 电子工业出版社 林立
• 《单片机原理及应用》 人民邮电出版社 杨恢先
• 《MCS-51系列单片机系统及其应用》 高等教育出版社 蔡美琴
第1章 单片机基础知识概述
单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用软件。
单片机实验箱
26
第1章 单片机基础知识概述
开发工具——PROTEUS单片机仿真软件
27
第1章 单片机基础知识概述
开发工具—— Keil集成开发环境软件
Keil C51简介
Keil C51是51单片机软件开 发的C语言和汇编语言环境，可 以进行纯软件仿真；也可以与 Proteus软件联合进行仿真。
17
第1章 单片机基础知识概述
单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗
单片机（SCM）→微控制器（Micro Controller Unit）
Single Chip Microcomputer
Micro Controller Unit
8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。
18
第1章 单片机基础知识概述
4
第1章 单片机基础知识概述
单片机课程学习网站（/dpj/）
5
第1章 单片机基础知识概述
学时安排
理论教学 （32学时——课堂教学） 实验教学 （16学时—— 4次实验）
48学时
6
第1章 单片机基础知识概述
1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介
应用：SCM硬件+SCM软件+少量外围电路→嵌入式微 机系统+被控对象→微电脑控制产品 16
第1章 单片机基础知识概述
单片机的发展： 从1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、 MCS-51 （8位）和MCS-96（16位）3大系列单片机。 迄今为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系列300 多个品种的单片机产品。
数字与模拟电路原理图绘制 数字与模拟电路仿真运行 单片机汇编程序编译调试
34
第1章 单片机基础知识概述
数字与模拟电路原理图绘制
单片机系统原理图
35
第1章 单片机基础知识概述
测频电路原理图
36
第1章 单片机基础知识概述 探针实时显示 电压/电流值
数字与模拟电路仿真运行
利用不同颜色电路连线显示相应电压 利用箭头显示电流方向
10
第1章 单片机基础知识概述
分支一：通用微型计算机系统
（Universal microComputer System ）
UCS——为满足众多普通应用场合需要而发展的一类 个人计算机系统 技术要求: 高速计算 + 海量存储
发展方向: CPU速度不断提升，存储容量不断扩大
386 486
Pentium Ⅳ Pentium
60
作业：
• P16 • 1、3、5、6、7
61
31
第1章 单片机基础知识概述
1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识
1.3 Proteus应用简介
32
第1章 单片机基础知识概述
Proteus是电路分析与实物仿真软件（ISIS和ARES） 英国Labcenter Electronics Ltd. 开发 提供原理图绘制、单片机系统仿真与PCB设计等功 能
ECS——能嵌入到对象体系中，以实现对象体系智能化为目的的一类专 用计算机系统
技术要求：必须满足对象体系的物理、电气和环 境以及产品成本等要求 发展方向: 与对象系统密切相关的嵌入性能、控制 能力与控制可靠性
13
第1章 单片机基础知识概述
工业计算机（Industrial Personal Computer） PC→ 电气加固、机械加固，并配置各种接口板卡 → IPC（工控机）→ 嵌入到大型对象系统中（实现智能化）