新编单片机原理与应用(第二版)潘永雄 第二章
单片机原理及应用教程(第2版)各章习题参考答案
3．简答题 (1) 单片机与微处理器的联系与区别： 微型计算机技术形成了两大分支：微处理器(MPU)和微控制器(MCU，即单片机)。
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单片机原理及应用教程(第 2 版)
MPU是微型计算机的核心部件，它的性质决定了微型计算机的性能。通用型的计算机 已从早期的数值计算、数据处理发展到当今的人工智能阶段，它不仅可以处理文字、字符、 图形、图像等信息，而且还可以处理音频、视频等信息，并向多媒体、人工智能、虚拟现 实、网络通信等方向发展。它的存储容量和运算速度正在以惊人的速度发展，高性能的32 位、64位微型计算机系统正向大、中型计算机挑战。 MCU主要用于控制领域。由它构成的检测控制系统应该具有实时的、快速的外部响应 的功能，应该能迅速采集到大量数据，并在做出正确的逻辑推理和判断后实现对被控对象 参数的调整与控制。单片机直接利用了MPU 的发展成果，也发展了16 位、32 位、64 位 的机型，但它的发展方向是高性能、高可靠性、低功耗、低电压、低噪声和低成本。目前， 单片机仍然是以8 位机为主，16 位、32 位、64 位机并行发展的格局。单片机的发展主要 还是表现在其接口和性能不断满足多种多样检测对象的要求上，尤其突出表现在它的控制 功能上，用于构成各种专用的控制器和多机控制系统。 单片机与微型计算机的联系与区别： 从组成方面，微型计算机（通用机）通常将 CPU、RAM、 I/O 口、ROM 等部件以芯 片形式安装在主板上； 单片机则将上述部件被集成到单芯片中。 从功能方面，通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输；单片机的专长 则是测控，往往嵌入某个仪器/设备/系统中，使其达到智能化的效果。 (2) 集成度高、体积小；面向控制、功能强；抗干扰能力强；功耗低；使用方便；性 能价格比高；容易产品化；等等。 (3) 单片机内部一般包括中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、输 入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等。 中央处理器 CPU 是单片机的核心部件，实现运算器、控制器的功能以及中断控制等； RAM 一般作为数据存储器，用来存储数据，暂存运行期间的数据、中间结果、堆栈、位 标志和数据缓冲等；ROM 一般作为程序存储器，用于存放应用程序；并行 I/O 口，使用上 不仅可灵活地选择输入或输出，还可作为系统总线或控制信号线，从而为扩展外部存储器 和 I/O 接口提供了方便；串行 I/O 用于串行通信；定时器/计数器用于产生定时脉冲，以实 现单片机的定时控制。 (4) 由于单片机功能的飞速发展，它的应用范围日益广泛，已远远超出了计算机科学 的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人，从实现数据采集、过程控制、模糊控 制等智能系统到人类的日常生活，现已广泛应用于国民经济的各个领域，主要包括工业过 程控制、智能仪表、机电一体化产品、智能化接口、家用电器等领域。 (5) MCS-51系列；AT89系列；PIC系列；M68HC11系列；MCS-96系列；8XC196KX 系列；MSP430系列；SPCE系列；M68300系列；SH系列；TX99/TX49系列单片机等。
单片机原理及应用(徐泳龙主编)第2版课后参考答案
《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：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010 389.41：001110001001.01000001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。
单片机原理及应用第二版
第二章习题参考答案2-1 51单片机部包含哪些主要逻辑功能部件？（1）一个8位微处理器CPU。
（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。
（3）4K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）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。
（8）片振荡器及时钟发生器。
2-2MCS-51引脚中有多少I/O总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位？32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0～P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。
同时在P3口还R/W控制信号线。
I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。
像A T89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且P1口并不完整，因为P1.0和P1.1被电压比较器占用了。
2-3 51单片机的EA, ALE,PSEN信号各自功能是什么？EA：为片外程序存储器选用端,该引脚有效(低电平)时,只选用片外程序存储器,否则单片机上电或复位后选用片程序存储器。
ALE：地址锁存有效信号输出在访问片外程序存储器期间,ALE以每机器周期两次进行信号输出,其下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址;在不访问片外程序存储器期间,ALE端仍以上述频率(振荡频率f osc的1/6)出现,可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的.PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。
2-4 51系列单片机有哪些信号需要芯片引脚的第二功能方式提供?P3.0 ：PxD 串行口输入端P3.1 ：TxD串行口输出端P3.2 ：INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效P3.3 ：INT1 外部中断1请求输入端，低电平有效P3.4 ：T0 定时/计数器0技术脉冲输入端P3.5 ：T1 定时/计数器1技术脉冲输入端P3.6 ：WR 外部数据存数器写选通信信号输出端，低电平有效P3.7 ：RD 外部数据存数器读选通信信号输出端，低电平有效2-551系列单片机的程序状态字PSW中存放什么信息？其中的OV标志位在什么情况下被置位？置位是表示什么意思？●PSW是一个8位标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。
单片机原理及应用第2版课后答案1、2、3章
《单片机原理及应用》习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．3.(1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH4.5.6.7.137 119 898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。
控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。
CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。
数据总线(DB)：CPU是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的，故数据总线应为双向总线。
在CPU进行读操作时，存储单元或外设的数据信息通过数据总线传送给CPU；在CPU进行写操作时，CPU把数据通过数据总线传送给存储单元或外设9．什么是接口电路? CPU与接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备与接口电路连接一般应具有哪些信号线？CPU通过接口电路与外部输入、输出设备交换信息，一般情况下，外部设备种类、数量较多，而且各种参量（如运行速度、数据格式及物理量）也不尽相同。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2. ASCII码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
4. 不同数制之间的转换
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
• 二进制数转换成十六进制数——采用“四位合一位”法 • 十六进制数转换成二进制数——采用“一位分四位”法 • 二进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十六进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十进制整数转换成二进制整数——采用“除以2取余”法 • 十进制整数转换成十六进制整数——采用“除以16取余”法 • 十进制小数转换成二进制小数——采用“乘2取整”法
• BCD码保留了十进制的权，用四位二进制数给0～9这10个数字编码。 • BCD码种类较多，如有8421码、2421码和余3码等。 • 最常用的是 8421BCD码(以后简称BCD码)，组成它的4位二进制数码的
权分别是8、4、2、1。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
8421BCD码与十进制数的对应关系表
计算机运算基础
• 1.3.1 数制 • 1.3.2 有符号二进制数的编码 • 1.3.3 二进制编码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
1.3.1 数制
• 数制是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法 。
• 数制有很多种，在计算机中常用的数制有十进制、二进制
和十六进制。
1. 十进制
• 十六进制中共使用0～9及A～F十六个数字符号，其中A～F相当于十进制 数的10～15。
• 十六进制数一般有以下特点：
有0～9及A～F十六个数字符号，基数为16，各位的权为16n(n为整数)。
新编单片机原理与应用(潘永雄第二版)(通信本)《单片机原理与应用》本科课程实验大纲
《单片机原理与应用》本科课程实验大纲一、《单片机原理与应用》课程说明（一）课程代码：111324023（二）课程英文名称：Principles and Application of Single-chip Microcontroller（三）开课对象：通信工程专业（四）实验课程性质和任务：本课程为非独立设课。
主要是培养学生的独立分析问题和解决问题的能力，通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。
使学生加深对单片机工作原理的理解，通过初步的应用设计，使书本知识转化成学生的实践能力。
通过设计、分析与调试，使学生熟悉汇编语言程序设计的方法和技巧；掌握单片机机系统的设计方法；熟悉和掌握各种接口芯片的原理及其应用方法。
（五）实验项目名称和学时分配：（六）应配备的主要设备名称：单片机实验板、PC机（包含Wave、Proteus、Keil、Protel等相关软件）、直流稳压电源、示波器等。
（七）实验课程考核方式：1.实验报告：实验报告包括以下几个部分：实验题目、实验设备清单、实验目的要求、实验过程（包括流程图、源程序等）、实验结果、小结等。
学生需按项认真填写，实验报告成绩计入实验课考核成绩。
2.考核方式：实验操作、实验报告3.实验课考核成绩确定：实验课成绩占本课程总成绩的10% 。
实验课程成绩由两部分构成：课堂实验操作情况和实验报告完成情况。
每次实验课结束前都检查该次实验操作情况并打分，最后参照实验报告完成情况给出本次实验成绩。
二、实验课程基本要求、重点、难点1、流水灯设计实验内容：熟悉Wave软件的的使用及51单片机的ISP技术，利用实验板上的LED实现多种状态的流水灯。
实验要求：掌握单片机的最小系统及并行口的简单应用，编写控制程序设计完成多种亮灯状态。
重点和难点：实现亮灯状态的多种变化。
2、数码管动态显示程序设计实验内容：设计程序使6位LED数码管动态循环显示字符。
单片机原理及应用(第2版)课件
内部结构框图：
三、外部引脚及说明
四、总线图
2.2 CPU
微处理器又称为CPU，是单片机内部的核 心部件，它决定了单片机的重要功能特 性。它由运算器和控制器两大部分组成。
对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。
有关的寄存器
• • • • • • • 累加器ACC 寄存器B 程序状态字PSW（P34） 布尔处理器C 程序计数器PC 数据指针DPTR 堆栈指针SP
一、数据传送类
• 共29条。 • 按其操作方式，又可把它们分为三种： 数据传送、数据交换和栈操作。 • 助记符：MOV、MOVX、MOVC、 • XCH、XCHD、SWAP、 • PUSH、POP。
应用举例：
• 1、把片内RAM6AH单元内容传送到片 外RAM300H单元。 • 2、把片外I/O口2000H数据读入片内 RAM40H单元。 • 3、把片外I/O口2000H数据读入片外 RAM4000H单元。
应用举例：
• 1、将片内RAM40H和41H单元内容相加， 结果放42H。 • 2、将片外RAM2000H和2001H单元两 BCD码内容相加，结果放2002H。 • 3、试编写计算1234H+0FE7H的程序， 将和的高8位存入片内RAM41H，低8位 存入40H。
• 4、把上例中的加法运算改为减法，其他要求 相同 。 • 5、设被加数存入片内RAM30H～32H单元中， 加数存入片内RAM40H～42H，低位在前，高 位在后，各单元中均为压缩的BCD码。将结 果之和分别存入50H～52H单元中。 • 6、把R1R0和R3R2中的两个4位BCD码数相加， 结果送R5R4中，如有进位存入进位位C中。
• 有机结合的整体 • 硬件是基础 • 软件是灵魂 • 4、位 • 字节、半字节 • 字、双字
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2×8 位 6
/
/
1× 12 位
3
1/2× 13 位
2/6
/
/
3× 16 位
15
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
表 1-2
公司 型号 片内ROM 片内RAM 中断源 串行口
A/D PWM输出 Watchdog
定时器 计数器 高速I/O DMA
Thmson 682000
4KB 256K
15 异/同步
无
借用通用 计数器
3×16 无 无
16 位单片机性能表
Intel MCS-96
8KB 232B
8 异步 8×10位 有
NS BPC16040
4KB 256B
8 异步 无 有
有
有
2×16 HSIO
无
8×16 有 无
NEC 783XX
8KB 256B
15 异步 4×8位
有
有
2×16 有
8个宏通道
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
串行 口 /
U R AT U R AT 2URA
T U A RT
/
1SCI 1SPI
U A RT
/
U A RT
U A RT
U A RT
U A RT
定时器/ 中
计数器 断
1× 8
2
2× 16 5/6
3× 16
7
3×16 15
3× 16 位
2
1× 8 位 1/4
16 位 3-
IC5-
20
O C ，RT I
1.3 单片机的应用领域
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表 的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化 了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪 表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能 传感器等。
单片机原理及应用(第2版)第2章
第二节 数据传送指令
数据传送指令的功能是将数据从源送到目标， 源可以是立即数、寄存器、寄存器间接地址，片 外存储器或片外存储器间接地址。目标也可以是 寄存器、寄存器间接地址，片外存储器或片外存 储器间接地址。
一、源是立即数的传送指令
源(立即数）
目标(寄存器或寄存器间接地址)
JNB bit,rel 以指定的位单元内容是否等于0 为条件,决定是否转移。
JBC bit,rel 以指定的位单元内容是否等于 1为条件，决定是否转移，若条件不满足，继续 顺序执行下一条指令。与JB bit,rel的区别是 返能回同本章时首将页 位单元内容清零。
2020/9/22
（rel必须用补码以示正负）
散转指令
JMP @A+DPTR
散转指令的转移目标地址为A+DPTR。
2020/9/22
二、条件转移指令
零条件转移指令 JZ rel
A为0转移。
比较转移指令
JNZ rel
A非0转移。
CJNE A,direct,rel
CJNE A,#data,rel
CJNE Rn,#data,rel
。有了以上指令，要进行这些操作，就比较方便。
二.对具有位地址的空间进行操作的指令
CLR
bit
SET
bit
CPL
bit
ANL
C，bit
ORL
C，bit
2020/9/22
三、位控制转移指令
JC rel 。
进位位CY等1作为是否转移的条件
JNC rel 。
以进位位CY等0作为是否转移的条件
JB bit,rel 以指定的位单元内容是否等 于1为条件,决定是否转移。
单片机原理及应用(第二版)课后答案
作业答案0-1绪论1．单片机是把组成微型计算机的各功能部件即（微处理器（CPU））、（存储器（ROM 和RAM））、（总线）、（定时器/计数器）、（输入/输出接口（I/O口））及（中断系统）等部件集成在一块芯片上的微型计算机。
2．什么叫单片机？其主要特点有哪些？解：将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机，称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机的特点：可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。
第1章MCS-51单片机的结构与原理15. MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线？它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系？其地址总线和数据总线各有多少位？对外可寻址的地址空间有多大？解：MCS-51系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位双向口，共占32根引脚。
每个端口都包括一个锁存器（即专用寄存器P0～P3）、一个输入驱动器和输入缓冲器。
通常把4个端口称为P0～P3。
在无片外扩展的存储器的系统中，这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口使用。
在具有片外扩展存储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
MCS-51系列单片机数据总线为8位，地址总线为16位，对外可寻址空间为64KB。
25. 开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器（R0-R n）？它们的地址是什么？CPU如何确定和改变当前工作寄存器组（R0-R n）？解：开机复位后，CPU使用的是第０组工作寄存器。
它们的地址是00H－07H。
CPU通过对程序状态字PSW中RS1和RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。
27. MCS-51单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何定义的？当主频为12MHz的时候，一个机器周期是多长时间？执行一条最长的指令需要多长时间？解：时钟周期又称为振荡周期，由单片机内部振荡电路OSC产生，定义为OSC时钟频率的倒数。
单片机原理和应用_第二版_课后习题答案2
第1章单片机概述参考答案1．答：微控制器，嵌入式控制器2．答：CPU、存储器、I/O口、总线3．答：C4．答：B5．答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。
目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。
嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。
与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。
而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。
为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
6．答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。
7．答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
8．答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。
9．单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。
单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。
DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。
由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。
单片机原理及应用第二版答案
单片机原理及应用第二版答案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，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对单片机的原理及应用进行详细介绍，帮助读者更好地理解和应用单片机技术。
首先，单片机的原理是基于微处理器的工作原理。
微处理器是单片机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
单片机通过外部连接的存储器来存储程序和数据，通过输入/输出端口与外部设备进行通信。
单片机的工作原理可以简单概括为接收输入信号、进行处理、产生输出信号的过程。
在单片机的应用方面，它可以用于各种电子设备中，如家用电器、工业控制、通信设备等。
单片机可以实现各种功能，如控制、监测、通信、显示等，极大地丰富了电子产品的功能和性能。
同时，单片机的应用也在不断拓展，随着技术的发展，单片机在智能家居、物联网、人工智能等领域都有着广泛的应用前景。
在单片机的学习和应用过程中，需要掌握一定的知识和技能。
首先，要了解单片机的基本结构和工作原理，包括微处理器、存储器、输入/输出端口等的功能和连接方式。
其次，需要学习单片机的编程技术，掌握编程语言和开发工具的使用，能够编写程序实现所需的功能。
最后，要具备单片机系统设计和应用调试的能力，能够根据实际需求设计单片机系统，并进行调试和优化。
总的来说，单片机作为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，在各种电子设备中有着广泛的应用。
通过学习和掌握单片机的原理和应用技术，可以更好地理解和应用单片机技术，为电子产品的设计和开发提供强大的支持。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解和应用单片机技术，为相关领域的学习和工作提供帮助。
单片机原理及应用——C51编程 Proteus仿真(第二版)
作者简介
作者简介
张毅刚，哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院自动化测试与控制系教授，国家精品课、国家精品资源共 享课、中国大学MOOC《单片机原理》课程负责人，中国高等教育学会仪器科学及测控技术专业委员会副主任。
赵光权，男，汉族，工学博士，哈尔滨工业大学电子与信息工程学院副教授，硕士生导师。 张京超，男，1984年生，哈尔滨工业大学电子与信息工程学院副研究员，硕士生导师。研究方向为基于稀疏 先验的采样理论及优化方法，高过载条件下的试验测试技术，雷达回波信号实时仿真技术。
教材目录
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（注：目录排版顺序为从左列至右列）
教学资源
教学资源
《单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真（第二版）》的数字课程与纸质教材一体化设计。数字课程 涵盖数字课程介绍、该书全部12章内容的电子讲稿（PPT文件）、案例运行文件的50个文件夹，书中所有案例 的.dsn文件及.hex文件，两个可执行的视频多媒体文件、PROTEUS整体功能介绍，PROTEUS的ISIS与ARES演示 （视频），以流水灯设计为例，介绍了在Proteus下如何进行电路原理图设计、软件编程调试的实际操作以及印 制板图的绘制操作，介绍Proteus V8版本的PPT文件，对新版本V8与先前版本在功能上的改进进行了说明等板 块。
该书共15章，介绍了美国ATMEL公司的AT89S51/AT89S52单片机片内硬件资源及工作原理，采用C51语言编程、 虚拟仿真平台Proteus作为设计与开发工具来对案例进行仿真与验证。从应用角度出发，重点介绍了单片机应用 的各种技术实现，如信息的显示与输入、中断、定时/计数、串行通信、模数与数模转换以及系统的并行与串行扩 展等。此外还简要介绍了C51编程基础以及先进的开发工具Proteus与Keil μVision3的使用。结合各种应用， 书中给出的较多典型案例设计可为读者的应用设计提供参考与借鉴。
新编单片机原理与应用(潘永雄第二版)单片机原理与应用授课计划(理论)2012
50
十一
6.1开关信号的输入/输出方式
6.2 I/O资源及扩展
2
2
52
6.2 I/O资源及扩展
6.3简单显示驱动电路
2
2
54
十二
6.4 LED数码管及其显示驱动电路一
2
2
56
6.4 LED数码管及其显示驱动电路二
2
2
58
实验八数码管显示实验
2
60
十三
6.5 LCD显示器及其驱动电路一
2Hale Waihona Puke 2626.5 LCD显示器及其驱动电路二
2
2
64
第3页
学期授课计划
（2012—2013学年第1学期）
周
期
课程内容
时间分配
需要课时
累
计
课
时
备注
讲授
案例教学
大型作业
实验
十四
实验九LCD1602液晶显示实验
2
66
6.6键盘电路一
2
2
68
6.6键盘电路二
2
2
70
十五
实验十键盘控制实验
2
72
6.7并行接口及应用实例
6.8光电藕合器件接口电路
6.9单片机与继电器接口电路
1.2计算机的寻址方式
1.3单片机及其发展概况
2
2
2
实验一开发板功能简介接线方法与驱动安装
烧写软件的安装、使用方法
2
2
4
二
实验二K软件安装、使用方法
2
2
6
2.1增强型MCS-51单片机性能综述
2.2内部结构和引脚功能
单片机原理与应用(高教版第二版)教学大纲
《单片机原理与应用》教学大纲一、课程名称单片机原理与应用二、教材名称单片机原理与应用第二版（电子与信息技术专业）（高等教育出版社）三、课程性质与任务课程性质：单片机是微型计算机应用技术的一个重要分支，近年来在工业智能仪器仪表、光机电设备、自动检测、信息处理、自动控制等领域得到广泛应用和迅速发展。
单片机技术是广泛应用于各个领域的有关测量与控制的一门重要的专业课程，是实现现代控制的必不可少的工具与手段，是电子与信息技术专业的一门必修课，是专业技能的重要组成部分。
本大纲可作为日常授课的教学参考。
课程的任务：它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。
本课程的任务是使学生了解单片机的相关知识，掌握MCS-51系列单片机基本结构组成，掌握基本指令系统、熟悉单片机程序设计方法，熟悉单片机硬件系统的扩展方法和技巧，掌握单片机系统的开发调试。
培养学生理论联系实际和分析解决一般性技术问题的能力学完本课程后应达到以下要求：（1）掌握单片机组成及工作原理。
（2）掌握单片机基本指令系统。
（3）掌握常用程序的设计方法和技巧。
（4）熟悉单片机硬件系统的扩展。
（5）掌握单片机系统的开发调试。
四、课程教学目标1、知识目标（1）熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够较熟练地设计常用的汇编语言源程序；（2）掌握单片机的接口技术，熟悉常用的外围接口芯片及典型电路。
（3）熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力。
（4）能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法。
2、能力目标初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
五、教学内容、要求及建议补充知识微机基础知识(一)教学目的熟悉微处理器、微型机和单片机的概念及组成。
掌握计算中常用数制及数制间的转换，了解BCD码和ASCII码。
熟悉数据在计算机中的表示方法。
（二）教学重点与难点重点：计算中常用数制及数制间的转换。
单片机原理及应用（高教第二版）第2章参考答案及解析
第2章 AT89S51单片机的硬件结构参考答案及解析：1．答：P16 A T89S51单片机的片内都集成了如下功能部件；（1）1个8位微处理器（CPU ）；（2）数据存储器（128B RAM ）；（3）程序存储器(4KB Flash ROM)；（4）4个8位可编程并行I/O 口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1个全双工的异步串行口；（6）2个可编程的16位定时器/计数器；（7）1个看门狗定时器；（8）一个中断系统，5个中断源，、5个中断向量；（9）特殊功能寄存器（SFR ）26个；（10）低功耗节电模式有空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式；（11）3个程序加密锁定位2．答：当EA 脚为高电平时，单片机读片内程序存储器（4K 字节Flash ）中的内容，但在PC 值超过0FFFH （即超出4K 字节地址范围）时，将自动转向读外部程序存储器内的程序当EA 脚为低电平时，单片机只对外部程序存储器的地址为0000H ～FFFFH 中的内容进行读操作，单片机不理会片内的4K 字节的Flash 程序存储器。
3．答：2µs解析：P35 机器周期s M f T osc cyμ 26/12/12===4．答：1个机器周期等于12个时钟振荡周期。
解析：P35 机器周期,/12osc cyf T =时钟周期osc osc f T /1=，故1个机器周期等于12个时钟振荡周期。
5. 答：P93 表5-2 64K 程序存储器空间中有5个特殊单元分别对应于5个中断源的中断服务程序入口地址，见下表：表 5个中断源的中断入口地址6. 答：28H ；88H 。
解析：P28 表2-5 中位地址40H 所在字节地址为28H ，P25 表2-4中TCON 寄存器位地址88H-8FH ，所在字节地址为88H 7．答：50H ；88H 。
解析：P28 表2-5 中字节地址2AH 其位地址为50H-57H ，故最低位位地址为50HP25 表2-4中TCON寄存器位地址88H-8FH，故最低位位地址为88H8．答：P标志位的值为0。
单片机原理及应用潘永雄
单片机原理及应用潘永雄单片机（Microcontroller）是一种在单一集成电路芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM和ROM）、输入/输出接口（I/O）和时钟等基本电子元件的微型计算机系统。
它常用于嵌入式系统中，具有体积小、功耗低、成本低、易于编程的特点，广泛应用于消费电子产品、家电、汽车电子、医疗设备等领域。
单片机的工作原理可简单概括为：分为取指令、解码指令、执行指令三个阶段。
首先，单片机从存储器中取出指令，存储器中包含了程序的指令集，通常是R O M（只读存储器）或者闪存。
然后，单片机对指令进行解码，根据指令的类型和操作码来确定执行的动作。
最后，单片机执行指令，完成相应的计算和操作，并将结果存储在寄存器或者内存中。
单片机有许多应用领域，以下列举几个常见的应用：1.家电控制：单片机可以用于空调、洗衣机、电冰箱等家电的控制和管理，通过读取传感器数据，控制相关的电路和设备，实现温度调节、定时启动等功能。
2.汽车电子系统：单片机在汽车电子设备中被广泛应用，如发动机管理系统（E M S）、防抱死刹车系统（A B S）、车载娱乐系统等。
通过读取传感器数据，单片机可以对发动机工作进行控制和优化，提高燃油效率和安全性能。
3.工控系统：单片机在工业自动化领域中扮演着重要角色，可用于控制生产线、仪器仪表、机械设备等。
通过采集和处理传感器数据，进行控制和管理，改善生产效率和产品质量。
4.电子玩具：单片机广泛应用于电子游戏机、遥控玩具等儿童玩具产品中，通过编程和交互设计，实现声音、图像、动作等多种功能，提供更好的游戏体验和娱乐效果。
5.医疗设备：单片机在医疗设备中也有诸多应用，如心电图机、血压监测仪、呼吸机等。
通过采集和处理生理信号，控制和管理设备，为患者的诊断和治疗提供有力支持。
总结来说，单片机是一种集成了处理器、存储器、I/O接口等基本元件的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低、易于编程的优点，广泛应用于消费电子、家电、汽车电子、医疗设备等领域。
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‹#›
2.2 内部结构和引脚功能
2.2.1 内部结构 增强型MCS-51芯片由一个8位通用中央处理器(CPU)、程 序存储器、随机读写数据存储器及常用外设电路等部件组成， 其内部结构如图2-1所示。其中，8位通用CPU的内部结构与第1 章介绍的CPU内部结构相同，由算术/逻辑运算单元ALU、累加
器Acc、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、寄存器B、程序
128 256 256 256＋ 256
2 3 3
√ √ √
6 6 6
2 2 2
4 4 4
√ √ √
√ √ √
32 32 32
12 12 12
√ √ √
24 24 24
AT89S52 AT89Snd
78E58B 78E516B 77E58 77E516 77E532
‹#›
增强型MCS-51及其兼容芯片主要包括Intel公司的8XC52
/54/58系列，Philips公司的P8XC52/54/58系列，Atmel公司的
AT89S51/52/53系列(但Atmel公司的AT8XC5X系列采用标准 MCS-51内核)以及Winbond公司的W78E系列等——简称8XC5X 系列芯片。此外，2000年后Philips、Atmel公司又相继推出“6 时钟/机器周期”的P8XC52X2/8XC54X2/8XC58X2和TS
‹#›
将一些基本的、常用的外围电路，如振荡器、定时/计数器、
串行通信接口电路、中断控制器、I/O接口电路等与CPU内核集 成在同一芯片内是单片机芯片的又一特征。增强型MCS-51芯片 内部集成有三个16位定时/计数器，可以管理六个中断源的中断 控制器(具有四个优先级)，可用于串行通信或I/O口扩展的增强 型全双工串行口UART(通用异步收发器)、片内振荡器及时钟电 路。
32 ERAM 64 32 64 256＋ 1 KB
3
√
6/8 2/4
2
—
— 32/36 12
√
40
注： 具 3 √ 6/8 2/4 2 √ √ 32/36 4 √ 25 有双 串口
128 ERAM
‹#›
由表2-1可见，在这几个品牌中，就功能、性能而言Atmel
TS8XC5XX2系列最高，Philips、Winbond次之，Intel最低。 Atmel公司的AT89S5X系列的最大优点是支持ISP编程并内 置了硬件看门狗计数器，该系列中的AT89S53芯片还集成了SPI 总线接口部件。
EPROM(OTP)
定时器
中断资源
低
T2 EMI(
片 内 定 时 计 数 器
RAM /
双 看 门 狗
(WDT) DPTR
型 号 列
容 量
中 断 源
外 中 断 源
优 先 级
可 禁 止 输 出
引 脚 数
时 钟 机 器 周 期
可 编 程 时 钟 输 出
工 作 频 率
/MHz(5.0 V)
工 作 频 率
/MHz(2.7
工 作 频 率
/MHz(2.7
T2
I/O
/
RAM
Flash ROM
/
～
TS80C54X2 16
Atmel TS8XC5XX2
TS80C58X2 32 TS87C54X2 — TS87C58X2 — TS89C51X2 — TS89C52X2 — TS89C54X2 — TS89C58X2 —
ROM
(WDT)
存储器芯片扩展系统的程序存储器，构成外部程序存储器(最大
容量为64 KB，但目前已很少扩展外部程序存储器)；
‹#›
当片内RAM容量不够时，可通过I/O口接6264、62256等随机读/
写静态存储器芯片，构成外部数据存储器(常称为外部RAM， 最大容量为64 KB)。在MCS-51芯片中，P0口、P2口可作为一 般的I/O引脚使用，当需要在扩展外部存储器时，P0口将作为低 8位地址总线(A7～A0)/数据总线(D7～D0)使用，P2口将作为高 8位地址总线(A15～A8)使用。
I/O
/
Flash ROM
ROM
ALE
～
5.5 V)
/B
)
80C32
Intel 8XC5X
— 8 — 16 — 32 —
— — 8 — 16 — 32
— — — — — — —
256 256 256 256 256 256 256
3 3 3 3 3 3 3
— — — — — — —
6 6 6 6 6 6 6
5.5 V)
/B
)
— — 16 32 — — — —
— — — — 4 8 16 32
256 256 256 256 128 256 256 256
√ √ √ √ √ √ √ √
6 6 6 6 6 6 6 6
4 4 4 4 4 4 4 4
√ √ √ √ √ √ √ √
2
12/6 √ 40/30 30/20
Philips P8XC5XX2
P80C54X2 P80C58X2 P87C51X2 P87C52X2 P87C54X2 P87C58X2 P89C51X2 P89C52X2 P89C54X2 P89C58X2
‹#› 续表二
片内程序存储 器类型及容量 /KB
EPROM(OTP)
低
EMI(
定时器
中断资源
2 2 2 2 2 2 2
4 4 4 4 4 4 4
— — — — — — —
√ √ √ √ √ √ √
32 32 32 32 32 32 32
12 12 12 12 12 12 12
√ √ √ √ √ √ √
33 33 33 33 33 33 33
— — — — — — —
80C52 87C52 80C54 87C54 80C58 87C58
片的内部结构、工作原理以及典型应用实例后，将非常容易理
解和使用其他系列(如NEC、Motorola、MicroChip等)的单片机 芯片。
‹#›
考虑到标准MCS-51内核单片机芯片(如8031/32、8051/52、
8751/52等芯片)已停产，目前主流MCS-51及其兼容芯片均以增 强型MCS-51作内核。因此，本章将详细介绍8XC5X、 8XC5XX2芯片的内部结构、引脚功能以及典型应用实例。
计数器(指令指针)PC、指令寄存器IR及暂存器等部件组成，是 增强型MCS-51 CPU的核心。
‹#›
图2-1 增强型MCS-51芯片内部结构
‹#›
单片机芯片的主要特征是将不同种类、不同容量的存储器
与CPU内核集成在同一芯片内，8XC5X系列芯片内部就集成了 不同容量(4～32 KB)的掩模ROM、OTP ROM或Flash ROM作为 程序存储器(常称为片内程序存储器)，此外还集成了128～ 256 B随机读/写存储器作为数据存储器(常称为内部RAM)。在 该系列芯片的使用过程中，当片内程序存储器容量不够时，可 通过I/O口接OTP ROM(如2764、27128、27512)或Flash ROM等
12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33 33
6 16 16 16 16 16 16 16 16 16 — — — —
Philips P8XC5X
‹#›
续表一
P80C31X2 P80C32X2 P80C51X2 P80C52X2 — — 4 8 16 32 — — — — — — — — — — — — — — 4 8 16 32 — — — — — — — — — — — — — — 4 8 16 32 128 256 128 256 256 256 128 256 256 256 128 256 256 256 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 — — — — — — — — — — — — — — 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 12/6 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/30 16 33/20 — 33/20 — 33/20 — 33/20 —
‹#›
第2章 增强型MCS-51单片机
2.1 增强型MCS-51单片机性能综述
2.2 内部结构和引脚功能 2.3 输入/输出(I/O)口 2.4 存储器系统及访问方式 2.5 MCS-51外部存储器的连接
2.6 操作时序
2.7 复位及复位电路 2.8 节电运行状态和掉电运行状态 习题2
32 12/6 √ 40/30 30/20 32 12/6 √ 40/30 30/20 32 12/6 √ 40/30 30/20 32 12/6 √ 33/20 32 12/6 √ 33/20 32 12/6 √ 33/20 32 12/6 √ 33/20
‹#›
续表二
AT89S51
Atmel
4 8 12 8 16
/