单片机课件(经典)
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单片机完整 ppt课件
1
5
Intel MCS-52 子系列
8032 8052 80C32 80C52
8752
87C52
256 字节
(8K字节) (8K字节)
3x16
4x8位
1
6
ATEML
1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K) （20条引脚DIP封装）
128
2
15
1
5
89C系列
(常用型)
89C51(4K)/ 89C52(8K) （40条引脚DIP封装）
S1 S2 S3 S4 S5 S6
P1
P2
ALE
读操作码
空读
1．程序计数器PC(Program Counter) 一个16位的公用存放器，用来存放下一
条指令的地址。它具有自动加1的功能。 特点：
▼它是16位的按机器周期自动加1计数器 ▼总指向下一条指令所在首地址(当前PC值)
▼一切分支/跳转/调用/中断/复位 等操作 的本质就是:改动 PC 值
2．指令存放器 一个8位的存放器，用于暂存待执行的
有内部和外部两种时钟产生方式。 单片机的消费工艺不同，接法也不同。
在XTALl和XTAL2两端接晶体或 陶瓷谐振器，与内部反向器构成稳 定的自激振荡器。
参数选取：C1、C2起稳定振荡 频率，快速起振的作用。
外接晶振时：Cl和C2选择10～30pF 外接陶瓷谐振器时： Cl和C2的典型值约为 40±10pF。 振荡频率范围普通是1.2MHz～12MHz，有的 可达40MHz。
分别占据83H和82H两个地址。
5. 定时控制部件与时序
功能：在规定的时辰发出各种操作所需的全部 内部和外部的控制信号，协调各功能元件任务， 完成指令所规定的功能。
《单片机》PPT课件
（3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、 网络化系统 。
4．外围电路内装化
器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成 在片内－－系统的单片化。
第二十五页，共34页。
5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、
外围电路内装化方向发展。
1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各
第四页，共34页。
先修课程：
数字逻辑电路 计算机组成原理 接口技术 汇编语言
课程性质：
应用型课程
第五页，共34页。
预备知识
• 电平特性 • 2进制与16进制的表示及转换 • 二进制数的逻辑运算 • 8051单片机介绍
第六页，共34页。
关于电平特性
• 数字电路中只有两种电平：高和低 • （本课程中）定义单片机为TTL电平：
第十九页，共34页。
（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。
第二十页，共34页。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段: 第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片的
个领域。
使用温度：
民品： 0°C —+70°C 工业品： -40°C —+85°C
军品： -65°C —+125°C。
第二十六页，共34页。
在下述的各个领域广泛的应用：
1. 工业自动化
2. 智能仪器仪表 3．消费类电子产品 4. 通讯
5．武器装备
6．终端及外部设备控制 7．多机分布式系统
4．外围电路内装化
器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成 在片内－－系统的单片化。
第二十五页，共34页。
5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、
外围电路内装化方向发展。
1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各
第四页，共34页。
先修课程：
数字逻辑电路 计算机组成原理 接口技术 汇编语言
课程性质：
应用型课程
第五页，共34页。
预备知识
• 电平特性 • 2进制与16进制的表示及转换 • 二进制数的逻辑运算 • 8051单片机介绍
第六页，共34页。
关于电平特性
• 数字电路中只有两种电平：高和低 • （本课程中）定义单片机为TTL电平：
第十九页，共34页。
（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。
第二十页，共34页。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段: 第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片的
个领域。
使用温度：
民品： 0°C —+70°C 工业品： -40°C —+85°C
军品： -65°C —+125°C。
第二十六页，共34页。
在下述的各个领域广泛的应用：
1. 工业自动化
2. 智能仪器仪表 3．消费类电子产品 4. 通讯
5．武器装备
6．终端及外部设备控制 7．多机分布式系统
单片机完整课件
调试与测试
01
02
03
04
硬件调试
通过调试器对硬件电路进行调 试，检查电路板是否正常工作
。
软件调试
通过调试器对软件程序进行调 试，检查程序是否符合设计要
求。
系统测试
将软硬件结合起来进行系统测 试，测试系统的各项功能是否
正常。
优化与改进
根据调试和测试结果，对软硬 件进行优化和改进，提高系统
性能和稳定性。
05
单片机实际应用案例
智能家居控制系统
智能家居控制系统是利用单片机 技术实现对家居设备的智能化控 制，从而提高生活便利性和舒适
度。
智能家居控制系统可以实现的功 能包括：远程控制家电、语音控
制、定时控制、能耗监测等。
单片机在智能家居控制系统中主 要负责数据处理、通信和控制逻 辑的实现，是整个系统的核心部
详细描述
在智能仪表领域，单片机可以用于实现各种智能仪表 的控制和数据采集。在工业控制领域，单片机可以用 于实现各种工业控制系统的控制和数据采集。在智能 家居领域，单片机可以用于实现各种智能家居设备的 控制和数据采集。在汽车电子领域，单片机可以用于 实现汽车电子控制系统的控制和数据采集。在医疗电 子领域，单片机可以用于实现各种医疗设备的控制和 数据采集。
详细描述
单片机是一种微控制器，它通过集成电路技术将计算机的基本功能部件集成在 一块芯片上。由于其体积小、功耗低、可靠性高等特点，单片机被广泛应用于 各种领域，如智能仪表、工业控制、智能家居等。
单片机的发展历程
总结词
单片机的发展历程可以分为四个阶段，分别是探索阶段、发展阶段、成熟阶段和智能化 阶段。
02
单片机硬件结构
中央处理器
单片机原理教程(经典)ppt课件
三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机
1）NEC单片机；
2）东芝单片机；
3）Epson单片机；
4) PIC单片机—— M icrochip公司
•最新课件
•9
第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器（Microprocessor）——微型计算机的控制和运算器部分；
微型计算机（Microcomputer）——有完整运算及控制功能的计算机，包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等；
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机，它将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通 信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型 计算机简称单片机 。
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼 结构；
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构， 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
P1口也是—个准双向I／O口，与P0口不同的是，没有多路开关MUX和控 制电路部分。输出驱动电路只有一个FET场效应管，同时内部带上拉电阻， 此电阻与电源相连。P1口可作通用双向I／O口用，而不必再外接上拉电阻。
单片机课件ppt
无线通信
01
蓝牙通信
单片机可以通过蓝牙模块实现无线通信，与手机、电脑等 设备进行数据传输。常见的蓝牙协议有蓝牙2.0、蓝牙4.0 等。
02 03
Wi-Fi通信
单片机可以通过Wi-Fi模块实现无线通信，与云端服务器 进行数据传输。常见的Wi-Fi协议有Wi-Fi 802.11n、WiFi 802.11ac等。
01
发展
随着技术的不断进步，单片机的性能不 断提高，功能不断丰富，应用领域也不 断扩大。
02
03
现状
目前，单片机已经成为嵌入式系统领 域中的重要分支，广泛应用于各个领 域。
单片机的应用领域
工业控制
智能家居
单片机被广泛应用于工业自动化控制系统 中，如过程控制、数据采集、机械臂控制 等。
单片机在智能家居领域中也得到了广泛应 用，如智能门锁、智能照明、智能空调等 。
nRF24L01无线模块
nRF24L01是一款基于FDSM技术的高性能无线收发器芯 片，工作频率范围为2.400GHz～2.525GHz，常被应用于 低功耗无线传输领域。单片机可以通过nRF24L01无线模 块实现无线数据传输。
05 单片机发展与趋 势
单片机的发展历程
起源
单片机最早起源于20世纪70年代，是一种将CPU、内存 、I/O接口等集成在一个芯片中的微型计算机。
4. 调试
通过仿真和实际硬件调试来验证 程序的正确性。
编程实例
LED闪烁
通过编程控制单片机上的 LED灯的亮灭，以实现闪 烁效果。
按键检测
通过编程检测单片机上的 按键输入，并相应地控制 输出。
定时器使用
通过编程使用单片机的定 时器功能，以实现定时控 制或时间间隔测量。
单片机ppt课件
多核单片机能够同时处理多个任务，提高设备处理速度和 响应能力。多核设计还能有效降低功耗，延长设备使用寿 命。
并行计算的应用
多核单片机适用于需要进行大量并行计算的应用场景，如 图像处理、语音识别、大数据分析等。通过多核并行处理 ，能够大大提高这些场景的处理效率。
系统集成度提升
多核单片机的发展推动了系统集成度的提升，使得更多的 功能模块可以集成到单片机的系统中，提高了设备的整体 性能和稳定性。
智能家电控制系统
通过单片机技术，实现家电设 备的远程控制和智能化管理，
提高生活便利性。
工业自动化控制系统
生产过程控制
利用单片机对生产过程中的各种参数 进行实时监测和控制，提高生产效率 和产品质量。
机器人控制系统
单片机作为机器人控制系统的核心， 实现机器人的运动控制、感知与决策 等功能。
自动化流水线控制系统
好地适应物联网时代的需求。
03
广阔的市场前景
随着物联网应用的不断拓展，单片机在智能家居、智能工业、智能交通
等领域有着广阔的市场前景。未来，单片机将在更多领域发挥重要作用
，推动智能化时代的到来。
THANKS
感谢观看
04
04
单片机应用实例
智能家居控制系统
智能照明系统
通过单片机控制，实现家庭照 明系统的智能化，如定时开关 、光线感应自动调节等功能。
智能安防系统
利用单片机技术，实现家庭安 全监控、入侵报警等功能，提 高家庭安全系数。
智能环境控制系统
通过单片机控制，实现家庭环 境智能化调节，如温度、湿度 、空气质量等。
如显示屏、传感器接口等，选择能满 足项目需求的开发板。
考虑I/O口数量和排布
根据项目需求，选择I/O口数量足够且 排布合理的开发板。
并行计算的应用
多核单片机适用于需要进行大量并行计算的应用场景，如 图像处理、语音识别、大数据分析等。通过多核并行处理 ，能够大大提高这些场景的处理效率。
系统集成度提升
多核单片机的发展推动了系统集成度的提升，使得更多的 功能模块可以集成到单片机的系统中，提高了设备的整体 性能和稳定性。
智能家电控制系统
通过单片机技术，实现家电设 备的远程控制和智能化管理，
提高生活便利性。
工业自动化控制系统
生产过程控制
利用单片机对生产过程中的各种参数 进行实时监测和控制，提高生产效率 和产品质量。
机器人控制系统
单片机作为机器人控制系统的核心， 实现机器人的运动控制、感知与决策 等功能。
自动化流水线控制系统
好地适应物联网时代的需求。
03
广阔的市场前景
随着物联网应用的不断拓展，单片机在智能家居、智能工业、智能交通
等领域有着广阔的市场前景。未来，单片机将在更多领域发挥重要作用
，推动智能化时代的到来。
THANKS
感谢观看
04
04
单片机应用实例
智能家居控制系统
智能照明系统
通过单片机控制，实现家庭照 明系统的智能化，如定时开关 、光线感应自动调节等功能。
智能安防系统
利用单片机技术，实现家庭安 全监控、入侵报警等功能，提 高家庭安全系数。
智能环境控制系统
通过单片机控制，实现家庭环 境智能化调节，如温度、湿度 、空气质量等。
如显示屏、传感器接口等，选择能满 足项目需求的开发板。
考虑I/O口数量和排布
根据项目需求，选择I/O口数量足够且 排布合理的开发板。
《单片机教程》课件
《单片机教程》ppt课件
目
CONTENCT
录
• 单片机简介 • 单片机基础知识 • 单片机编程实践 • 单片机进阶知识 • 单片机应用案例
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
小型计算机
详细描述
单片机是一种集成度高、体积小的微型计算机，通常包含中央处理器、存储器 、输入/输出接口等基本组件。
单片机的历史与发展
详细描述
按键输入是单片机编程中常见的应用之一， 通过编程可以实现对按键的检测和处理。在 编程过程中，需要了解单片机的中断机制和 去抖动技术，以及按键的编码方式。同时， 还需要根据实际需求编写相应的按键处理函 数，实现按键的输入和响应。
04
单片机进阶知识
中断系统
01
02
03
04
中断概念
中断系统是单片机中非常重要 的部分，它允许单片机在执行 主程序的过程中，暂时中断当 前工作，转去响应突发事件， 处理完毕后再返回主程序继续 执行。
开锁等功能。
B
C
D
应用领域
广泛应用于家庭、办公室、酒店等场所。
安全性能
电子门锁采用加密算法保护用户信息，同 时具有防撬、防钻、防砸等功能，提高了 家庭和办公场所的安全性。
温度控制系统
温度控制系统 工作原理 控制方式 应用领域
利用单片机对温度进行检测和控制，常用于温室大棚、孵化器 、空调等领域。
通过温度传感器检测环境温度，将温度信号转换为电信号传递 给单片机，单片机根据预设的温度范围进行控制。
通过控制加热元件或制冷设备的开关，调节环境温度，使温度 保持在设定的范围内。
广泛应用于农业、畜牧业、工业等领域，对于提高生产效率和 产品质量具有重要意义。
目
CONTENCT
录
• 单片机简介 • 单片机基础知识 • 单片机编程实践 • 单片机进阶知识 • 单片机应用案例
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
小型计算机
详细描述
单片机是一种集成度高、体积小的微型计算机，通常包含中央处理器、存储器 、输入/输出接口等基本组件。
单片机的历史与发展
详细描述
按键输入是单片机编程中常见的应用之一， 通过编程可以实现对按键的检测和处理。在 编程过程中，需要了解单片机的中断机制和 去抖动技术，以及按键的编码方式。同时， 还需要根据实际需求编写相应的按键处理函 数，实现按键的输入和响应。
04
单片机进阶知识
中断系统
01
02
03
04
中断概念
中断系统是单片机中非常重要 的部分，它允许单片机在执行 主程序的过程中，暂时中断当 前工作，转去响应突发事件， 处理完毕后再返回主程序继续 执行。
开锁等功能。
B
C
D
应用领域
广泛应用于家庭、办公室、酒店等场所。
安全性能
电子门锁采用加密算法保护用户信息，同 时具有防撬、防钻、防砸等功能，提高了 家庭和办公场所的安全性。
温度控制系统
温度控制系统 工作原理 控制方式 应用领域
利用单片机对温度进行检测和控制，常用于温室大棚、孵化器 、空调等领域。
通过温度传感器检测环境温度，将温度信号转换为电信号传递 给单片机，单片机根据预设的温度范围进行控制。
通过控制加热元件或制冷设备的开关，调节环境温度，使温度 保持在设定的范围内。
广泛应用于农业、畜牧业、工业等领域，对于提高生产效率和 产品质量具有重要意义。
《单片机介绍》课件
单片机型号。
特点
02
支持C语言编程，具有高效、可移植性强的特点，能够生成小型
、快速的代码。
应用领域
03
广泛应用于小型嵌入式系统开发，如智能家居、智能仪表等领
域。
05 单片机的学习与实践
学习资源推荐
书籍推荐
《单片机原理及应用》、《单片机开发技术与实践》等， 这些书籍系统介绍了单片机的原理、开发和应用，适合初 学者入门。
1980年代初，随着8位单片机的出现，单片机进入了普 及阶段。
21世纪初，随着ARM等嵌入式处理器的发展，单片机 开始向低功耗、高集成度、智能化方向发展。
分类
01
根据位数不同，单片机可分为4位、8位、16位、32位等不 同类型。
02
根据应用领域不同，单片机可分为通用型和专用型。通用型单片 机适用于多种领域，而专用型单片机则针对特定领域进行优化设
智能化集成
单片机内部集成的AI算法和传感器接口将更 加丰富，实现智能化控制。
应用领域展望
智能家居领域
随着智能家居市场的不断扩大 ，单片机将泛应用于家电控
制、照明系统等。
工业自动化领域
在工业4.0的推动下，单片机将 在机器人控制、自动化设备中 发挥重要作用。
医疗电子领域
随着医疗电子设备的智能化， 单片机将在医疗仪器、健康监 测设备中得到广泛应用。
单片机在智能水表中用于 计量和远程通信，实现水 资源的有效管理和监控。
家用电器
智能电视
单片机在智能电视中用于 实现各种功能控制和用户 界面交互，提高电视的智 能化水平。
智能冰箱
单片机在智能冰箱中用于 实现温度控制、食物保鲜 和远程控制等功能，提高 家庭生活的便利性。
单片机经典PPT
1.0
1 (b-3)
• 0.625 = 0.101B
数和数制
例4. 0.625转换成十六进制数 0.625 × 16 = 10.0 0.625 = 0.AH
例5. 208.625 转换成十六进制数 208.625 = D0.AH
1.8.5 数制书写约定
• 在书写计算机程序时，一般不用基数作 为下标来区分各种进制，而是用相应的 英文字母作后缀来表示各种进制的数。 例如：B（Binary）——表示二进制数。 D（Decimal）——表示十进制数， 一般D可省略，即无后缀的数字为十进制 数。 H（Hexadecimal）——表示十六进制数。
数据总线DB
微
控制总线CB
处
理
器
存储器
I/O接口
I/O设备
• 微处理器、存储器加上I/O接口电路组成微型 计算机。各部分通过地址总线（AB）、数据总线 （DB）和控制总线（CB）相连。
微计算机系统概念
图 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
微型计算机的应用形态
从应用形态上，微型计算机可以分成三种： （1）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）上，再 通过系统总线和其它多块外设适配板卡连接 键盘、显示器、打印机、软/硬盘驱动器及光 驱等设备。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。
销 售 ， 其 中 主 要 有 Intel 、 Motorola 、 ATMEL 、 NEC 、 三 菱 、 日 立 、 TI 、 Philips、松下、东芝、三星、等公司厂商。 主要有两大公司： Intel: MCS-48系列、 MCS-51系列、 MCS-96/98系列 Motorola: 68系列
《单片机教学》课件
单片机在智能农业中的应用：说明单片机在智能农业中的具体应用，如温度、湿度、光 照等环境参数的监测和控制
实现方案：详细介绍如何利用单片机技术实现智能农业的应用，包括硬件和软件的设计 与实现
案例总结：总结智能农业应用案例的优点和不足，提出改进和优化建议
感谢您的观看
汇报人：PPT
04 单片机基本操作
单片机的启动和关闭
启动：上电后，单片机自动启动并开始运行程序 关闭：通过软件或硬件方式关闭单片机，停止程序运行
单片机的复位操作
复位操作的方式：手动复位 和自动复位
复位操作的原理：通过特定 的复位引脚或外部信号触发
复位操作的作用：清除单片 机内部状态，回到初始状态
复位操作的应用：提高单片 机系统的稳定性和可靠性
接口技术的实例演示
接口技术概述： 介绍接口技术的 基本概念、分类 和应用领域
接口电路设计： 介绍单片机接口 电路的设计方法 和注意事项
接口技术实例演 示：通过具体实 例演示单片机接 口技术的应用， 包括输入输出接 口、串行通信接 口、并行通信接 口等
实验与验证：通 过实验验证单片 机接口技术的可 行性和可靠性， 包括硬件连接、 软件编程和调试 过程等
《单片机教学》 PPT课件
PPT,a click to unlimited possibilities
汇报人：PPT
目录 /目录
01
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04
单片机基本操 作
02
单片机概述
05
单片机程序设 计
03
单片机基础知 识
06
单片机接口技 术
01 添加章节标题
02 单片机概述
单片机的定义和特点
智能家居控 制系统的设 计与实现： 详细介绍智 能家居控制 系统的设计 思路、硬件 组成和软件 实现方法。
实现方案：详细介绍如何利用单片机技术实现智能农业的应用，包括硬件和软件的设计 与实现
案例总结：总结智能农业应用案例的优点和不足，提出改进和优化建议
感谢您的观看
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04 单片机基本操作
单片机的启动和关闭
启动：上电后，单片机自动启动并开始运行程序 关闭：通过软件或硬件方式关闭单片机，停止程序运行
单片机的复位操作
复位操作的方式：手动复位 和自动复位
复位操作的原理：通过特定 的复位引脚或外部信号触发
复位操作的作用：清除单片 机内部状态，回到初始状态
复位操作的应用：提高单片 机系统的稳定性和可靠性
接口技术的实例演示
接口技术概述： 介绍接口技术的 基本概念、分类 和应用领域
接口电路设计： 介绍单片机接口 电路的设计方法 和注意事项
接口技术实例演 示：通过具体实 例演示单片机接 口技术的应用， 包括输入输出接 口、串行通信接 口、并行通信接 口等
实验与验证：通 过实验验证单片 机接口技术的可 行性和可靠性， 包括硬件连接、 软件编程和调试 过程等
《单片机教学》 PPT课件
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01
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04
单片机基本操 作
02
单片机概述
05
单片机程序设 计
03
单片机基础知 识
06
单片机接口技 术
01 添加章节标题
02 单片机概述
单片机的定义和特点
智能家居控 制系统的设 计与实现： 详细介绍智 能家居控制 系统的设计 思路、硬件 组成和软件 实现方法。
单片机完整经典课件ppt
（一）Proteus 概览
ProSPICE 混合模式仿真器
ISIS 设计仿真平台
Proteus Design Suite
ARES PCB制版
VSM 嵌入式仿真
在传统的CAD功能中添加了嵌入式系统的仿真
▪ 可以完整地仿真微控制器以及相连的模拟和数
字电路
Proteus 概览
在Proteus中, 从原理图设 计、单片机编程、系统仿真到 PCB布线一气呵成。完成了从 概念到产品的整个过程。
帮助单片机应用系统进行研制的工 具称为单片机开发工具或叫单片机 开发系统。它和微机开发系统一样， 是用来帮助研制单片机应用系统的 软件和硬件的一种专用装置。
实验箱(目标板)
仿真头
1
40
34芯电缆
20 21
仿真器
EPROM 写入器 （或下载线）
仿真软件(集 成开发环境)
串口/并口
硬件：
EEPROM 写入器（或下载线）、仿真器、PC 机
支持ASM、 C语言及多模块混合源程序 调试。同时可无缝支持Keil Uv2/Uv3 C51的仿真调试。
项目C窗PU口窗口 信息窗口
编辑窗口
1）打开WAVE6000调试环境
2）建立新程序
选择菜单[文件 | 新建文件]功能
出现一个文件名为NONAME1的源程 序窗口，在此窗口中输入程序。
probes）－既可在模拟仿真
中使用，也可在路中，记 录逻辑电平及其强度。
探针即可用于基于图表的 仿真，也可用于交互式仿真中 。
（二）原理图设计
预览窗口 元件列表
挑选元件按钮
模型选择工具栏
库管理按钮原理图编辑窗口
方位控制按钮
仿真按钮
单片机结构(共46张PPT)
MCS-51单片机的结构原理
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
28
14
27
15
26
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V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
8051是MCS-51系列单片机的典型产品， 我们以这一代表性的机型进行系统的讲 解。
➢ 内部结构
➢ 外部引脚 ➢ 工作时序
➢ 实例分析
第1页，共46页。
典型单片机结构
T0 T1
时钟电路 ROM
内部总线 CPU
RAM
定时/计数器
并行接口
串行接口
中断系统
中央处理器 数据存储器(RAM)
输入输出引脚
P1.0
➢ P0：P0.1~P0.7
P1.1
➢ 漏极开路双向I/O
P1.2 P1.3
➢ 一般为数据总线口
P1.4
➢ P1：P1.1~P1.7
P1.5 P1.6
➢ 拟双向I/O通道
➢ P2：P2.1~P2.7
P1.7 RST
RXD/P3.0
➢ 拟双向I/O通道
TXD/P3.1 INT0/P3.2
P3口的第二功能表
I/O口
第二功能
注释
2个定时器T0、T1溢3，.0 然后从中间往两R头X逐D 个灭，周而复始 为1时：负边沿触发中断请求；
串行口数据接收端
分别由8位寄存器TH0、TL0 和 TH1、TL1组成。
else return(0);
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V CC P0.0/AD 0 P0.1/AD 1 P0.2/AD 2 P0.3/AD 3 P0.4/AD 4 P0.5/AD 5 P0.6/AD 6 P0.7/AD 7 EA/V PP ALE/PROG PSEN P2.7/A 15 P2.6/A 14 P2.5/A 13 P2.4/A 12 P2.3/A 11 P2.2/A 10 P2.1/A 9 P2.0/A 8
单片机原理教程经典ppt课件
contents •单片机概述•单片机内部结构•单片机指令系统与汇编语言•单片机C语言编程基础•单片机中断系统与定时器/计数器•单片机串行通信接口技术•单片机扩展技术与应用实例分析目录01单片机概述单片机定义与发展定义发展历程单片机应用领域智能家居汽车电子智能照明、智能安防、智能家电等。
车身控制、发动机控制、安全系统等。
工业控制医疗设备物联网自动化生产线、智能仪表、电机控制等。
医疗仪器、健康监测设备等。
智能传感器节点、物联网网关等。
常见单片机类型及特点8051系列AVR系列PIC系列ARM系列02单片机内部结构中央处理器CPU控制器运算器控制程序执行流程，包括指令取指、译码和执行。
寄存器组程序存储器数据存储器特殊功能寄存器030201存储器结构输入/输出接口电路I/O端口并行I/O口串行I/O口时钟电路与复位电路时钟电路提供单片机工作所需的时钟信号，通常由晶振和振荡器组成。
复位电路使单片机在启动时或异常情况下恢复到初始状态，确保系统可靠运行。
上电复位和手动复位两种常见的复位方式，分别用于系统上电和手动操作时的复位。
03单片机指令系统与汇编语言指令格式操作码+操作数，其中操作码指明操作性质，操作数表示操作对象。
指令系统计算机硬件能够识别并执行的一组基本操作命令的集合。
指令周期执行一条指令所需的时间，包括取指、分析和执行三个阶段。
指令系统概述寻址方式与数据传送指令寻址方式数据传送指令算术运算和逻辑运算指令算术运算指令逻辑运算指令进行与、或、非等逻辑运算，如AND、OR、NOT等。
1 2 3无条件转移指令条件转移指令子程序调用与返回指令控制转移类指令04单片机C语言编程基础C语言在单片机开发中的应用嵌入式系统开发语言01可移植性强02高效性能03数据类型、运算符与表达式数据类型运算符表达式流程控制语句条件语句使用if、else等关键字实现条件判断，根据条件的不同执行不同的操作。
循环语句使用for、while等关键字实现循环结构，用于重复执行某段代码直到满足特定条件。
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《单片机原理及应用》教学课件
MCS-51系列单片机配置一览表
片内存储器（字节） 系列 无 Intel 51 子系列 片内ROM 有ROM 有EPROM 片内 RAM
定时器 计数器
并行 I/O
串行 /O
中 断 源
8031 80C31 8032 80C32
8051 80C51
(4K字节)
8751 87C51
《单片机原理及应用》教学课件 内部结构如下：
《单片机原理及应用》教学课件
1. 中央处理器（CPU）
组成：运算器、控制器。
8051的CPU包含以下功能部件： （1）8位CPU。 （2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。 （3）128B内部RAM数据存储器，21个专用寄存器。 （4）4KB内部掩膜ROM程序存储器。 （5）2个16位可编程定时器/计数器。 （6）32个（4×8位）双向可独立寻址的I/O口。 （7）1个全双工UART（异步串行通信口）。 （8）5个中断源、两级中断优先级的中断控制器。 （9）时钟电路，外接晶振和电容可产生1.2MHz～12 MHz的时钟频率。 （10）外部程序/数据存储器寻址空间均为64KB。 （11）111条指令，大部分为单字节指令。 （12）单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。
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1.2.2
MCS-51单片机外部引脚
MCS-51系列单片机中，各类单片机都是相互兼容的， 只是引脚功能略有差异。8051单片机有40个引脚，分为端 口线、电源线和控制线三类。 1．电源线
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1.2 MCS-51单片机硬件结构及引脚
MCS-51系列单片机都是以Intel公司最早的典型产品 8051为核心，增加了一定的功能部件后构成的，因此，本 章以8051为主介绍MCS-51系列单片机 。 1.2.1 MCS-51单片机的内部结构 MCS-51单片机的组成： CPU(进行运算、控制)、RAM(数 据存储器)、ROM(程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内 部总线 和中断系统等。组成框图如下：
128 128/ 256
2 2/3
15 32
1 1
5 5/6
《单片机原理及应用》教学课件 2. 存储器 MCS-51的存储器可分为程序存储器和数据存储器,又 有片内和片外之分。 （1）程序存储器 一般将只读存储器（ROM）用做程序存储器。可寻址 空间为64KB，用于存放用户程序、数据和表格等信息。 MCS-51单片机按程序 存储器可分为内部无ROM 型（如8031）和内部有 EA ROM型（如8051）两种， 连接时 引脚有区别。程序存 储器结构如右图所示：
《单片机原理及应用》教学课件 （8）I/O口专用寄存器（P0, P1, P2, P3） 8051片内有4个8位并行I/O接口P0, P1, P2和P3，在SFR中 相应有4个I/O口寄存器P0, P1, P2和P3。 （9）定时器/计数器（TL0, TH0, TL1和TH1） MCS-51单片机中有两个16位的定时器/计数器T0和T1，它 们由4个8位寄存器（TL0, TH0, TL1和TH1）组成，2个16位定 时器/计数器是完全独立的。可以单独对这4个寄存器进行寻址， 但不能把T0和T1当做16位寄存器来使用。 （10）串行数据缓冲器（SBUF） 串行数据缓冲器 SBUF 用于存放需要发送和接收的数据， 它由两个独立的寄存器组成（发送缓冲器和接收缓冲器），要 发送和接收的操作其实都是对串行数据缓冲器SBUF进行的。 （11）其他控制寄存器 除上述外，还有IP, IE, TCON, SCON和PCON等几个寄存 器，主要用于中断、定时和串行口的控制，
《单片机原理及应用》教学课件 内部RAM的 20H～2FH单元为 位寻址区，既可作 为一般单元用字节 寻址，也可对它们 的位进行寻址。位 地址为00H～7FH。 CPU能直接寻址这 些位（称MCS-51 具有布尔处理功 能），位地址分配 如右表所示。
《单片机原理及应用》教学课件 3．特殊功能寄存器 （SFR）
MCS-51有21个特殊 功能寄存器（也称为专用寄 存器），包括算术运算寄存 器、指针寄存器、I/O口锁 存器、定时器/计数器、串行 口、中断、状态、控制寄存 器等，它们被离散地分布在 内部RAM的80H～FFH地址 单元中（不包括PC） ，共 占据了128个存储单元，构 成了SFR存储块。其字节地 址可被8整除的SFR可位寻 址。SFR反映了MCS-51单 片机的运行状态。特殊功能 寄存器分布如右表所示。
《单片机原理及应用》教学课件 4．I/O接口 I/O接口是MCS-51单片机对外部实现控制和信息交换的 必经之路，用于信息传送过程中的速度匹配和增加它的负 载能力。 8051内部有4个8位并行接口P0, P1, P2, P3，有1个全 双工的可编程串行I/O接口。 5．定时器/计数器 8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器，均为 二进制加1计数器，分别命名为T0和T1。 T0和 T1均有定时器和计数器两种工作模式。在定时器 模式下，T0和T1的计数脉冲可以由单片机时钟脉冲经 12分 频后提供。在计数器模式下， T0 和 T1 的计数脉冲可以从 P3.4和P3.5引脚上输入。对T0和T1的控制由定时器方式选 择寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON完成。
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6．中断系统
中断： 指 CPU 暂停原程序执行，转而为外部设备服务（执行 中断服务程序），并在服务完后返回到原程序执行的过程。 中断系统：指能够处理上述中断过程所需要的硬件电路。 中断源：指能产生中断请求信号的源泉。 8051 可处理 5 个中断源（ 2 个外部， 3 个内部）发出的中 断请求，并可对其进行优先权处理。外部中断的请求信号可以 INT1 INT0 从P3.2, P3.3（即 和 ）引脚上输入，有电平或边沿 两种触发方式；内部中断源有 3 个， 2 个定时器 / 计数器中断源 和1个串行口中断源。 8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级 控制器IP等电路组成。
《单片机原理及应用》教学课件 （6）数据指针DPTR（Data Pointer） 数据指针DPTR是16位的专用寄存器，即可作为16位寄存器 使用，也可作为两个独立的 8 位寄存器 DPH （高 8位） 、 DPL （低8位）使用。 DPTR主要用作16位间址寄存器，访问程序存 储器和片外数据寄存器。 （7）堆栈指针SP（Stack Pointer） 堆栈是一种数据结构，是内部RAM的一段区域。堆栈存取 数据的原则是“后进先出”。堆栈指针SP是一个8位寄存器，用 于指示堆栈的栈顶，它决定了堆栈在内部RAM中的物理位置。 MCS-51单片机的堆栈地址向大的方向变化（与微机堆栈地 址向小的方向变化相反）。系统复位后， SP 初值为 07H ，实际 应用中通常根据需要在主程序开始处对堆栈指针 SP进行初始化， 一般设置SP为60H。 设立堆栈的目的是用于数据的暂存，中断、子程序调用时 断点和现场的保护与恢复。
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（2）数据存储器
一般将随机存储器（RAM）用做数据存储器。可寻址空 间为64KB。MCS-51数据存储器可分为片内和片外两部分。 片外RAM： 最大范围：0000H～FFFFH， 64KB；用指令MOVX访问。 片内RAM： 最大范围：00H～FFH， 256B；用指令MOV访问。又分 为两部分：低128B（00～7FH） 为真正的RAM区，高128B （80～FFH）为特殊功能寄存器 （SFR）区。如右图所示。
单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域 《单片机原理及应用》教学课件
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1.1
典型单片机性能概览
典型单片机有MCS-51、MSP430、EM78、PIC、Motorola、 AVR等。 MCS-51为主流产品，性能如表1.1.1。 MSP430为低功耗产品，功能较强，性能如表1.1.2。 EM78为低功耗产品，价格较低，性能如表1.1.3。 PIC为低电压、低功耗、大电流LCD驱动、低价格产品， 性能如表1.1.4。 Motorola是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种 全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能 力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。性能如表1.1.5。 AVR为高速、低功耗产品，支持ISP、IAP，I/O口驱动 能力较强。性能如表1.1.6。
（2）累加器A （Accumulator） 累加器A是8位寄存器，又记做ACC，是一个最常用的专用 寄存器。在算术/逻辑运算中用于存放操作数或结果。 （3）寄存器B 寄存器B 是8位寄存器，是专门为乘除法指令设计的，也 作通用寄存器用。
（4）工作寄存器 内部 RAM 的工作寄存器区 00H ～ 1FH 共 32 个字节被均匀地 分成四个组（区），每个组（区）有 8 个寄存器，分别用 R0 ～ R7表示，称为工作寄存器或通用寄存器，其中，R0、R1还经常 用于间接寻址的地址指针。在程序中通过程序状态字寄存器 （PSW）第3、4位设置工作寄存器区。
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（1）运算器
组成：8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、 8位累加器A（Accumulator）、8位寄存器B、程序状态 字寄存器PSW（Program Status Word）、8位暂存寄存 器TMP1和TMP2等。 功能：完成算术运算和逻辑运算。
（2）控制器
组成：程序计数器PC（Program Counter）、指令寄存器IR （Instruction Register）、指令译码器ID（Instruction Decoder）、堆栈指针SP、数据指针DPTR、定时控制逻 辑和振荡器OSC等电路。 功能：CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器 中取出，存放在IR中，ID对IR中的指令码进行译码，定时 控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产 生执行本条指令所需的全部信号。