单片机原理及应用项目化教程-项目一 单片机基础知识
单片机的基本原理和应用
单片机的基本原理和应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路芯片，主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出端口等基本部件组成，具有可编程功能。
它被广泛应用于各种电子设备和系统中，如家电、汽车电子、医疗仪器等。
本文将探讨单片机的基本原理和应用。
一、基本原理单片机的基本原理涉及到以下几个方面：1.1 中央处理器（CPU）单片机的核心部件是中央处理器，它负责执行程序指令、完成各种运算和逻辑操作。
中央处理器通常由算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等部件组成。
1.2 存储器存储器是单片机用于存储程序指令和数据的部件。
常见的存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于暂时存储数据和程序运行时的临时变量，而ROM用于存储不可修改的程序指令和常量数据。
1.3 输入输出端口单片机通过输入输出端口与外部设备进行数据交互。
输入端口用于接收外部信号，如传感器的输入信号；输出端口用于控制外部设备，如LED灯、电机等。
1.4 程序和指令集单片机需要通过程序指令来执行特定的任务。
程序指令由一系列二进制编码组成，单片机按照指令集中的规定对指令进行解码和执行。
二、应用领域基于单片机的应用非常广泛，下面列举几个常见的应用领域：2.1 家电控制单片机被广泛应用于家电控制领域，如空调、洗衣机、冰箱等。
通过单片机的控制，可以实现电器的自动化控制、温度、湿度等参数的调节，增加电器的智能化程度。
2.2 汽车电子在现代汽车中，单片机被广泛应用于引擎控制单元（ECU）、车载娱乐系统、电子稳定控制系统等。
单片机可以实现对各种传感器信号的处理和控制信号的输出，提高汽车的性能和安全性。
2.3 工业自动化在工业生产过程中，单片机起着重要的作用。
它可以控制生产线的运行、监控各种参数、采集数据等。
通过单片机的应用，可以实现生产线的自动化控制，提高生产效率和产品质量。
2.4 医疗仪器单片机在医疗仪器中的应用日益广泛，如心电图仪、血压计、血糖仪等。
单片机原理及应用教程
单片机原理及应用教程单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出设备的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备中。
本教程将为您介绍单片机的基本原理和应用，帮助您更好地理解和应用单片机技术。
一、单片机原理。
单片机的核心是微处理器，它包括运算器、控制器和寄存器等功能模块。
单片机还集成了存储器（RAM、ROM、Flash）、输入输出设备（GPIO、定时器、串行通信接口等）以及时钟电路等。
通过这些功能模块的协同工作，单片机可以完成各种复杂的控制任务。
单片机的工作原理可以简单描述为，首先，单片机从外部存储器中加载程序指令到内部存储器中；然后，运算器执行这些指令，控制器根据需要从输入输出设备中获取数据或向其输出数据；最后，单片机根据程序的逻辑完成各种控制任务。
二、单片机应用。
单片机广泛应用于各种电子设备中，如家用电器、工业控制、汽车电子、通信设备等。
下面将以家用电器控制系统为例，介绍单片机的应用。
在家用电器控制系统中，单片机可以实现对各种家用电器的控制和监测。
通过采集传感器的数据，单片机可以实时监测环境温度、湿度等参数，根据预设的控制逻辑控制空调、加热器等设备的工作状态。
同时，单片机还可以通过无线通信模块与智能手机或互联网连接，实现远程控制和监测功能。
除了家用电器控制系统，单片机还可以应用于工业控制领域。
例如，单片机可以实现对生产线的自动控制、设备的状态监测和故障诊断等功能，提高生产效率和产品质量。
三、总结。
通过本教程的学习，您应该对单片机的基本原理和应用有了更深入的了解。
单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机系统，具有广泛的应用前景。
希望本教程能够帮助您更好地掌握单片机技术，为您的电子设备设计和开发工作提供帮助。
单片机原理与应用：从入门到项目实践
单片机原理与应用：从入门到项目实践随着科技的快速发展，单片机在各个领域中得到了广泛的应用。
本文旨在介绍单片机的原理和应用，并通过项目实践来帮助读者更好地理解和应用单片机技术。
一、单片机的基本原理单片机是指将微处理器及其周边电路集成在一个芯片上的一种集成电路。
它具备了微处理器功能，并可实现数字信号的输入、输出、计算和控制等功能。
单片机由核心处理器、存储器、输入输出端口以及时钟电路组成。
1.核心处理器：核心处理器是单片机的大脑，负责控制指令的执行、数据的处理和存储。
常见的单片机核心处理器有MCS-51、AVR、PIC等。
2.存储器：存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存放单片机程序，而数据存储器用于存放程序执行过程中的数据。
3.输入输出端口：输入输出端口是单片机与外部设备进行信息交互的接口。
通过输入输出端口，单片机可以接收外部输入信号，同时输出控制信号给外部设备。
4.时钟电路：时钟电路提供单片机工作的稳定时序信号，保证程序的准确执行。
常见的时钟信号有晶振、时钟发生器等。
二、单片机的应用领域单片机广泛应用于各个领域，如电子产品、通信设备、汽车控制、家用电器等。
下面列举几个常见的应用领域。
1.智能家居控制：通过单片机控制智能家居系统，可以实现对家居设备的远程控制和智能化管理。
例如，通过手机APP控制灯光开关、温度调节、窗帘升降等功能。
2.工业自动化：单片机在工业自动化中扮演着重要的角色。
它可以控制生产线的运行、监测和调整温度、湿度等环境参数，提高生产效率和质量。
3.医疗设备：单片机在医疗设备中的应用非常广泛，如心电图仪、血压计、血糖仪等。
通过单片机的计算和控制，可以实现对患者生命体征的监测和分析。
三、单片机项目实践通过实践项目，可以更好地理解和应用单片机技术。
以下介绍一个常见的单片机项目实践：温度控制器。
1.项目简介：本项目旨在设计一个温度控制器，能够根据温度变化自动调整加热或制冷设备，以保持恒定的温度。
单片机原理与应用项目教程
单片机原理与应用项目教程在现代科技发展的今天，单片机技术已经成为了各种电子产品中不可或缺的重要组成部分。
单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，它具有体积小、功耗低、成本低廉等优点，因此在各种电子设备中得到了广泛应用。
本文将介绍单片机的基本原理以及一些常见的应用项目教程，希望能帮助读者更好地理解和应用单片机技术。
单片机的基本原理单片机是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，它的核心是微处理器，用于执行各种计算和控制任务。
单片机通常包含有RAM、ROM、输入输出端口等功能模块，通过这些模块可以实现数据的存储、处理和通讯等功能。
单片机的工作原理是通过运行预先编写好的程序来控制外部设备的工作，从而实现各种应用功能。
单片机的应用项目教程1. LED灯控制项目LED灯控制是单片机入门级项目的经典案例之一。
通过单片机控制LED灯的亮灭，可以让初学者快速了解单片机的基本编程和控制原理。
在这个项目中，可以学习到如何使用GPIO口控制外部设备，如何编写简单的程序实现LED灯的闪烁、呼吸等效果。
2. 温度监测与控制项目温度监测与控制项目是一个典型的单片机应用案例，通过连接温度传感器和执行器，可以实现对环境温度的监测和控制。
在这个项目中，可以学习到如何采集模拟信号、进行温度转换、控制执行器等技术，对于理解单片机的模拟输入输出功能具有重要意义。
3. 智能家居控制系统智能家居控制系统是一个较为复杂的单片机应用项目，通过连接各种传感器和执行器，可以实现对家居设备的远程监控和控制。
在这个项目中，可以学习到如何实现网络通讯、数据处理、远程控制等高级功能，对于提升单片机应用水平具有重要意义。
总结通过本文的介绍，读者可以了解到单片机的基本原理和一些常见的应用项目教程。
单片机作为一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，在各种电子设备中得到了广泛应用。
掌握单片机技术，可以帮助我们更好地理解和应用各种电子产品，提升自己在电子领域的技术水平。
单片机原理与项目实践1第一章 单片机基础知识
5CH 5BH
64H 63H
6CH 6BH
74H 73H
7CH 7BH
D2 02H 0AH 12H 1AH 22H 2AH 32H 3AH 42H 4AH 52H 5AH 62H 6AH 72H 7AH
D1 D0 01H 00H 09H 08H 11H 10H 19H 18H 21H 20H 29H 28H 31H 30H 39H 38H 41H 40H 49H 48H 51H 50H 59H 58H 61H 60H 69H 68H 71H 70H 79H 78H
特殊
序号
功能 寄存 器名
符号
字节 地址
位地址
称
P0 口
1 锁 存 P0 80H 87H 86H 85H 84H 83H 82H 81H 80H
器
2
堆栈 指针
SP
81H
数据
地址
3 指 针 DPL 82H
（低8
位）
特殊功 序号 能寄存
器名称
符号
字节 地址
位地址
数据地
4
址指针 （高8
DPH
83H
位）
22H 17H 16H
23H 1FH 1EH
24H 27H 26H
25H 2FH 2EH
26H 37H 36H
27H 3FH 3EH
28H 47H 46H
29H 4FH 4EH
2AH 57H 56H
2BH 5FH 5EH
2CH 67H 66H
2DH 6FH 6EH
2EH 77H 76H
2FH 7FH 7EH
b、将八进制数转换成二进制数时，采用 “1位拆3位”的方法进行。即把八进制数 每位上的数用相应的3位二进制数表示。
单片机原理及应用知识点复习精编
单片机原理及应用知识点复习精编一、单片机的基本原理单片机的基本原理是指通过摩尔定律，将中央处理单元（CPU）、存储器和输入输出设备集成到一块芯片上。
其基本组成部分包括：CPU、存储器、定时器/计数器、输入输出端口、通信接口等。
单片机可以实现数据的输入输出、计算处理、控制运行等功能。
二、单片机的常见知识点复习1.单片机的指令系统：包括指令的格式、指令的功能、指令的执行周期等。
常见指令有数据传送指令、算术指令、逻辑指令、跳转指令等。
2.单片机的寄存器：包括通用寄存器、状态寄存器、程序计数器、堆栈指针等。
其中，通用寄存器用于存放运算数据，状态寄存器用于存放运算结果和标志位。
3.单片机的输入输出端口：包括并行输入输出端口和串行输入输出端口。
并行输入输出端口可同时输入输出多位数据，串行输入输出端口适用于需要高速通信的场景。
4.单片机的定时器/计数器：用于产生精确的时间延迟或实现定时、计数等功能。
定时器可用于产生中断信号，计数器可用于计数外部事件。
5.单片机的中断系统：包括外部中断和内部中断。
外部中断用于处理外部事件的优先级，内部中断用于处理操作系统任务的切换和管理。
6.单片机的存储器结构：包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和闪存等。
RAM用于存放变量和暂存数据，ROM用于存放程序代码和常量数据。
三、单片机的应用单片机广泛应用于各个领域，包括工业控制、通信、仪器仪表、家电等。
以下是一些单片机的应用案例：1.工业自动化控制系统：单片机作为控制单元，实现对生产过程的监控和控制，可用于各种工业生产线的自动化控制。
2.电子秤：单片机通过采集传感器信号，并进行数据处理，实现对重量的测量和显示。
3.空调控制系统：单片机通过采集环境温度和湿度传感器信号，实现空调的温度调节和风速控制等功能。
4.智能家居系统：单片机作为智能家居的中控单元，通过与各种家电设备的通信，实现对家庭设备的远程控制。
5.车载电子系统：单片机作为车载电子系统的控制核心，可实现对车辆的信息显示、安全控制、娱乐系统控制等功能。
单片机原理与应用项目教程
单片机原理与应用项目教程单片机是一种集成电路，它包含了中央处理器、存储器、输入输出端口和定时器等功能模块。
单片机广泛应用于各种电子设备中，如家用电器、汽车电子、医疗设备等。
本文将介绍单片机的原理和应用项目教程。
一、单片机原理单片机的核心是中央处理器，它负责执行程序指令。
单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序指令，数据存储器用于存储数据。
输入输出端口用于与外部设备进行通信，定时器用于计时和延时。
单片机的工作原理是通过程序指令控制输入输出端口的状态，从而实现各种功能。
程序指令是由程序员编写的，通过编译器将程序烧录到单片机的程序存储器中。
单片机执行程序指令时，会根据指令的类型和操作数执行相应的操作。
二、单片机应用项目教程1. LED闪烁LED闪烁是单片机最基本的应用之一。
通过控制单片机的输出端口，可以实现LED的闪烁效果。
以下是一个简单的LED闪烁程序：#include <reg52.h>sbit LED = P1^0;void main(){while(1){LED = 0;delay(500);LED = 1;delay(500);}}2. 温度测量单片机可以通过温度传感器测量环境温度。
以下是一个简单的温度测量程序：#include <reg52.h>sbit DQ = P1^0;void delay_us(unsigned int us){while(us--);}unsigned char read_temperature() {unsigned char i, j, k;unsigned char temperature = 0;DQ = 0;delay_us(500);DQ = 1;delay_us(60);if(DQ == 0){delay_us(500);DQ = 1;delay_us(60);}for(i = 0; i < 8; i++){DQ = 0;delay_us(12);DQ = 1;delay_us(12);j = DQ;k = ~DQ;temperature = (temperature >> 1) | (j << 7);}return temperature;}void main(){unsigned char temperature;while(1){temperature = read_temperature();// 处理温度数据}}3. 无线遥控单片机可以通过无线模块实现遥控功能。
单片机原理与应用掌握的基础知识
单片机原理与应用掌握的基础知识什么是单片机•单片机是一种集成电路芯片，内部包含了微处理器核心、存储器以及各种外设接口电路。
•单片机通过程序控制，可以完成各种操作和控制任务。
•单片机常用于嵌入式系统、智能控制等领域。
单片机的工作原理•单片机通过外部输入信号，经过处理后输出相应的控制信号。
•单片机的工作原理可以简单概括为：接收输入 -> 处理 -> 输出控制信号。
•单片机内部的微处理器核心是实现这一过程的关键。
单片机的基本组成部分•微处理器核心：包括中央处理器、存储器和时钟电路等。
•存储器：分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
•输入输出接口：用于与外部器件进行数据交互。
•程序计数器：用于存储当前执行的指令地址。
•控制部件：负责指令的执行和控制信号的生成。
单片机的应用领域•家用电器控制：如电视、空调、洗衣机等。
•工业自动化：如生产线控制、传感器控制等。
•智能家居：如智能灯光控制、智能门锁等。
•电子设备：如嵌入式系统、无线通信等。
单片机编程基础知识•硬件连接：单片机通常需要通过引脚与外部电路连接，完成输入输出功能。
•程序设计：单片机需要通过编写程序实现各种功能和控制任务。
•编程语言：单片机常用的编程语言有C语言和汇编语言。
•开发环境：单片机的开发需要借助开发工具和调试器来完成。
单片机常见的应用案例1.温度控制器：通过单片机接收温度传感器的信号，控制加热或制冷设备，实现温度的控制。
2.智能家居系统：利用单片机实现对家居设备的控制，包括灯光、窗帘、门锁等的自动化控制。
3.电子秤：通过单片机接收称重传感器的信号，并显示出对应的重量信息。
4.电子闹钟：通过单片机控制液晶显示屏，实现时间的显示和闹钟功能。
5.无人机控制系统：单片机可以用来控制无人机的飞行、摄像等功能。
单片机的发展趋势•多核：随着单片机技术的发展，未来的单片机可能会采用多核设计，提高处理能力。
•物联网：随着物联网的兴起，单片机在物联网设备中的应用越来越广泛，需求也越来越大。
单片机入门知识点总结大全
单片机入门知识点总结大全概述单片机（Microcontroller）是指在一个芯片上集成了CPU、ROM、RAM、I/O端口、定时/计数器、串口等功能的微型计算机。
它具有体积小、功耗低、价格低廉等特点，广泛应用于嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域。
本文将从单片机的基本原理、开发环境、编程语言、常用接口及应用等方面进行总结，帮助初学者了解单片机的基本知识，并进行入门学习。
一、单片机基本原理1. 单片机的结构单片机通常由CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器、串行通信接口等基本部分组成。
其中CPU是单片机的核心部件，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；I/O端口用于与外部设备进行通信；定时器/计数器用于产生定时和计数功能；串行通信接口用于实现串行数据通信。
2. 单片机的工作原理单片机通过执行存储在ROM中的程序来完成特定的功能。
当单片机上电后，CPU会从ROM中读取程序指令，并按照指令执行对应的操作，包括读取数据、处理数据、输出结果等。
通过与外部设备的I/O端口进行通信，单片机可以与外部世界进行数据交换和控制。
3. 单片机的特点单片机具有体积小、功耗低、价格低廉等特点，适合于嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域。
它可以通过编程来实现各种功能，具有较强的灵活性和可扩展性。
二、单片机开发环境1. 开发工具单片机的开发工具主要包括开发板、编译器、调试器等。
开发板是用于搭建单片机开发环境的硬件平台，通常包括单片机芯片、外围电路、通信接口等；编译器用于将高级语言代码编译成可执行的机器码；调试器用于单步跟踪程序运行状态、查看变量数值等，帮助开发人员进行程序调试。
2. 开发流程单片机的开发流程主要包括编写程序、编译程序、下载程序、调试程序等步骤。
开发人员首先编写程序，并通过编译器将程序编译成可执行的机器码，然后将机器码下载到单片机的ROM中，最后通过调试器对程序进行调试和优化。
3. 常用开发环境常用的单片机开发环境包括Keil、IAR、CodeWarrior等，它们提供了丰富的开发工具和示例代码，帮助开发人员更快地进行单片机开发。
单片机的基本原理和应用
单片机的基本原理和应用单片机（Microcontroller）是一种集成电路板上嵌入了中央处理器（CPU）、内存、输入输出接口以及各种功能模块的微型计算机系统。
它被广泛应用于嵌入式系统中，如家电、汽车电子、医疗设备、通信设备等。
本文将介绍单片机的基本原理和应用。
一、单片机的基本原理1. 架构单片机采用的是冯·诺伊曼结构，即由控制单元、运算单元、存储器以及输入输出接口构成。
控制单元负责指挥各个模块的工作，运算单元执行算术和逻辑操作，存储器用于存储数据和程序，输入输出接口实现与外界设备的通信。
2. CPU单片机的CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责解释并执行存储在存储器中的指令，控制程序的运行流程；算术逻辑单元执行各种运算操作，如加减乘除、逻辑运算等。
3. 存储器单片机的存储器包括内部存储器和外部存储器。
内部存储器包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），用于存储程序和数据。
外部存储器例如闪存、EEPROM等，则用于扩展存储器容量。
4. 输入输出接口单片机的输入输出接口用于与外界设备进行数据交互。
输入接口主要包括模拟输入接口和数字输入接口；输出接口主要包括模拟输出接口和数字输出接口。
二、单片机的应用1. 家电单片机在家电中有着广泛的应用，如空调、洗衣机、电视机等。
通过单片机的控制，家电可以实现更加智能化的功能，如温度控制、定时开关等。
2. 汽车电子现代汽车中的很多功能都依赖于单片机的控制，如发动机控制单元（ECU）、车载娱乐系统、车载导航系统等。
单片机的应用使得汽车更安全、更智能。
3. 医疗设备许多医疗设备也采用了单片机技术，如心电图仪、血糖仪、医用扫描仪等。
通过单片机的控制，这些设备可以更加精准地获取和处理数据，提高医疗诊断的准确性。
4. 通信设备手机、路由器、无线通信模块等通信设备中都会使用单片机技术。
单片机的高度集成和低功耗特性，使得这些设备在保证性能的同时，也具有较长的电池续航能力。
单片机原理及应用第1章单片机基础知识
集成开发环境（IDE）
提供编写、编译和调试单片 机程序的软件。
仿真器和调试器
用于调试和验证单片机程序 的硬件设备。
编程器
用于将编写好的程序下载到 单片机。
单片机的应用领域
工业自动化
用于控制和监视生产线、机械和设备。
智能家居
使家庭设备和系统实现自动化控制。
医疗设备
用于监测和控制医疗设备的运行。
汽车电子
单片机原理及应用
本演示文稿将介绍单片机的基础知识，包括单片机的概述、分类、工作原理、 编程方式、应用领域等。带你深入了解这一令人着迷的技术。
单片机的概述
单片机是一种集成了中央处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机。
单片机的分类
按工作方式
基于哈佛结构和冯·诺依曼结 构的单片机。
按指令集
常见的单片机有8051、AVR等 不同的指令集。
电阻和电容
用于调整电路的电流和电压。
传感器
用于接收和转换物理量或环境信号。
晶体管
作为开关或放大器，在电子电路中起重要作用。
单片机的编程方式
1 汇编语言
直接操作硬件，灵活但难 度较大。
2 C语言
高级语言编程，易于学习 和使用。
3 图形化编程
使用开发工具如Arduino等 进行图形化编程。
单片机的开发工具
在汽车中实现车身控制、信息娱乐和驾驶辅助功能。
单片机的发展历程
1
1980s
2
飞速发展的单片机应用于各个领域，如
计算机、家电等。
3
1970s
诞生了第一颗单片机，如Intel的8048。
1990s
单片机芯片和开发工具不断增加，加快 了单片机技术的普及。
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
AB—地址总线; CB—控制总线; DB—数据总线
1.1.1 单片机的基本概念
单片机在应用时通常处于被控系统的核心地位并融 入其中，即以嵌入的方式使用。为了强调其“嵌入” 的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器 （Embedded Micro-Controller Unit，EMCU）。
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1KB ROM、64B RAM、27根I/O线和1个8位 定时器/计数器。 特点：存储器容量较小，寻址范围小(不大于4KB)， 无串行接口，指令系统功能不强。
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1.2.1 单片机的发展历史
性能完善提高阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4KB ROM、128B RAM、4个8位并行口、1个 全双工串行口、2个16位定时器/计数器。寻址范围 64KB，并有控制功能较强的布尔处理器。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.1 单片机的发展历史
微控制器化完善阶段
近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（在系统可编 程，ISP）等方面都有了进一步的增强。
特点：单片机的综合品质（如成本、性能、体系结构 、开发环境、供应状态）有了长足的进步。
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1.3.1 MCS-51系列单片机-80C51系列单片机
Atmel公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
单片机原理及应用技术项目化教程 项目一
1.2 项目目的与要求
本项目的目的就是搭建一个单片机系统，通过C语言 编程来点亮一个LED灯。项目在实施过程中需要解决下面 几个关键问题：
(1) 什么是单片机最小系统？怎样构建？ (2) LED灯与单片机的输入/输出口怎样连接？如何 控制？ (3) 发光二极管如何进行0.2 s闪烁？ (4) 如何使用Keil C51和Proteus软件进行系统的仿真？
图1-1是不同封装形式的单片机示意图，其中黑色的是 塑料外壳，保护着里面的半导体芯片，针状部分是它的引脚。
图1-1 不同封装形式的单片机芯片
单片机CPU的功能没有PC的CPU强大，但单片机的体 积小，能将微型计算机的各主要部分集成在一块芯片上，大 大缩短了系统内信号的传送距离，从而提高了系统的可靠性 及运行速度，因而在工业测控领域中，单片机系统是最理想 的控制系统。另外，由于单片机的体积小，常常被嵌入各种 现代设备中作为控制器使用，因此单片机又被称为微控制器 (Micro Controller Unit，MCU)，它的这种使用方式是嵌入式 系统低端应用的最佳选择。
模块1 闪烁的LED灯设计
1.1 项目描述 1.2 项目目的与要求 1.3 项目支撑知识链接 1.4 项目实施 项目小结 项目拓展技能与练习
【项目导入】 现今是一个科技迅猛发展的时代，我们生活中的每个 领域几乎都有单片机的踪迹，比如，冰箱、空调、洗衣机、 微波炉、电饭煲等家用电器的控制系统以及工业自动控制 领域的智能仪表、机器人、无人机和导弹的导航装置等都 离不开单片机。在此，我们通过一个项目—闪烁的LED灯 设计，让同学们走进单片机的学习乐园，了解单片机的应 用领域与发展趋势，理解单片机的开发过程，体验学习单 片机的无限乐趣。
(3) 微控制器阶段(1982—1990)：该阶段的主要技术方 向是，不断扩展满足系统要求的各种外围电路与接口电路， 具有智能化的控制能力，其特点如下：
单片机原理及应用1 的项目一 知识准备-PPT精品文档
• 单片机应用技术是电气、电子、机电和通信等专业毕业生 必备的专业知识和技能，学好单片机课程对将来的就业与 个人职业发展的起着重要的作用。
项目一 单片机基础知识的准备
• 项目目标 • ◆掌握数制与编码等预备知识 • ◆建立单片机的概念、了解与单片机相关
知识 • ◆了解部分常用单片机的特性 • ●项目任务 • ◆学习单片机的基本概念及相关知识 • ◆各种单片机的性能比较
• 例如：Xl＝＋1010101 [X1]原＝01010101
•
X2＝-1010101 [X2]原＝11010101
• 左边数称为真值，右边为用原码表示的机器数，两者的最高位分别用“0”和 “1”代替了“＋”和“-”。
• (2) 反码
• 一个数的反码可由原码求得。如果是正数，则其反码与原码相同；如果是负 数，则其反码是符号位不变，其他各位均将“1”转换为“0”，“0”转换为 “1”。
与之相对应，几进制数权就是基数的相应次幂。 • 如：二进制数 1 0 1 1 . 1 1 • 对应位权
1.数制及其转换
• 2）数制间的转换 • （1）非十进制转换成十进制——按位权展开 • 如：1101B=1×23+1×22+0×21十1×20＝8+4+0+1=13 • 1AFH＝1×162＋10×161＋15×160＝431 • （2）十进制二进制 • 整数部分：除2取余倒序 • 小数部分：乘2取整正序 • 如：14.35=1110.01011B • （3）二进制十六进制 • 二进制十六进制：按照表1.1，每四位一组，位数不足4时，整数部分
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项目一 单片机基础知识
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3. 机器数 1) 原码 正数的原码与原来的数相同。负数的原码符号位是“1”，数 值不变。 2) 反码 正数的反码与原来的数相同。负数的反码符号位是“1”，数 值位按位取反。 3) 补码 正数的补码与原来的数相同，负数的补码由它的绝对值求反 加1后得到，符号位是“1”。 4) BCD码 BCD码也称为8421码，BCD码分为两种，压缩BCD码和非压缩 BCD码。压缩BCD码是用四位二进制数表示一位十进制数；非压缩
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任务4 Keil软件使用
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任务3 Proteus 8 Professional软件使用
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任务要求： 利用Proteus Professional软件绘制基于51单片机的16路流 水灯电路原理图，并分析电路基本结构。 学习目标： (1) 掌握Proteus 8 Professional软件基本操作步骤。 (2) 掌握Proteus 8 Professional元器件的查找方法。 (3) 掌握基于51单片机的8路流水灯电路原理图及其实现原 理。 Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司开发的EDA 工具软件，具备其他EDA工具软件常见的仿真功能，还能仿真单 片机及外围器件。Proteus是目前比较好的仿真单片机及外围器 件的工具，受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力 于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
CY：进/借位标志位。可以由硬件或者软件置位和清零。 AC：辅助进/借位标志位。当执行加减法时，运算结果的低4 位向高4位有进位或借位时，硬件置位1，AC = 1；反之， AC = 0。
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OV：溢出标志位。若溢出，硬件置位1；反之，置位0。 P：奇偶标志位。累加器(Accumulator，ACC)中有奇数个 “1”，则P = 1；反之，为0。 (2) 位寻址区(片内RAM的20H～2FH单元)：共有16个单元， 每个单元既可以以字节访问，又可以对每个单元中的位地址进 行访问，每个单元有8个位地址，共有128个位地址，因此把这 个区域称为位寻址区。
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任务要求： 在本小节学习基础上独立完成任意数值各进制之间的转换， 各数值之间原码、反码、补码及BCD码之间的相互转换。 学习目标： (1) 掌握单片机各进制之间的相互转换。 (2) 掌握原码、反码、补码及BCD码的基础知识。 (3) 掌握常用数据类型及运算符表示方法。 1．数制 所谓数制，是指数的表现形式，是一种按照进位原则进行计 数利用符号计数的科学表示方法，全称为进位计数制，简称数 制。数制有很多种，常用的数制有二进制、八进制、十进制、 十六进制4种方式。 1) 二进制数
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任务1 单片机知识 任务2 计算机数制及其相互之间的转换 任务3 Proteus 8 Professional软件使 用 任务4 Keil软件使用
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教学任务 任务1：单片机知识。 任务2：计算机数制及其相互之间的转换。 任务3：Proteus 8 Professional软件使用。 任务4：Keil软件使用。
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(6) 有很强的外部扩展能力。 单片机的应用范围很广，可概括为如下几个方面： (1) 工业智能控制。 (2) 仪器仪表。 (3) 计算机外部设备及通信。 (4) 智能家居。 (5) 医疗卫生。 (6) 军事。 (7) 航空航天。 5．单片机的等级 按照适应能力的不同，单片机可分为如下等级： (1) 民用级或商用级。温度适应能力在0～70℃。 (2) 工业级。温度适应能力在 -40～85℃，适用于工厂和工
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52子系列中，常见的有8032、8052、8752三种机型。52子系 列与51子系列相比结构大部分相同，不同之处在于：片内数据 存储器增至256 B；8032芯片不带ROM，8052芯片带8 KB的ROM， 8752芯片带8 KB的EPROM；有3个16位定时器/计数器，6个中断 源。
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3) 十六进制数 十六进制(Hexadecimal)数的基数是16，它有0～9以及A、B、 C、D、E、F共16个数字字符，其中A～F相当于十进制的10～15， 用这16个数码可以任意组合十六进制的数。运算规则为逢十六 进一，借一当一十六，权是16n(n为整数)。十六进制数的后缀 是H。 2．数制和数制之间的转换 1) 二进制转换成十进制 规律：小数点左侧整数部分从右往左每四位二进制数为一组 来进行分组，整数部分不够四位则直接在高位补0；小数部分从 左往右每四位为一组，不够四位在其低位补0。把每一组转换成 对应的十六进制数码。 2) 十六进制转换成二进制
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(3) 用户数据区(30H～7FH)：共有80个单元，是提供给用户 使用的，常用做堆栈区。
2) 内部数据存储器高128个单元(80H～FFH) 51单片机共有高128个单元。51单片机有21个特殊功能寄存 器(SFR)，52单片机有26个SFR，每个SFR都占用一个在此RAM区 域中的一个单元。
任务要求： 利用Keil C51编写16路流水灯代码，编译生成HEX文件并烧 录至任务3绘制的电路原理图内，实现51单片机驱动LED灯的亮 灭。 学习目标： (1) 掌握Keil C51软件基本操作步骤。 (2) 掌握Keil C51软件编程规范。 (3) 掌握基于51单片机的8路流水灯的软件程序流程。 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列单片机C语 言软件开发系统，与汇编语言相比，C语言在功能性、结构性、 可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供 了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿 真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境
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1) 内部数据存储器低128个单元(00H～7FH) (1) 工作寄存器区(00H～1FH)：分为四组，在任意时刻， CPU只能选择其中的一组寄存器作为当前寄存器组，具体选择哪 一组由程序状态字(Program Status Word，PSW)寄存器中的RS1 和RS0来决定。
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单片机顶部缺口左侧为第1个引脚，逆时针排列，右侧上端 是第40个引脚。40个引脚的功能如下：
(1) 电源和晶振引脚。 (2) 控制引脚。 (3) I/O口引脚：P0口(32～39引脚)，内部没有上拉电阻， 不能正常输出高低电平，因此使用时需外接上拉电阻，一般为 10 kΩ。 2．单片机的电平特性 数字电路只有两种电平：高电平和低电平。单片机是数字集 成芯片，输入/输出是晶体管-晶体管逻辑(TransistorTransistor Logic，TTL)电平，高电平是 +5 V，低电平是0 V。 因计算机串口是RS-232C电平(负逻辑电平)，高电平是 -12 V， 低电平是 +12 V，所以单片机与计算机相连时，需加电平转换
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8. 单片机最小系统 单片机最小系统由复位电路、晶振电路、电源指示电路及主 控芯片组成。 1) 复位电路 复位电路是指使单片机内各寄存器的值变为初始状态的电路。
2) 晶振电路 单片机要想工作，必须有一个标准的时钟信号作为基准，晶 振电路(也称时钟振荡电路)就是为单片机提供这种基准的电路，
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指令周期：CPU执行一条指令所需要的时间。
3) 电源指示电路 电源指示电路由发光二极管、限流电阻构成。上电后，为了 给用户提示上电成功，常常在电源电路里加入限流电阻和发光 二极管，上电成功，指示灯点亮。
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任务2 计算机数制及其相互之间的转换
教学目标 (1) 掌握单片机的发展史、内部结构及单片机最小系统的 构成。 (2) 掌握各个进制间的相互转换。 (3) 掌握Proteus 8 Professional软件的使用方法。 (4) 掌握Keil软件的使用方法。
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任务1 单 片 机 知 识
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任务要求： 在本小节学习基础上简述单片机的基本结构，简要分析利用 51单片机驱动LED电路的基本实现思路。 学习目标： (1) 掌握单片机的引脚结构。 (12.)单掌片握机单的片引机脚最结小构系统及各模块功能。 单片机属于微型计算 机的一种，它是把微处理 器、存储器、输入/输出 (Input/Output，I/O)接 口、定时器/计数器、串 行接口、中断系统等电路 集成在一块集成电路芯片