3单片机技术基础第二章PPT课件
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单片机基础(第3版)
1.2.6 实验及实验环境
目标： 1，理解课程讲述的原理、思路 2，应用 3，学习单片机开发、调试的方法、工具 方式 示教 实验课
开发资源
编译器（集成开发环境），Keil 烧写器（仿真器） C语言/汇编语言 原理图 用户手册，用户经验 供货商、论坛
单片机开发的两个思路：
[X+Y]补 = [X]补 + [Y]补 [X-Y]补 = [X]补 - [Y]补 = [X]补 + [-Y]补
1.1.5 计算机中使用的编码
1. 二一十进制编码 在二一十进制编码中最常用的是BCD码。 BCD码共有10个编码，即二进制数0000～1001，分别对应十进制0～9。 2. ASCⅡ码 ASCⅡ码是“美国信息交换标准代码”的简称。是一个16行×8列的矩阵。常用十进制数或十
六进制数来表示ASCⅡ码。如：字符A的ASCⅡ码用十进制数表示为65，用十六进制 数表示为41H。
1.2 单片机概述
1.2.1
什么是单片机
1.2.2
单片机的基本构成
1.2.3
单片机是怎样工作的
1.2.4
单片机的历史及使用情况
1.2.5
课程安排
1.2.6 实验及实验环境
1.2.1 什么是单片机
1.2.2 单片机的基本构成 微 型 计 算 机 系 统
用，主流系列,软、硬件设计资料丰富齐全。
单片机的应用领域
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．汽车电子
应用领域对单片机的性能要求 使用温度： 民品：0°— +70°C 工业品：-40 — +85°C 汽车：-40— +105°C 军品： -55 — +125°C
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。
单片机原理及其接口技术 单片机基础知识PPT课件
每秒只能运行5千次加法运算
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机芯片开关输入led显示数码管显示串行模块键盘输入鼠标输入crt或led显示器输出主机内有cpu存储器等部件单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页11111计算机的问世112计算机经历了五个时代113微型计算机结构框图及单片机定义114单片机的发展状况115单片机的特点及应用领域单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页1946年情人节世界上第一台电子计算机诞生重30吨占地170平方米17468个电子管6万个电阻器1万个电容器6千个开关每秒只能运行5千次加法运算耗电174千瓦每15分钟就可能烧掉一支真空管每次一开机整个费城西区的电灯都为之黯然失色11单片机概述111计算机的问世单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页智能计算机eniacelectronicnumericalintegrator1947年贝尔实验室发明了晶体管第一个半导体集成电路1958年112计算机经历了五个时代单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页计算机巨型机微型机通用微机单片机通用单片机专用单片机小型机单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页集成在同一块芯片上单片机113微型计算机结构框图及单片机定义微型计算机由运算器控制器存储器输入设备和输出设备五大部分组成存储器romramio接口io设备输入输出地址总线ab数据总线db控制总线cbcpu运算器控制器单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机原理及其接口技术回目录上一页下一页单片机是一种把处理器cpu随机存储器ram只读存储器rom多种io口等功能集成到一块芯片上的小而完善的计算机系统
1946年情人节，世界上第一台电子计算机诞生
第9页/共79页
ENIAC—Electronic Numerical Integrator
1947年贝尔实验室 发明了晶体管
• 计算机经历了五个时代 • 电子管计算机 • 晶体管计算机 • 集成电路计算机 • 大规模、超大规模集成电路计算机 • 智能计算机
第30页/共79页
2．二进制数 二进制数是计算机内的基本数制，其主要特
点是： (1) 任何二进制数都只由0和1两个数码组成， 其
基数是2。 优点(：2 )运进算借规则位简规单则，是易“用逢电二子进器一件，实借现一运算当。二 ” 。 缺一点般：在不数直的观后，面表用示符同号一B数表值示须这用个较数多是的位二。进 制 数 。
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《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。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
《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
点击此处添加 目录标题
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
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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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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。
单片机应用(共8张PPT)
（2）智能化家电控制 微控制器嵌入到现代的各种家用电器中取代传统的电子电路控制已经成为发展趋势，并且提高了
这些家电的身价。如微控制器控制的智能化电饭煲、全自动洗衣机、电冰箱、空调、彩电等，五花 八门，无所不在。
单片机应用
单片机原理与应用
单片机的应用
（3）计算机外设控制 第一章 单片机基础知识
结合不同（类型3）的传计感算器，机还外可设实现控各制类物理பைடு நூலகம்的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。
例如，驱有动些微器型中打，印大机多内采部采用用80840385微单控片微制机器控，制控，能制打主印轴点电阵汉机字的，启可停与一和般转的速微，机配控接制。步进电机的精确步距，从而保证磁 归微纳控起 制头来器的，的微应精控用确制范寻器围道的广主阔和要，定应在位用家。有用以电下器、5个医方疗面设。备、测控仪表、计算机外设、数控机床、尖端武器、机器人和航空航天中都得到了广泛的应
（5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计
算机之间的数据通信。
单片机应用
单片机原理与应用
S 小 结 第一章 单片机基础知识
结合不同类型的传感器，还可实现各类物理量的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。 （5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计算机之间的数据通信。
用结，合成 不为同无控类制型线系的电统传中感对重器讲要，的还机智可等能实。化现芯各综片类上。物理所量述的，精密微测控量，制如器温度已、成湿为度、计流算量、机流发速展、电和压应、频用率的等。一个重要方面。
微控制器在医疗设备中也用得相当广泛，如呼吸机、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。
这些家电的身价。如微控制器控制的智能化电饭煲、全自动洗衣机、电冰箱、空调、彩电等，五花 八门，无所不在。
单片机应用
单片机原理与应用
单片机的应用
（3）计算机外设控制 第一章 单片机基础知识
结合不同（类型3）的传计感算器，机还外可设实现控各制类物理பைடு நூலகம்的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。
例如，驱有动些微器型中打，印大机多内采部采用用80840385微单控片微制机器控，制控，能制打主印轴点电阵汉机字的，启可停与一和般转的速微，机配控接制。步进电机的精确步距，从而保证磁 归微纳控起 制头来器的，的微应精控用确制范寻器围道的广主阔和要，定应在位用家。有用以电下器、5个医方疗面设。备、测控仪表、计算机外设、数控机床、尖端武器、机器人和航空航天中都得到了广泛的应
（5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计
算机之间的数据通信。
单片机应用
单片机原理与应用
S 小 结 第一章 单片机基础知识
结合不同类型的传感器，还可实现各类物理量的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。 （5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计算机之间的数据通信。
用结，合成 不为同无控类制型线系的电统传中感对重器讲要，的还机智可等能实。化现芯各综片类上。物理所量述的，精密微测控量，制如器温度已、成湿为度、计流算量、机流发速展、电和压应、频用率的等。一个重要方面。
微控制器在医疗设备中也用得相当广泛，如呼吸机、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。
单片机应用技术(C语言版)王静霞PPT课件
C语言在单片机开发中的重要性
高效开发
C语言具有高效、灵活的特性，能够 大大提高单片机开发的效率和代码质 量。
跨平台兼容性
C语言具有良好的跨平台兼容性，能 够实现不同单片机平台之间的移植和 复用。
丰富的第三方库支持
C语言拥有丰富的第三方库支持，能 够方便地实现各种复杂的功能和控制。
易于学习和掌握
C语言语法简单、易于理解，对于初 学者来说容易上手。
02
按键检测程序
03
串口通信程序
通过C语言编程检测单片机上的 按键输入，实现简单的输入处理。
通过C语言编程实现单片机与计 算机之间的串口通信，实现数据 传输和控制。
04
单片机应用实例
数字钟设计
总结词：功能全面 总结词：实现简单 总结词：稳定性高
详细描述：数字钟设计利用单片机实现时间的实时显示 和更新，具备时、分、秒的显示功能，同时可以设置闹 钟和进行时间校准。
单片机C语言编程基础
数据类型
包括基本数据类型（如int、char、float等）和特殊数据类型（如bit、sbit等）。
运算符
包括算术运算符、逻辑运算符、关系运算符等。
流程控制
包括if语句、switch语句、循环语句等。
函数
包括标准库函数和自定义函数。
单片机C语言编程实例
01
LED闪烁程序
通过C语言编程控制单片机上的 LED灯闪烁，实现简单的输出控 制。
物联网与智能家居
物联网技术的普及将推动单片机在智能家居、智能安防等领域的应用， 实现智能化控制和远程监控。
人工智能与机器学习
单片机将结合人工智能和机器学习技术，实现更高级别的智能化应用， 如智能机器人、智能制造等。
《单片机第二章》课件
单片机在智能仪表系统中主要负责接收和处理各 种传感器的信息，控制执行器的动作，实现精确 的测量和自动控制。
THANKS
感谢观看
04
05
单片机应用实例
智能家居控制系统
01
智能家居控制系统是利用单片机技术，实现家庭设备的智能化控制， 提高生活便利性和舒适度。
02
智能家居控制系统可以实现的功能包括：智能照明、智能安防、智能 家电控制、智能环境监测等。
03
单片机在智能家居控制系统中主要负责接收和处理各种传感器和设备 的信息，控制设备的运行，并通过网络与其他设备进行通信。
《单片机第二章》ppt课 件
目录
• 单片机基础知识 • 单片机硬件结构 • 单片机软件编程 • 单片机开发流程 • 单片机应用实例
01
单片机基础知识
单片机定义
总结词
单片机的定义
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将计算机的中央处理器（CPU）、随机存储器 （RAM）、只读存储器（ROM）以及输入/输出（I/O）接口等主要部件集成在 一块芯片上，具有体积小、功耗低、可靠性高的优点。
02
03
调试程序
通过仿真器等工具，对单片机程序进 行调试，确保程序逻辑正确、功能实 现无误。
系统集成与测试
01
系统集成
将硬件和软件整合在一起，构建完 整的单片机系统。
性能测试
测试系统的性能指标，如处理速度 、功耗等是否达标。
03
02
功能测试
对系统进行全面的功能测试，确保 满足需求。
可靠性测试
模拟恶劣环境条件，测试系统的稳 定性和可靠性。
优化代码
优化代码可以提高程序的执行效 率和可读性。可以通过减少冗余 代码、合理分配内存、使用高效 的数据结构和算法等方式进行优 化。
THANKS
感谢观看
04
05
单片机应用实例
智能家居控制系统
01
智能家居控制系统是利用单片机技术，实现家庭设备的智能化控制， 提高生活便利性和舒适度。
02
智能家居控制系统可以实现的功能包括：智能照明、智能安防、智能 家电控制、智能环境监测等。
03
单片机在智能家居控制系统中主要负责接收和处理各种传感器和设备 的信息，控制设备的运行，并通过网络与其他设备进行通信。
《单片机第二章》ppt课 件
目录
• 单片机基础知识 • 单片机硬件结构 • 单片机软件编程 • 单片机开发流程 • 单片机应用实例
01
单片机基础知识
单片机定义
总结词
单片机的定义
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将计算机的中央处理器（CPU）、随机存储器 （RAM）、只读存储器（ROM）以及输入/输出（I/O）接口等主要部件集成在 一块芯片上，具有体积小、功耗低、可靠性高的优点。
02
03
调试程序
通过仿真器等工具，对单片机程序进 行调试，确保程序逻辑正确、功能实 现无误。
系统集成与测试
01
系统集成
将硬件和软件整合在一起，构建完 整的单片机系统。
性能测试
测试系统的性能指标，如处理速度 、功耗等是否达标。
03
02
功能测试
对系统进行全面的功能测试，确保 满足需求。
可靠性测试
模拟恶劣环境条件，测试系统的稳 定性和可靠性。
优化代码
优化代码可以提高程序的执行效 率和可读性。可以通过减少冗余 代码、合理分配内存、使用高效 的数据结构和算法等方式进行优 化。
单片机原理及应用全套完整课件
显示器接口技术及应用实例
1 2
显示器接口原理
显示器接口是单片机将数据显示到外部设备的常 用方式，通过显存和控制信号实现数据的显示和 刷新。
显示器接口电路
显示器接口电路包括显存、显示控制器、驱动电 路等部分，以实现数据的稳定显示和刷新。
3
显示器接口应用实例
通过实例介绍如何使用单片机实现数据显示和控 制，如LED数码管显示、LCD液晶显示等。
单片机发展历程
早期单片机
早期的单片机功能相对简 单，主要用于控制领域，
如Intel公司的8048、 8051等。
现代单片机
随着技术的发展，现代单 片机功能越来越强大，集 成了更多的外设接口和通 信接口，如ARM公司的
ARM7、ARM9等。
未来单片机发展趋势
未来单片机将更加注重低 功耗、高性能、高集成度 和智能化等方向的发展。
目标
培养学生掌握单片机系统开发的 基本技能，具备独立设计单片机 应用系统的能力。
课件结构与安排
结构
按照由浅入深、循序渐进的原则，分为基础篇、提高篇和应用篇三个部分。
安排
基础篇主要介绍单片机的基本概念和原理；提高篇着重讲解单片机的指令系统 和编程语言；应用篇则通过实例分析，介绍单片机的典型应用和开发流程。
串行扩展技术及应用实例
串行扩展原理
通过串行接口与单片机连接，数据传输速度较慢，但节省单片机资 源。
典型应用
如SPI、I2C等串行总线扩展方式。
实例分析
以某串行扩展应用为例，详细介绍其硬件连接、软件编程及调试方法 。
存储器扩展技术及应用实例
存储器扩展需求
当单片机内部存储器不足时，需要进行外部存储器扩 展。
单片机原理及应用全套完整课 件
STM32单片机原理及应用PPT幻灯片课件
10
设计模式
基础型：做好需要专业的软硬件知识 智能型：在搭建的程序框架下设计 高级型：在操作系统管理下，专注应用。 介绍特色、扩展内容，比较学习。需要大家
课下认真消化资料，掌握基础内容。 STM32F10x参考手册_cn.pdf
11
二、硬件—特色接口
I/O
低功耗模式、定时器/计数器、输入捕获
7
实际工程应用的一般步骤
了解--- 背景:工艺流程,技术发展情况论述. 掌握---原理论述、同类方案比较。 设计--- 方案:系统框图,功能描述. 实现---软件流程、功能实现。
8
实际工程应用的一般步骤
9
一、STM32微控制器系列_cn.pdf
STM32的主要优点 ■ 使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核 ■ 优异的实时性能 ■ 杰出的功耗控制 ■ 出众及创新的外设 ■ 最大程度的集成整合 ■ 易于开发，可使产品 ■ 快速进入市场
IMUST B&E LAB5 ©
第一部分
STM32单片机原理及应用
6
需要掌握
掌握单片机的一般设计方法。 目前典型接口电路原理及应用。 开发环境Keil 及编程工具的使用。 能够设计建立基于单片机的系统。 设计完成一个基于STM32单片机的应用系统。
完成:系统描述,软硬件设计,调试结果并写出 报告。
引导程序,自展程序 (=bootstrap))
12
13
14
15
通用输入输出（General
） Purpose Input/Output
16
17
通用同步异步收发机 （Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）
设计模式
基础型：做好需要专业的软硬件知识 智能型：在搭建的程序框架下设计 高级型：在操作系统管理下，专注应用。 介绍特色、扩展内容，比较学习。需要大家
课下认真消化资料，掌握基础内容。 STM32F10x参考手册_cn.pdf
11
二、硬件—特色接口
I/O
低功耗模式、定时器/计数器、输入捕获
7
实际工程应用的一般步骤
了解--- 背景:工艺流程,技术发展情况论述. 掌握---原理论述、同类方案比较。 设计--- 方案:系统框图,功能描述. 实现---软件流程、功能实现。
8
实际工程应用的一般步骤
9
一、STM32微控制器系列_cn.pdf
STM32的主要优点 ■ 使用ARM最新的、先进架构的Cortex-M3内核 ■ 优异的实时性能 ■ 杰出的功耗控制 ■ 出众及创新的外设 ■ 最大程度的集成整合 ■ 易于开发，可使产品 ■ 快速进入市场
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第一部分
STM32单片机原理及应用
6
需要掌握
掌握单片机的一般设计方法。 目前典型接口电路原理及应用。 开发环境Keil 及编程工具的使用。 能够设计建立基于单片机的系统。 设计完成一个基于STM32单片机的应用系统。
完成:系统描述,软硬件设计,调试结果并写出 报告。
引导程序,自展程序 (=bootstrap))
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13
14
15
通用输入输出（General
） Purpose Input/Output
16
17
通用同步异步收发机 （Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter）
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
2024/2/2
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。
32
07
综合项目：智能小车控制系统设计
2024/2/2
33
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
2024/2/2
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。
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周期、状态周期、机器周期各为多少？
27.11.2020
6
4个时序单位从小到大依次是节拍、状态周期、机器周 期和指令周期；
图2-13 89C51单片机各种周期的相互关系
27.11.2020
7
§2.4.2 CPU取指、执行周期时序
每条指令的执行都可以包括取指和执指两个阶段。
在取指阶段，CPU从内部或外部ROM中取出指令操 作码及操作数，然后再执行这条指令。
TMOD
00H
专用寄存器
TCON TL0 TH0 TL1 TH1 SCON SBUF PCON
复位状态
00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 0×××0000B
表2－8中的符号意义如下：
A=00H： 表明累加器已被清0。 PSW=00H： 表明选寄存器0组为工作寄存器组。 SP=07H： 表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操 作的先加后压法则，第一个被压入的数据被写入08H单元中。 P0～P3=FFH： 表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于 输入，又可用于输出。 IP=×××00000B： 表明各个中断源处于低优先级。 IE=0××00000B： 表明各个中断均被关断。 TMOD=00H： 表明T0，T1均为工作方式0，且运行于定时器状态。 TCON=00H： 表明T0，T1均被关断。 SCON=00H： 表明串行口处于工作方式0，允许发送，不允许接收。 PCON=00H： 表明SMOD=0，波特率不加倍。
§2.5.2复位信号及其产生
一、复位信号：
RST引脚为复位信号输入端。 当RST引脚为高电平，且有效时间持续24个振 荡周期以上，才能复位。
二、产生复位信号的电路逻辑图：
如图2-15所示。
27.11.2020
12
RST/VPD VCC VSS
施密特触发器
D2
D1
片内RAM
复位电路
图2－15 复位电路逻辑图
器 周 每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 期 因此，一个机器周期中的12个振荡周期
表示为S1P1，S1P2，S2P1，···，S6P1， S6P2。
若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期 为？
2. 机器周期 和指令周期
指 令 周 期
指令周期：执行一条指令所需的 时间。
每条指令由一个或若干个字节组 成。有单字节指令，双字节指令，…
的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。 机器周期（MC）： 1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，
是计算机执行一种基本操作的时间单位。 指令周期： 执行一条指令所需的时间。一个指令周期由1～4个机器
周期组成，依据指令不同而不同.
举例： 若采用6MHZ的晶体振荡器，则89C51单片机的震荡
单字节和双字节的指令都可能是单机器周期或双周期， 而三字节指令都是双周期的，只有乘、除指令占四周 期。因此，执行一条指令的时间（指令周期）分别是 2μs，4μs和8μs（若震荡频率为6MHZ）。
27.11.2020
返回
8
图2－14 89C51单片机的取指/执行时序
§2.5 复位和复位电路
2.5.1 复位操作的主要功能 主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元
开始执行程序。在SFR中除了SP，端口锁存器，SBUF外 其余寄存器都清零。
对其他一些寄存器的影响如表2－8所列；
表2－8 各特殊功能寄存器的复位值
专用寄存器
复位状态
PC
0000H
ACC
00H
PCW
00H
SP
07H
DPTR
0000H
P0-P3 IP IE
FFH ××000000B 0×000000B
率范围为fOSC=0～24 MHz。
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1
晶体振荡器的频率fosc，震荡信号从XTAL2端输入到片内 的时钟发生器。
图2-12 89C51的片内振荡器及时钟发生器
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2
1. 节拍与状态周期
时钟发生器是一个2分频的触发器电路，它将振荡器的信 号频率fOSC除以2，向CPU提供两相时钟信号P1和P2。时 钟信号的周期称为机器状态周期S(STATE)，是振荡周期 的2倍。在每个时钟周期(即机器状态周期S)的前半周期， 相位1(P1)信号有效，在每个时钟周期的后半周期，相位 2(P2，节拍2)信号有效。
22μF
R
1K Ω
RST/VPD
复位。
VSS
R，C值随着CPU的时钟频率
而变化；
图 2-16 (a) 上电复位电路
27.11.2020
14
二、按键手动复位：按键电平复位方式：如图2-16(b)所示。
通过使复位端经电阻与VCC电 源接通而实现。
§2.4 CPU时序
2.4.1 片内时钟信号的产生
89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成
振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1(19脚)，输出端为
XTAL2（18脚），两端跨接石英晶体及两个电容就可以
构成稳定的自激振荡器。电容器Ｃ１和Ｃ２通常取30 pF
左右，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。振荡脉冲频
多字节指令等。字节数少则存储器 空间少。
每条指令的指令周期都由一个或
几个机器周期组成。有单周期指 令、双周期指令、和四周期指令。 机器周期数少则执行速度快。
3. 基本时序定时单位
综上所述，89C51或其他80C51单片机的基本时序定时单位有如下4个。 振荡周期： 晶振的振荡周期，为最小的时序单位。 状态周期： 振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU
每个时钟周期(以后常称状态S)有两个节拍(相)P1和P2， CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥89C51单片机 各个部件协调地工作。
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3
2. 机器周期 一个机器周期是指CPU访问存储器一次
和指令周期
所需的时间。例如，取指令、读存储器、
写存储器等等。
机 一个机器周期包括12个振荡周期，分为6 个S状态：S1~S6。
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§2.5.3 复位电路
一、上电自动复位：是通过外部复位电路的电容充电实现。 如图2-16(a)所示。
只要Vcc的上升时间不超过
VCC 89C51
1ms，就自动上电复位，即
接通电源就完成了系统复位。
C
VCC
在通电瞬间（Vcc＝0），电 容C通过R充电，在RST端出 现正脉冲，89C51加电自动
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4个时序单位从小到大依次是节拍、状态周期、机器周 期和指令周期；
图2-13 89C51单片机各种周期的相互关系
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§2.4.2 CPU取指、执行周期时序
每条指令的执行都可以包括取指和执指两个阶段。
在取指阶段，CPU从内部或外部ROM中取出指令操 作码及操作数，然后再执行这条指令。
TMOD
00H
专用寄存器
TCON TL0 TH0 TL1 TH1 SCON SBUF PCON
复位状态
00H 00H 00H 00H 00H 00H 不定 0×××0000B
表2－8中的符号意义如下：
A=00H： 表明累加器已被清0。 PSW=00H： 表明选寄存器0组为工作寄存器组。 SP=07H： 表明堆栈指针指向片内RAM 07H字节单元，根据堆栈操 作的先加后压法则，第一个被压入的数据被写入08H单元中。 P0～P3=FFH： 表明已向各端口线写入1，此时，各端口既可用于 输入，又可用于输出。 IP=×××00000B： 表明各个中断源处于低优先级。 IE=0××00000B： 表明各个中断均被关断。 TMOD=00H： 表明T0，T1均为工作方式0，且运行于定时器状态。 TCON=00H： 表明T0，T1均被关断。 SCON=00H： 表明串行口处于工作方式0，允许发送，不允许接收。 PCON=00H： 表明SMOD=0，波特率不加倍。
§2.5.2复位信号及其产生
一、复位信号：
RST引脚为复位信号输入端。 当RST引脚为高电平，且有效时间持续24个振 荡周期以上，才能复位。
二、产生复位信号的电路逻辑图：
如图2-15所示。
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RST/VPD VCC VSS
施密特触发器
D2
D1
片内RAM
复位电路
图2－15 复位电路逻辑图
器 周 每个状态又分为两拍，称为P1和P2。 期 因此，一个机器周期中的12个振荡周期
表示为S1P1，S1P2，S2P1，···，S6P1， S6P2。
若采用6MHz晶体振荡器，则每个机器周期 为？
2. 机器周期 和指令周期
指 令 周 期
指令周期：执行一条指令所需的 时间。
每条指令由一个或若干个字节组 成。有单字节指令，双字节指令，…
的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。 机器周期（MC）： 1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，
是计算机执行一种基本操作的时间单位。 指令周期： 执行一条指令所需的时间。一个指令周期由1～4个机器
周期组成，依据指令不同而不同.
举例： 若采用6MHZ的晶体振荡器，则89C51单片机的震荡
单字节和双字节的指令都可能是单机器周期或双周期， 而三字节指令都是双周期的，只有乘、除指令占四周 期。因此，执行一条指令的时间（指令周期）分别是 2μs，4μs和8μs（若震荡频率为6MHZ）。
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图2－14 89C51单片机的取指/执行时序
§2.5 复位和复位电路
2.5.1 复位操作的主要功能 主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元
开始执行程序。在SFR中除了SP，端口锁存器，SBUF外 其余寄存器都清零。
对其他一些寄存器的影响如表2－8所列；
表2－8 各特殊功能寄存器的复位值
专用寄存器
复位状态
PC
0000H
ACC
00H
PCW
00H
SP
07H
DPTR
0000H
P0-P3 IP IE
FFH ××000000B 0×000000B
率范围为fOSC=0～24 MHz。
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1
晶体振荡器的频率fosc，震荡信号从XTAL2端输入到片内 的时钟发生器。
图2-12 89C51的片内振荡器及时钟发生器
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1. 节拍与状态周期
时钟发生器是一个2分频的触发器电路，它将振荡器的信 号频率fOSC除以2，向CPU提供两相时钟信号P1和P2。时 钟信号的周期称为机器状态周期S(STATE)，是振荡周期 的2倍。在每个时钟周期(即机器状态周期S)的前半周期， 相位1(P1)信号有效，在每个时钟周期的后半周期，相位 2(P2，节拍2)信号有效。
22μF
R
1K Ω
RST/VPD
复位。
VSS
R，C值随着CPU的时钟频率
而变化；
图 2-16 (a) 上电复位电路
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二、按键手动复位：按键电平复位方式：如图2-16(b)所示。
通过使复位端经电阻与VCC电 源接通而实现。
§2.4 CPU时序
2.4.1 片内时钟信号的产生
89C51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成
振荡器。反相放大器的输入端为XTAL1(19脚)，输出端为
XTAL2（18脚），两端跨接石英晶体及两个电容就可以
构成稳定的自激振荡器。电容器Ｃ１和Ｃ２通常取30 pF
左右，可稳定频率并对振荡频率有微调作用。振荡脉冲频
多字节指令等。字节数少则存储器 空间少。
每条指令的指令周期都由一个或
几个机器周期组成。有单周期指 令、双周期指令、和四周期指令。 机器周期数少则执行速度快。
3. 基本时序定时单位
综上所述，89C51或其他80C51单片机的基本时序定时单位有如下4个。 振荡周期： 晶振的振荡周期，为最小的时序单位。 状态周期： 振荡频率经单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU
每个时钟周期(以后常称状态S)有两个节拍(相)P1和P2， CPU就以两相时钟P1和P2为基本节拍指挥89C51单片机 各个部件协调地工作。
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2. 机器周期 一个机器周期是指CPU访问存储器一次
和指令周期
所需的时间。例如，取指令、读存储器、
写存储器等等。
机 一个机器周期包括12个振荡周期，分为6 个S状态：S1~S6。
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§2.5.3 复位电路
一、上电自动复位：是通过外部复位电路的电容充电实现。 如图2-16(a)所示。
只要Vcc的上升时间不超过
VCC 89C51
1ms，就自动上电复位，即
接通电源就完成了系统复位。
C
VCC
在通电瞬间（Vcc＝0），电 容C通过R充电，在RST端出 现正脉冲，89C51加电自动