第一章-单片机基础知识PPT课件
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第1章 单片机基础概述PPT课件
PC主要功能部件： CPU+存储器 + 显卡+声卡+网卡 + 显示器+鼠标+键盘…
基本功能部件
接口
外设
12
技术要求: 高速计算+海量存储 发展方向: 总线速度不断提升，存储容量不断扩大
386
486
Pentium
Pentium Pro Pentium MMX
Pentium Ⅱ
Pentium Ⅲ
Pentium Ⅳ Conroe II
单片机原理及接口技术
2008年中国机器人大赛
课程特点
本课程是自动化专业的专业方向课；是 一门实践性很强的课程。本课程结合Intel MCS-51系列单片机中的8051芯片进行讲 授，通过仿真软件Proteus掌握单片机系统 的开发与运行过程。
课程安排
理论学时： 48 另安排有单独的实验学时： 16
INTEL架构CPU的发展历程
13
分支二：嵌入式计算机系统 （Embedded Computer System）
ECS——嵌入到对象体系中，实现对象体系智 能化控制的专用计算机系统 。 技术要求：必须满足对象体系的物理环境、电 气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。
7
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软件简介
8
1.1 单片机概述
1、什么是单片机？ 2、为什么要学单片机？ 3、怎样学习单片机？
1、什么是单片机？
——从微型计算机技术的两大 发展分支谈起
9
回顾
计算机的冯·诺依曼结构
单片机基本知识整体介绍PPT课件
网络化与物联网技术
总结词
随着物联网的快速发展，单片机正朝着网络化和物联网技术的方向发展。
详细描述
网络化的单片机可以实现远程控制和数据传输，使得设备之间的通信更加便捷。同时，物联网技术的应用使得单 片机可以与各种智能设备和系统进行连接，实现更广泛的智能化应用。这为智能家居、智能工业等领域的发展提 供了有力支持。
详细描述
低功耗设计有助于减少能源消耗和减少对环境的影响，这对 于便携式设备和长时间运行的系统非常有利。低功耗单片机 在待机模式下的功耗较低，有助于延长设备的续航时间。
多核技术
总结词
为了提高处理能力和效率，单片机正朝着多核技术方向发展。
详细描述
多核技术允许多个处理器核心集成在单个芯片上，从而提高并行处理能力和系 统性能。这使得单片机能够更好地应对复杂和多任务的应用场景，提高系统的 响应速度和效率。
07
单片机的学习建议
理论与实践相结合
理论学习
掌握单片机的基本原理、 体系结构、指令系统等理 论知识，为实践操作提供 指导。
实践操作
通过实验、项目等方式， 将理论知识应用于实际中， 加深对单片机的理解。
案例分析
通过分析实际案例，了解 单片机在各个领域的应用， 提高解决实际问题的能力。
不断学习新技术与新方法
设计外围电路
包括电源电路、输入输出接口电路、通信电路等。
绘制电路原理图和PCB图
使用专业软件绘制电路原理图和PCB图，便于后续制作硬件 电路板。
软件编程
选择开发环境
选择适合单片机的开发环境，如Keil、IAR等。
编写程序代码
根据系统需求，编写程序代码，实现所需功能。
代码调试
在开发环境中进行代码调试，确保程序逻辑正确。
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。
单片机基础知识.ppt
7
三、单片机的特点及应用
1. 采用哈佛体系结构 2. 采用面向控制的指令系统 3. 引脚功能服用 4. 片内RAM作寄存器 5. 类型齐全 6. 功能通用 • 具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
2020/6/8
8
三、单片机的特点及应用
• 单片机主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用 电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系 统。
到最低位。举例：
1. 0.625转换成二进制数
0.625
×2
1.250 ×2
1 (b-1)
0.5 0 ×2
0 (b-2)
1.0
1 (b-3)
• 0.625 = 0.101B
2. 0.625转换成十六进制数 0.625 × 16 = 10.0 0.625 = 0.AH
3. 208.625 转换成十六进制 数208.625 = D0.AH
2 19
1 （ b1）
29
1 （ b2）
24 22
0 （ b3） 0 （ b4）
21
1 （ b5）
0 2020/6/8
2. 208转换成十六进制 数
208 = D0H
16 208 16 13
余0 余 13 =DH
0
20
十进制数转换成二、十六进制数
小数转换法
• “乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，直至小数为0 或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数，从最高位排
系列8098/8096、80C198/80C196
• 90年代初-至今 16位单片机高档32位单片机
2020/6/8
6
三、单片机的特点及应用
单片机基础知识PPT培训课件
单片机基础知识ppt培 训课件
目 录
• 单片机简介 • 单片机基础知识 • 单片机的基本操作 • 单片机的编程实例 • 单片机的高级应用 • 单片机的学习建议
单片机简介
01
单片机的定义
总结词
单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理器、存储器、定时器/计数器、输入/输出接口等模块，具有微型化、 集成度高、可靠性好的特点。
单片机的编程语言
01
02
03
汇编语言
汇编语言是一种低级语言， 与硬件紧密相关，可以直 接控制硬件操作。
C语言
C语言是一种高级语言， 具有可读性强、可移植性 好等优点，是单片机开发 中常用的编程语言。
其他编程语言
如C、Java等也可以用于 单片机开发，但需要根据 单片机的硬件和操作系统 进行适配。
单片机的开发环境
要点二
详细描述
单片机的发展始于上世纪70年代，最初是4位单片机，主 要用于简单的控制和智能化仪表等领域。随着技术的不断 发展，8位单片机逐渐成为主流，广泛应用于家电、汽车、 通信等领域。随后，16位单片机出现，其性能更高，功能 更强大，应用范围更广。近年来，随着嵌入式系统技术的 不断发展，32位单片机逐渐成为主流，其运算能力和智能 化水平更高，能够满足更复杂的应用需求。
单片机的编程实例
04
LED闪烁的编程实例
01
02
03
04
LED闪烁
通过编程控制单片机上的LED 灯以一定的频率闪烁，展示单
片机的输出控制能力。
编程语言
使用C语言或汇编语言编写程 序，控制LED灯的亮灭状态。
实现方式
通过配置单片机的IO口，控 制LED灯的阳极和阴极，实现
LED灯的闪烁。
目 录
• 单片机简介 • 单片机基础知识 • 单片机的基本操作 • 单片机的编程实例 • 单片机的高级应用 • 单片机的学习建议
单片机简介
01
单片机的定义
总结词
单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理器、存储器、定时器/计数器、输入/输出接口等模块，具有微型化、 集成度高、可靠性好的特点。
单片机的编程语言
01
02
03
汇编语言
汇编语言是一种低级语言， 与硬件紧密相关，可以直 接控制硬件操作。
C语言
C语言是一种高级语言， 具有可读性强、可移植性 好等优点，是单片机开发 中常用的编程语言。
其他编程语言
如C、Java等也可以用于 单片机开发，但需要根据 单片机的硬件和操作系统 进行适配。
单片机的开发环境
要点二
详细描述
单片机的发展始于上世纪70年代，最初是4位单片机，主 要用于简单的控制和智能化仪表等领域。随着技术的不断 发展，8位单片机逐渐成为主流，广泛应用于家电、汽车、 通信等领域。随后，16位单片机出现，其性能更高，功能 更强大，应用范围更广。近年来，随着嵌入式系统技术的 不断发展，32位单片机逐渐成为主流，其运算能力和智能 化水平更高，能够满足更复杂的应用需求。
单片机的编程实例
04
LED闪烁的编程实例
01
02
03
04
LED闪烁
通过编程控制单片机上的LED 灯以一定的频率闪烁，展示单
片机的输出控制能力。
编程语言
使用C语言或汇编语言编写程 序，控制LED灯的亮灭状态。
实现方式
通过配置单片机的IO口，控 制LED灯的阳极和阴极，实现
LED灯的闪烁。
单片机基础知识ppt课件
24
表1.1 各种进位制的对应关系
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
0
0
0
0
9 1001 11
9
1
1
1
1
10 1010 12
A
2
10
2
2
11 1011 13
B
3
11
3
3
12 1100 14
C
4
100
4
4
13 1101 15
D
5
101
5
5
14 1110 16
E
6
110
单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡 的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有 独特的优势。
11
1.1.4 单片机的发展状况
1. 单片机的发展过程
(1) 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。
似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数， 减去除数。
36
1.3.2 逻辑运算 微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻 辑电路完成。
1. 逻辑与运算 逻辑与常用符号“∧”表示，运算规则为：
0∧0=0，1∧0=0，0∧1=0，1∧1=1。两个位 数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位 进行与运算。
特点：片内面向测控系统电路增强，使之可以 方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微 控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
14
2. 单片机产品近况
51系列产品繁多，已推出的主要产品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
表1.1 各种进位制的对应关系
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
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13 1101 15
D
5
101
5
5
14 1110 16
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单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡 的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有 独特的优势。
11
1.1.4 单片机的发展状况
1. 单片机的发展过程
(1) 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。
似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数， 减去除数。
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1.3.2 逻辑运算 微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻 辑电路完成。
1. 逻辑与运算 逻辑与常用符号“∧”表示，运算规则为：
0∧0=0，1∧0=0，0∧1=0，1∧1=1。两个位 数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位 进行与运算。
特点：片内面向测控系统电路增强，使之可以 方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微 控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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2. 单片机产品近况
51系列产品繁多，已推出的主要产品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
—属于微型机的一种 —具有一般微型机的基本组成和功能
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。
10
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。
12
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。
15
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
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。
10
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
(单片机完整课件PPT)第一章
具有一台计算机的属性，是一芯片级的计 算机。
单片机应用系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机应用系统
单片机应用系统 : 由硬件系统和 软件系统组成 硬件是应用系统的基础
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
软件是在硬件的基础上对其资源 进行合理调配和使用，从而完成 应用系统所要求的任务，二者相 互依赖，缺一不可
硬件
注：本课程的重点 1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。 2.掌握软件设计与调试的基本技能。
MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类： （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存 储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。 采用CMOS工艺适于电池供电或其它要求低功耗的场合
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
学习该课程的目的：
1、熟练掌握单片机硬件管脚的定义、功能、作用。 2、熟练掌握单片机各种存储器物理空间配置及内 部特殊功能寄存器的定义、作用。 3、熟练掌握单片机的指令系统及程序编写。 4、熟练掌握单片机内部资源应用及接口扩展技术。 5、熟练掌握单片机应用系统的硬件及软件设计 （最终目的）。 6、学会查找资料，查看芯片数据手册，培养自学 方法，培养独立查找问题、解决问题的能力。
运算器
控制器
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件
系
统
存储器
硬件系统
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机， 简称单片机 —— 单片机实质上就是一个芯片
单片机应用系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机应用系统
单片机应用系统 : 由硬件系统和 软件系统组成 硬件是应用系统的基础
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
软件是在硬件的基础上对其资源 进行合理调配和使用，从而完成 应用系统所要求的任务，二者相 互依赖，缺一不可
硬件
注：本课程的重点 1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。 2.掌握软件设计与调试的基本技能。
MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类： （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存 储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。 采用CMOS工艺适于电池供电或其它要求低功耗的场合
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
学习该课程的目的：
1、熟练掌握单片机硬件管脚的定义、功能、作用。 2、熟练掌握单片机各种存储器物理空间配置及内 部特殊功能寄存器的定义、作用。 3、熟练掌握单片机的指令系统及程序编写。 4、熟练掌握单片机内部资源应用及接口扩展技术。 5、熟练掌握单片机应用系统的硬件及软件设计 （最终目的）。 6、学会查找资料，查看芯片数据手册，培养自学 方法，培养独立查找问题、解决问题的能力。
运算器
控制器
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件
系
统
存储器
硬件系统
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机， 简称单片机 —— 单片机实质上就是一个芯片
单片机原理教程(经典)ppt课件
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。
X1——时钟振荡器输入端，内部振荡器输入端；
X2——时钟振荡器输出端，内部振荡器输出端；
2、控制线4根
RST——复位信号，晶振工作后2个机器周期的高电平复
位CPU.
ALE——地址锁存信号访问外部存储器时该信号锁
存低8位地址；无RAM时，ALE为晶振6分频；
X1
PSEN——外部程序存储器读从程序存储器中取指令或读取 X2
高档型单片机有：AT89S8252，这是一种可下载的Flash单 片机。它和IBM微机通信进行下载程序十分方便。
•最新课件
•8
第一章---------8
二、Philips单片机
Philips公司的的单片机都属于MCS-51系列兼容的单片机。从 内部结构看可以划分为两大类，8位机与80C51兼容系列和16位机 XA系列。Philips公司的的单片机8位机的主要产品型号有P80CXX、 P87CXX和P89CXX系列，16位机的主要产品型号有PXACXX、PXAGXX 和PXASXX等。
家用电器的嵌入式结构有单核嵌入和双核嵌入2种。例如：一般电脑 电饭煲，内部只有一个单片机，这种控制系统是单核嵌入；对于分体式空 调，室内机与室外机中分别有1个单片机，为双核嵌入结构。
四、单片机与Internet
Internet技术已经深入到日常生活和工作中。各类家用电器和智能装 置，它们的“心脏”多是单片机，由于单片机芯片品种达数百种，其硬件 结构和指令系统各不相同，不能像PC机那样通过标准的硬件接口和接口 软件直接接入Internet网络。
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。
X1——时钟振荡器输入端，内部振荡器输入端；
X2——时钟振荡器输出端，内部振荡器输出端；
2、控制线4根
RST——复位信号，晶振工作后2个机器周期的高电平复
位CPU.
ALE——地址锁存信号访问外部存储器时该信号锁
存低8位地址；无RAM时，ALE为晶振6分频；
X1
PSEN——外部程序存储器读从程序存储器中取指令或读取 X2
高档型单片机有：AT89S8252，这是一种可下载的Flash单 片机。它和IBM微机通信进行下载程序十分方便。
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第一章---------8
二、Philips单片机
Philips公司的的单片机都属于MCS-51系列兼容的单片机。从 内部结构看可以划分为两大类，8位机与80C51兼容系列和16位机 XA系列。Philips公司的的单片机8位机的主要产品型号有P80CXX、 P87CXX和P89CXX系列，16位机的主要产品型号有PXACXX、PXAGXX 和PXASXX等。
家用电器的嵌入式结构有单核嵌入和双核嵌入2种。例如：一般电脑 电饭煲，内部只有一个单片机，这种控制系统是单核嵌入；对于分体式空 调，室内机与室外机中分别有1个单片机，为双核嵌入结构。
四、单片机与Internet
Internet技术已经深入到日常生活和工作中。各类家用电器和智能装 置，它们的“心脏”多是单片机，由于单片机芯片品种达数百种，其硬件 结构和指令系统各不相同，不能像PC机那样通过标准的硬件接口和接口 软件直接接入Internet网络。
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AC：辅助进位、借位标志（高半字节对低半字节的进位和 借位），有进位和借位产生时，AC为1，反之为0。
F0:用户标志位，由用户自定义。
RS1和RS0：工作寄存器选择标志位。
OV：溢出标志位。
P：奇偶校验位，当A中1的个数为偶数时P=0，反之为1。
.
12
2)控制器
包 括 定 时 控 制 逻 辑 、 程 序计 数 器 PC 、 数 据指 针 DPTR、堆栈指针SP、指令寄存器IR、指令译码器ID 等。
128
1
2
32
AT89C52 5 33MHz 8K
256
1
3
32
AT89C53 5 24MHz 12K 256 1
3
32
.
6
Philips公司主要单片机产品
型号
工作电压 （V）
主频
ROM(B)
RAM UART 定时 I/O口线 (B) (个) (个) (条)
P87C52 4.5-5.5 33MHz 8K(OTP) 256 1 P87LPC762 4.5-5.5 16MHz 16K(OTP) 512 1 P87LPC767 4.5-5.5 20MHz 4K(OTP) 128 1
第一章 单片机基础知识
1.1 单片机的特点 1.2 8051的内部结构 1.3 8051的系统扩展 1.4 8051指令系统 1.5 实用程序设计
.
1
1.1 单片机的特点
一、什么是单片机？
单片机：SCM ——Single Chip Microcontroller MCU —— Microcontroller Unit
高性能、高速度、低电压、低功耗、大容量存储器的方向发展。
.
3
1.1 单片机的特点
三、MCS-51单片机及其兼容产品
Intel公司推出了8位的MCS-51系列单片机后，在 工业控制方面得到了极大的应用。之后，Intel开 放了51单片机内核技术，Philips、Atmel、ADI等 公司相继推出了基于51内核的单片机.
ACC ACC 工作 寄存器
ALU
TMP
控制中断、 定时、串行 口的特殊功 能寄存器
定指 时令 与寄 控存 制器
PSW
SP I/O口锁存/驱动器
内部总线
P0 P1 P2 P3
单片机的内部结构框图
.
10
1.2.1 中央处理器CPU
1) 运算器
2)
3)
运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件，以
▪ B寄存器
在进行乘法、除法运算时作为ALU的输入之一，与ACC配合完成运算， 并存放运算结果。
.
11
PSW（程序状态字，8位）：存放指令执行后的有 关状态。
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位标志 CY AC F0 RS1 RS0 OV
/
P
CY（C）：进位和借位标志，当指令执行中有进位和借位 产生时，CY为1，反之为0。
.
8
1.2 8051的内部结构
T
INT
定时器 / 计数器
中断系统
P0～ P3
并
行
I/O 接
口
CP U 存储器
串并
行串 I/O 接
口
TXD RXD
8051单片机的基本结构
可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定
时器/计数器和中断逻辑几部分。
.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
DPTR
RAM
ROM
PC
PSEN ALE
EA RST
❖主要功能：对逐条指令进行译码，并通过定时和控 制电路在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外 部控制信号，协调单片机内部各部分的工作以及协 调单片机和外围芯片的工作，完成指令规定的操作。
.
13
8051的时钟
▪单片机时钟电路用来产生CPU的操作时序
▪通常有两种形式：
1、内部方式：
C1
XT AL1
MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡 器 的 高 增 益 反 相 放 大 器 ， 引 脚 XTAL1 和 XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。 把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或 陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡 器并产生振荡时钟脉冲。
将CPU、ROM、RAM、定时器/计数器、I/O接 口等微型计算机部件集成在一块集成电路芯片上
特点： 体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、
灵活性强、可靠性高
.
2
1.1 单片机的特点
二、单片机的发展历程
单片机自从20世纪70年代问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛的发 展。
➢ 单片机的初级阶段：1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列的单
P89C660 4.5-5.5 20MHz 16K(Flash) 512 1
3
32
2
18(带I2C接 口)
2
18(带I2C接 口)
3
32(带I2C接 口)
.
7
1.1 单片机的特点
四、单片机应用领域
1.在智能仪器仪表上的应用 2.在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用 4.在计算机网络和通信领域中的应用 5.单片机在医用设备领域中的应用 6.在各种大型电器中的模块化应用 7.单片机在汽车设备领域中的应用
Intel公司主要产品 Atmel公司主要产品 Philips公司主要产品
.
4
Intel公司主要单片机产品
工作电
OTP
RAM UART 定时器 I/O口线
型号 压(V) 主频 ROM(B) （B） (个) (个) (条)
8031 5 12MHz
128 1
2
32
8051 5 12MHz 4K
128 1
2
32
8751 5 12MHz
128 1
2
32
8052 5 12MHz 8K
256 1
3
32
.
5
Atmel公司主要单片机产品
型号
工作电 压(V)
主频
Flash ROM(B)
RAM (B)
UART 定时器 I/O口线 (个) (个) (条)
AT89C2051 3-5 24MHz
2K
128 1
2
15
AT89C51 5 33MHz 4K
片机。
➢ 单片机的发展阶段： 80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列
的单片机，motorola的68系列，Zilog的Z8系列等。
➢ 高性能单片机发展阶段：16位单片机，芯片内部也增加了其他的性
能。如Intel的MCS-96系列单片机，在单片机内部集成了A/D转换器、 PWM输出。
在未来，应各种电子产品对单片机的要求，单片机将会向多功能、
算术逻辑单元（ALU）为核心，包括累加器（ACC）、程序状态字
（PSW）、暂存器、B寄存器等部件和BCD码调整电路。在进行位操
作时，以PSW中的进位标志位C作为位操作累加器，整个位操作系统
构成一台布尔处理机。
❖ 主要功能：算术运算、逻辑运算、移位功能、位数据操作
▪ 累加器ACC
ACC是8位寄存器，在进行算术、逻辑运算时，运算器的一个输入多 为ACC的输入，而运算结果大多数也要送到ACC中。助记符为ACC 或A。
F0:用户标志位，由用户自定义。
RS1和RS0：工作寄存器选择标志位。
OV：溢出标志位。
P：奇偶校验位，当A中1的个数为偶数时P=0，反之为1。
.
12
2)控制器
包 括 定 时 控 制 逻 辑 、 程 序计 数 器 PC 、 数 据指 针 DPTR、堆栈指针SP、指令寄存器IR、指令译码器ID 等。
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1
2
32
AT89C52 5 33MHz 8K
256
1
3
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AT89C53 5 24MHz 12K 256 1
3
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Philips公司主要单片机产品
型号
工作电压 （V）
主频
ROM(B)
RAM UART 定时 I/O口线 (B) (个) (个) (条)
P87C52 4.5-5.5 33MHz 8K(OTP) 256 1 P87LPC762 4.5-5.5 16MHz 16K(OTP) 512 1 P87LPC767 4.5-5.5 20MHz 4K(OTP) 128 1
第一章 单片机基础知识
1.1 单片机的特点 1.2 8051的内部结构 1.3 8051的系统扩展 1.4 8051指令系统 1.5 实用程序设计
.
1
1.1 单片机的特点
一、什么是单片机？
单片机：SCM ——Single Chip Microcontroller MCU —— Microcontroller Unit
高性能、高速度、低电压、低功耗、大容量存储器的方向发展。
.
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1.1 单片机的特点
三、MCS-51单片机及其兼容产品
Intel公司推出了8位的MCS-51系列单片机后，在 工业控制方面得到了极大的应用。之后，Intel开 放了51单片机内核技术，Philips、Atmel、ADI等 公司相继推出了基于51内核的单片机.
ACC ACC 工作 寄存器
ALU
TMP
控制中断、 定时、串行 口的特殊功 能寄存器
定指 时令 与寄 控存 制器
PSW
SP I/O口锁存/驱动器
内部总线
P0 P1 P2 P3
单片机的内部结构框图
.
10
1.2.1 中央处理器CPU
1) 运算器
2)
3)
运算器是用于对数据进行算术运算和逻辑操作的执行部件，以
▪ B寄存器
在进行乘法、除法运算时作为ALU的输入之一，与ACC配合完成运算， 并存放运算结果。
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PSW（程序状态字，8位）：存放指令执行后的有 关状态。
位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位标志 CY AC F0 RS1 RS0 OV
/
P
CY（C）：进位和借位标志，当指令执行中有进位和借位 产生时，CY为1，反之为0。
.
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1.2 8051的内部结构
T
INT
定时器 / 计数器
中断系统
P0～ P3
并
行
I/O 接
口
CP U 存储器
串并
行串 I/O 接
口
TXD RXD
8051单片机的基本结构
可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定
时器/计数器和中断逻辑几部分。
.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
9
DPTR
RAM
ROM
PC
PSEN ALE
EA RST
❖主要功能：对逐条指令进行译码，并通过定时和控 制电路在规定的时刻发出各种操作所需的内部和外 部控制信号，协调单片机内部各部分的工作以及协 调单片机和外围芯片的工作，完成指令规定的操作。
.
13
8051的时钟
▪单片机时钟电路用来产生CPU的操作时序
▪通常有两种形式：
1、内部方式：
C1
XT AL1
MCS-51单片机片内有一个用于构成振荡 器 的 高 增 益 反 相 放 大 器 ， 引 脚 XTAL1 和 XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。 把放大器与作为反馈元件的晶体振荡器或 陶瓷谐振器连接，就构成了内部自激振荡 器并产生振荡时钟脉冲。
将CPU、ROM、RAM、定时器/计数器、I/O接 口等微型计算机部件集成在一块集成电路芯片上
特点： 体积小、价格低、性能强大、速度快、用途广、
灵活性强、可靠性高
.
2
1.1 单片机的特点
二、单片机的发展历程
单片机自从20世纪70年代问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛的发 展。
➢ 单片机的初级阶段：1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列的单
P89C660 4.5-5.5 20MHz 16K(Flash) 512 1
3
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18(带I2C接 口)
2
18(带I2C接 口)
3
32(带I2C接 口)
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1.1 单片机的特点
四、单片机应用领域
1.在智能仪器仪表上的应用 2.在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用 4.在计算机网络和通信领域中的应用 5.单片机在医用设备领域中的应用 6.在各种大型电器中的模块化应用 7.单片机在汽车设备领域中的应用
Intel公司主要产品 Atmel公司主要产品 Philips公司主要产品
.
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Intel公司主要单片机产品
工作电
OTP
RAM UART 定时器 I/O口线
型号 压(V) 主频 ROM(B) （B） (个) (个) (条)
8031 5 12MHz
128 1
2
32
8051 5 12MHz 4K
128 1
2
32
8751 5 12MHz
128 1
2
32
8052 5 12MHz 8K
256 1
3
32
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5
Atmel公司主要单片机产品
型号
工作电 压(V)
主频
Flash ROM(B)
RAM (B)
UART 定时器 I/O口线 (个) (个) (条)
AT89C2051 3-5 24MHz
2K
128 1
2
15
AT89C51 5 33MHz 4K
片机。
➢ 单片机的发展阶段： 80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列
的单片机，motorola的68系列，Zilog的Z8系列等。
➢ 高性能单片机发展阶段：16位单片机，芯片内部也增加了其他的性
能。如Intel的MCS-96系列单片机，在单片机内部集成了A/D转换器、 PWM输出。
在未来，应各种电子产品对单片机的要求，单片机将会向多功能、
算术逻辑单元（ALU）为核心，包括累加器（ACC）、程序状态字
（PSW）、暂存器、B寄存器等部件和BCD码调整电路。在进行位操
作时，以PSW中的进位标志位C作为位操作累加器，整个位操作系统
构成一台布尔处理机。
❖ 主要功能：算术运算、逻辑运算、移位功能、位数据操作
▪ 累加器ACC
ACC是8位寄存器，在进行算术、逻辑运算时，运算器的一个输入多 为ACC的输入，而运算结果大多数也要送到ACC中。助记符为ACC 或A。