单片机原理及接口技术 第一章ppt课件
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本章要点： 微型计算机和单片机的发展概况 单片机系统组成概述(CPU、总线、存储器和I/O 口等) 二进制、十进制和十六进制数(数制转换和运算) 计算机中数的表示(原码、反码和补码) 单片机常用编码(BCD码、ASCII码)
.
第1章 微型计算机系统基本知识
§1-1 概念
1.1.1 微型计算机
微型计算机具有体积小， 功耗低重量轻，价格低，可 靠性高，开发使用简便等一 系列优点，自问世以来得到 了非常广泛的应用。
.
图1-2 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
.
微处理器加上同样采用大规模集成电路 制成的用于存储程序和数据的存储器，以及与 输入输出设备相衔接的输入输出接口电路就构 成了微型计算机(Microcomputer)
什么是单片机?
如果将微处理器、存储器和输入输出接口 电路集成在一块集成电路芯片上，称为单片微型 计算机，简称单片机。
单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ wk.baidu.com编语言 ⑶ 高级语言
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
.
§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
.
⒊ 十六进制数
.
1.1.3 单片机的发展概况
可分为四个阶段: 第一阶段：单片机探索阶段。 第二阶段：单片机完善阶段。 第三阶段：8位机和16位机争艳阶段，也是
单片机向微控制器发展的阶段。 第四阶段：微控制器全面发展阶段。 目前，应用广泛的主流机型是89C51系列单片机。
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1.1.4 单片机的特点和应用
1、单片机特点
运算方法，是学习计算机必备的基础知识。
.
一、二进制、十进制和十六进制数
⒈ 十进制数
主要特点： ① 基数是10。有10个数码（数符）构成：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
② 进位规则是“逢十进一”。
【例】 1234.56
= 1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+6×10-2 = 1000+200+30+4+0.5+0.06
有关本课程学习的几点建议
本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理 这方面知识掌握得不够好的请自己补上 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力 硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是皮肉器脏及思想 预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习
.
第1章 微型计算机系统基础知识
通用PC包括：键盘、显示器、鼠标、硬/软/ 光驱、音箱、打印机、扫描仪…等外设。 单片机则只是一片集成电路。（……100、48、 40、32、28、20、16、8条引脚）。
.
单片机与PC机之异同（2）
功能：
PC机： 数据运算、采集、处理、存储、传输； 单片机：控制（或受控于）外设。
通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存 储和传输；
②
寄存器F，算术逻辑单元ALU；
③
② 控制器：程序计数器PC，指令寄存器IR，
指令译码器ID，定时和控制逻辑电路。
.
1.2.2 总线：
用于传送信息的公共途径。 总线分为：
⑴ 数据总线 DB (Data Bus) ⑵ 地址总线 AB (Address Bus) ⑶ 控制总线 CB (Control Bus)
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。
.
单片机与PC机之异同（3）
应用特点： 个人计算机（微机）：
体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用 计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须 制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。
单片机：
体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在， 属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习 方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。
.
几种单片机封装形式
.
返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支：
1、PC机： PC机系统全力实现海量高速数据处 理，兼顾控制功能。
2、单片机：单片机系统全力满足测控对象的测 控功能，兼顾数据处理能力。
.
单片机与PC机之异同（1）
组成：
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机： 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机：上述部件被集成到单芯片中。
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高，体积小，可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
.
2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
上述，103、102、101、100、10-1、10-2 称为十进制数各数位的 “ 权 ” 。
.
⒉ 二进制数
主要特点：
① 基数是2。只有两个数码：0 和 1。 ② 进位规则是“逢二进一”。
每左移一位,数值增大一倍；右移一位,数值减小一半。 二进制数用尾缀B作为标识符。 【例】 111.11B = 1×22 +1×21 +1×20 +1×2-1+1×2-2 = 7.75 其中，22、21、20、2-1、2-2 称为二进制数各数位的“ 权 ”
.
1.2.3 输入/输出设备及其接口电路 ⑴ 输入设备； ⑵ 输出设备； ⑶ I/O接口电路。 输入输出设备一般不能与CPU直接相连，而是
通过某种电路完成寻址、数据缓冲、输入输出控 制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种电路称为 I/O接口电路。例如：8255、0809、0832等等。
.
1.2.5 软件
.
§1-2 单片机系统的组成
有两大部分组成: ⑴ 硬件：组成单片机系统的物理实体； ⑵ 软件：对硬件使用和管理的程序。
.
硬件结构框图
(DB)
时钟 CPU ROM
外
RAM 定时 中断 I/O
部
计数器 系统 接口
设
复位
(AB)
备
(CB)
图1-2 单片机系统的硬件结构框图
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1.2.1 微处理器
① 运算器：累加器A，暂存寄存器TMP，标志
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第1章 微型计算机系统基本知识
§1-1 概念
1.1.1 微型计算机
微型计算机具有体积小， 功耗低重量轻，价格低，可 靠性高，开发使用简便等一 系列优点，自问世以来得到 了非常广泛的应用。
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图1-2 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
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微处理器加上同样采用大规模集成电路 制成的用于存储程序和数据的存储器，以及与 输入输出设备相衔接的输入输出接口电路就构 成了微型计算机(Microcomputer)
什么是单片机?
如果将微处理器、存储器和输入输出接口 电路集成在一块集成电路芯片上，称为单片微型 计算机，简称单片机。
单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ wk.baidu.com编语言 ⑶ 高级语言
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
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§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
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⒊ 十六进制数
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1.1.3 单片机的发展概况
可分为四个阶段: 第一阶段：单片机探索阶段。 第二阶段：单片机完善阶段。 第三阶段：8位机和16位机争艳阶段，也是
单片机向微控制器发展的阶段。 第四阶段：微控制器全面发展阶段。 目前，应用广泛的主流机型是89C51系列单片机。
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1.1.4 单片机的特点和应用
1、单片机特点
运算方法，是学习计算机必备的基础知识。
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一、二进制、十进制和十六进制数
⒈ 十进制数
主要特点： ① 基数是10。有10个数码（数符）构成：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
② 进位规则是“逢十进一”。
【例】 1234.56
= 1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+6×10-2 = 1000+200+30+4+0.5+0.06
有关本课程学习的几点建议
本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理 这方面知识掌握得不够好的请自己补上 本课程是一门实践性、应用性很强的学科 仅仅听懂还不够,重在培养动手能力 硬件/软件同样重要、不可偏废 硬件是骨架，软件是皮肉器脏及思想 预习、听课、复习、作业、实验环环都重要 用科学的方法学习
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第1章 微型计算机系统基础知识
通用PC包括：键盘、显示器、鼠标、硬/软/ 光驱、音箱、打印机、扫描仪…等外设。 单片机则只是一片集成电路。（……100、48、 40、32、28、20、16、8条引脚）。
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单片机与PC机之异同（2）
功能：
PC机： 数据运算、采集、处理、存储、传输； 单片机：控制（或受控于）外设。
通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存 储和传输；
②
寄存器F，算术逻辑单元ALU；
③
② 控制器：程序计数器PC，指令寄存器IR，
指令译码器ID，定时和控制逻辑电路。
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1.2.2 总线：
用于传送信息的公共途径。 总线分为：
⑴ 数据总线 DB (Data Bus) ⑵ 地址总线 AB (Address Bus) ⑶ 控制总线 CB (Control Bus)
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。
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单片机与PC机之异同（3）
应用特点： 个人计算机（微机）：
体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用 计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须 制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。
单片机：
体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在， 属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习 方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。
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几种单片机封装形式
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返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支：
1、PC机： PC机系统全力实现海量高速数据处 理，兼顾控制功能。
2、单片机：单片机系统全力满足测控对象的测 控功能，兼顾数据处理能力。
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单片机与PC机之异同（1）
组成：
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机： 上述部件以芯片形式安装在主板上。 单片机：上述部件被集成到单芯片中。
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高，体积小，可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
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2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
上述，103、102、101、100、10-1、10-2 称为十进制数各数位的 “ 权 ” 。
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⒉ 二进制数
主要特点：
① 基数是2。只有两个数码：0 和 1。 ② 进位规则是“逢二进一”。
每左移一位,数值增大一倍；右移一位,数值减小一半。 二进制数用尾缀B作为标识符。 【例】 111.11B = 1×22 +1×21 +1×20 +1×2-1+1×2-2 = 7.75 其中，22、21、20、2-1、2-2 称为二进制数各数位的“ 权 ”
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1.2.3 输入/输出设备及其接口电路 ⑴ 输入设备； ⑵ 输出设备； ⑶ I/O接口电路。 输入输出设备一般不能与CPU直接相连，而是
通过某种电路完成寻址、数据缓冲、输入输出控 制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种电路称为 I/O接口电路。例如：8255、0809、0832等等。
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1.2.5 软件
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§1-2 单片机系统的组成
有两大部分组成: ⑴ 硬件：组成单片机系统的物理实体； ⑵ 软件：对硬件使用和管理的程序。
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硬件结构框图
(DB)
时钟 CPU ROM
外
RAM 定时 中断 I/O
部
计数器 系统 接口
设
复位
(AB)
备
(CB)
图1-2 单片机系统的硬件结构框图
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1.2.1 微处理器
① 运算器：累加器A，暂存寄存器TMP，标志