单片机基础知识概述
51单片机基础知识
51单片机基础知识单片机作为一种嵌入式微控制器，具有广泛的应用领域和技术需求。
本文将介绍51单片机的基础知识，包括其概述、硬件结构、编程语言和开发环境等内容。
通过本文的学习，读者可以对51单片机有初步了解，并为之后的学习和应用打下基础。
一、概述51单片机，是指Intel公司开发的一种8位微处理器。
它以其简单、稳定和可靠的特点，成为嵌入式系统开发中最常用的单片机之一。
51单片机由存储器、中央处理器、输入输出端口、计时器/计数器和各种外围设备组成。
二、硬件结构51单片机的硬件结构主要包括中央处理器、存储器、输入输出端口和计时器/计数器。
1.中央处理器51单片机的中央处理器是一种基于哈佛架构的8位微处理器，具有高性能和低功耗的特点。
它可以执行指令、进行算术逻辑运算和控制外围设备的工作。
2.存储器51单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用来存储运行的程序代码，而数据存储器用于存储程序需要的数据。
3.输入输出端口51单片机通过输入输出端口与外部设备进行通信。
输入端口用于接收外部信号，输出端口用于输出控制信号。
4.计时器/计数器51单片机内置了多个计时器/计数器，用于定时和计数应用。
它们可以实现精确的时间控制，并为系统提供准确的时间基准。
三、编程语言51单片机的常用编程语言有汇编语言和C语言。
汇编语言是51单片机最早的编程语言，它直接与硬件进行交互，执行效率高。
而C语言是一种高级编程语言，具有结构化、可移植等特点，编写的程序更加易读易维护。
1.汇编语言汇编语言是一种低级别的编程语言，需要程序员直接处理寄存器和内存地址。
它的语法相对复杂，但可以更直接地控制硬件资源，实现更高效的程序执行。
2.C语言C语言是一种结构化的高级编程语言，具有简洁、易读和可移植等特点。
C语言程序需要通过编译器将源代码转化为机器指令，然后才能在51单片机上运行。
四、开发环境51单片机的开发环境包括硬件开发工具和软件开发工具。
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片，也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能：单片机是用来控制各种设备和系统的，其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器：单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器，存储程序和数据。
3. 输入输出功能：单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗：单片机通常工作在微功耗下，能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用：单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理：包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构：包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发：包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例：包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计：包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口：包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理：包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理：包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用：包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信：包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出：包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
单片机重点知识点
单片机重点知识点单片机是嵌入式系统开发中的重要组成部分，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗等。
本文将对单片机重点知识点进行介绍。
一、单片机的基础知识点1. 单片机的定义单片机是一种集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
常用的单片机有AVR、PIC、STM32等。
2. 单片机的组成单片机由以下几个部分组成：- 中央处理器- 存储器- 输入/输出接口- 时钟电路- 辅助电路3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可分为以下几个步骤：- 程序存储器中的指令被取出并送到中央处理器中执行；- 执行指令时，进行数据读取和存储；- 中央处理器将结果写入存储器或输出到外部设备。
二、单片机编程的知识点1. 单片机编程语言单片机编程语言主要有汇编语言和高级语言两种。
常用的高级语言有C语言和Basic语言。
2. 单片机的寄存器单片机寄存器是指内部的用于存储数据和控制单元的设备。
常用的寄存器有通用寄存器、状态寄存器、计数寄存器等。
3. 单片机的输入/输出单片机的输入/输出通常使用端口操作来实现。
输入操作可以通过读取端口输入的信号，输出操作可以通过向端口输出信号来实现。
4. 单片机的中断中断是指单片机在执行程序时遇到某些事件时，暂停程序的执行，跳转到中断服务程序中去处理该事件。
常见的中断有外部中断、定时中断和任务间中断等。
三、单片机应用的知识点1. 单片机应用领域单片机应用广泛，涉及的领域包括：- 家电控制- 汽车电子- 机器人控制- 医疗器械等。
2. 单片机的通信方式单片机的通信方式有多种，常用的有串口通信、并口通信、SPI通信、I2C通信等。
其中串口通信应用最为广泛。
3. 单片机的电源管理单片机的电源管理是指如何控制单片机系统的供电，以保证单片机正常工作。
常见的电源管理方式有降压稳压和电源管理芯片等。
4. 单片机的调试与测试单片机的调试与测试是指如何验证单片机系统的正确性，包括硬件测试和软件测试。
单片机基础知识点全攻略
单片机基础知识点全攻略单片机 (Microcontroller) 是一种内含的微处理器、存储器以及各种输入输出接口的集成电路芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，如家电、汽车、电子设备等。
单片机的基础知识点主要包括以下几个方面：1.单片机的基本结构：单片机由中央处理器单元(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器/计数器等组成。
其中，CPU是单片机最重要的部件，负责执行程序指令。
存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中ROM存储着程序代码和常量数据，RAM用于存储运行时的数据。
2.单片机的工作原理：单片机通过执行存储在ROM中的程序指令，完成各种任务。
CPU从ROM中读取指令并执行，将结果存储在RAM中。
由于单片机通常工作在时钟信号的控制下，故CPU在时钟的辅佐下工作。
3.单片机的编程语言：单片机的编程语言通常采用汇编语言或高级语言(如C语言)。
汇编语言是一种机器指令的助记符，编程复杂、灵活、直接，通常用于对程序执行效率要求较高的场合；而C语言则具有语法简洁、易读易写的特点，适合快速开发程序。
4.单片机的输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
常见的输入接口有开关、按钮、传感器等；常见的输出接口有LED灯、蜂鸣器、电机等。
通过编程，用户可以控制这些接口的状态，与外设实现数据的输入和输出。
5.单片机的定时器/计数器：单片机的定时器/计数器模块用于生成精确的时间间隔或计数外部事件。
它可以被用来实现定时中断、测量脉冲宽度、计数等功能，是单片机中非常重要的功能模块之一6.单片机的中断和中断服务程序：单片机在执行程序的过程中，可以接收和响应外部的中断信号。
当中断发生时，单片机会立即暂停当前任务，跳转执行预先定义好的中断服务程序，处理中断事件。
中断机制是实现实时响应和多任务操作的重要手段。
7.单片机的电源与时钟：单片机需要稳定可靠的电源和时钟信号供给。
电源通常由直流电源或电池提供，特别是在嵌入式系统中，通常需要考虑功耗和电池寿命等因素；时钟信号则是单片机正常工作的基础，它通过晶体振荡电路或者外部时钟源提供。
单片机基本知识点总结
单片机基本知识点总结
单片机是一种微处理器，通常被用于控制电子设备和系统中的逻辑操作。
单片机具有计算和控制功能，并能够以无需外部其他器件而单独运行。
以下是单片机的基本知识点：
1. 单片机的结构：由中央处理器(CPU)、存储器、外设和输入/输出(I/O)口组成。
2. 单片机的分类：根据CPU内核类型可分为8051系列、AVR系列、PIC系列等。
3. 单片机的指令系统：单片机指令分为操作指令和数据传输指令。
4. 单片机的存储器：包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)，ROM用于储存程序，RAM用于储存变量和临时数据。
5. 外设：可连接到单片机的设备，如LED灯、LCD显示器、电机等。
6. I/O口：单片机用于与外部设备通信的接口，包括输入口和输出口。
7. 中断系统：单片机可快速响应外部事件的能力，通过设置中断自动运行中断服务子程序。
8. 特殊功能寄存器(SFR)：用于控制单片机内部外设的寄存器。
9. 微控制器编程：可用汇编语言或高级语言如C语言来编写单片机程序。
10. 调试工具：用于调试和测试单片机程序的工具，如仿真器、调试器等。
以上是单片机的基本知识点，了解这些内容可以帮助初学者更好地理解和掌握单片机编程技术。
单片机及控制-第一章单片机基础知识
关于逻辑高低电平： 1) 5V CMOS 、 HC 、 AHC 、 AC 中 ， 输 入 大 于 3. 5V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 1.5 V 算 低 电 平 ； 2) 5 V TTL 、 AB T 、 AHCT 、 HC T 、 ACT 中 ， 输 入 大 于 2 V 算 高 电 平 ， 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ； 3) 3. 3V LV TTL 、 LV T 、 L VC 、 AL VC 、 LV 、 AL V T 中 ，输 入 大 于 2V 算高电平 | | 输 入 小 于 0. 8V 算 低 电 平 ；
【单片机的应用领域】 目前单片机渗透到我们生活的各个领域， 几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程 的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像 机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应 用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
AT89S52 具有以下标准功能：8K 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定 时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行 口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选 择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一 个中断或硬件复位为止。
单片机知识点
第一章、绪论单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机。
单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；结构灵活,应用广泛。
单片机发展趋势：数据位长1——>4——〉8-->16--〉32位；CPU处理能力和速度不断提高；增大片内RAM和ROM容量；增加片内I/O口和功能模块种类和数量；扩大对外部RAM/IO 口和程序存储器寻址能力；缩小体积，降低功耗。
单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。
软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识.应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。
要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。
应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备、物联网等领域。
第三章：MCS—51单片机结构与原理3。
1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构51单片机的引脚定义：P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD(后备电源引入端）；EA (读内/外ROM控制）/Vpp(编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG(编程脉冲)；PSEN （外部ROM读选通信号)；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）Vcc （+5v电源）；Vss （地)逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）51单片机基本组成：一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口;一个串行端口，用于数据的串行通信;中断控制系统;内部时钟电路。
MCS-51单片机的CPU：运算器:由8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器ACC（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等组成。
单片机基础知识
2023/8/4
液晶字符显示屏
液晶图形点阵显示屏
25
2023/8/4
拨动开关
26
红外遥控用 发射接受一体管
2023/8/4
继电器
27
2023/8/4
28
各类接插件
2023/8/4
29
超声波发射接受头
遥控组件
2023/8/4
30
双路遥控组件
2023/8/4
31
长距离遥控器3000－4000M
Motorola单片机特点之一是在同样速度下所用的时钟频率 较Intel类单片机低很多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力 强，更适合用于工控领域及恶劣的环境。Motorola 8位单片 机过去的策略是以掩膜为主，最近推出了OTP计划以适应单 片机发展新趋势。在32位机上，M.CORE在性能和功耗方面 都胜过ARM7。
带引线的塑料芯片封装
PLCC44(Plastic Leaded Chip Carrier)
单片机芯片STC89C52
2023/8/4
5
1.1.2 单片机与微型计算机的关系
计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规 模集成电路四代的演变。微型计算机属于第四代计算机。
微型计算机的发展以微处理器的发展为特征，主要表现： 芯片集成度的提高(从最初的约2000个晶体管/片发展到目 前的几百万个晶体管/片)； 处理器位数的增加（从4位增加到64位）； 时钟频率的加快(从1MHz到约几个GHz)； 价格的逐渐降低等方面。
2023/8/4
32
8×8二极管点阵
2023/8/4
八段数码管
33
B电气05-吴欣--单片机控制的GPS定位信息显示器系统
单片机概述
单片机概述
一.基本概念：
在一片半导体硅片上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的，用于测控领域的单片微型计算机，简称单片机。
单片机还可以称为嵌入式控制器或微控制器。
【特点：】
1.体积小，成本低。
2.标志着计算机正式形成通用计算机和嵌入式计算机两大分支。
一.发展历史：
根据其基本操作处理的二进制数主要分为8位单片机、16位单片机、32位单片机。
二.特点：
1.单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物，其
发展与普及给工业自动化等领域带来一场重大革命和技术进步。
2.单片机广泛应用的原因：
（1）简单方便，易于掌握和普及。
（2）功能齐全，用用可靠，抗干扰能力强。
（3）发展迅速，前景广阔。
（4）嵌入容易，用途广泛。
三.应用：
1.工业控制与检测：机电一体化技术。
2.仪器仪表：（1）自动化和智能化。
（2）加速仪器仪表向数字化、智能化、多功能化发
展。
3.消费类电子产品。
4.通信。
5.武器装备：现代化武器装备。
6.各种终端及计算机外部设备。
7.汽车电子设备。
8.分布式多机系统。
四.发展趋势：（见书P4 - 5）。
单片机基础知识点总结(热门6篇)
单片机基础知识点总结第1篇MCS-51单片机是标准数字电路芯片，其输入输出引脚电平符合TTL电平规则（高电平逻辑3 -5V，低电平逻辑0-1V)，该电平标准有效传输距离较短(15米以内)，不适于远距离通信信号传输。
为了提高串行通信可靠性，增大通信距离，人们定义了各种新的通信电平标准。
后经美国电子工业协会(EIA)指定标准规范化，形成RS422，RS232，RS485三种异步串行通信电平标准和硬件接口协议。
RS232接口标准是一种用于短距离或带调制解调器（Modem）的串行通信接口标准，1 970年由美国电子工业协会(EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的。
MCS-51单片机串行口主要由发送数据寄存器、发送控制器、输出控制门、接收数据寄存器、接收控制器、输入移位寄存器等组成SM0、 SM1：串行口工作方式选择位。
SM2：多机通信控制位。
REN：允许接收控制位。
TB8：发送的第9位数据RB8：接收的第9位数据。
TI：发送中断标志位。
RI：接收中断标志位。
当SMOD位为1，则串行口方式1、方式2、方式3的波特率加倍。
方式o通常用来外接移位寄存器，用作扩展I/O口。
方式0工作时波特率固定为： f o s c / 12 f_{osc} /12 fosc/12。
工作时，串行数据通过RXD输入和输出，同步时钟通过TXD输出。
在TI=0时，当CPU执行一条向SBUF写数据的指令时，启动发送过程。
从RXD依次发送出去，同步时钟从TXD送出。
8位数据发送完后，发送中断标志TI置位，并向CPU申请中断。
在RI=0的条件下，将REN置 “1”就启动一次接收过程。
在移位脉冲的控制下，RXD上的串行数据依次移入移位寄存器。
当8位数据全部移入移位寄存器后，8位数据送入接收数据缓冲器SBUF中，同时，接收中断标志RI置位，向CPU申请中断。
单片机基础知识点总结第2篇为了方便用户，C51编译器把S1单片机的常用的特殊功能寄存器和特殊位进行了定义，放在一个“regsl。
第1讲单片机基础知识
微型计算机硬件结构 ——常见的微机外形
台式微机
立式微机
便携式微机
微型计算机系统
微型计算机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 电 路
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输 出 接 口 电 路
硬件系统 —— 构成微机 的实体和装置
输 出 设 备 软
+
件 系 统
软件系统——微机系统所 使用的各种程序的总称
第1章 单片机基础知识
计算机的分类
1.1 概述 什么是单 片机？
单片微型控制器。 Chip Microcontroller
单片机是把微型计算机的各个功能部件（中 央处理器 CPU 、随机存取存储器 RAM 、只读存 储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通 信接口等）集成在一块芯片上，构成一个完整的 计算机 。
微型计算机系统
CPU
输 入 设 备
输 入 接 口 设 备
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
单片机应用系统的组成
单片机应用系统的组成如图1.6所示。单片机应用系统是 以单片机为核心，再加上接口电路及外设等硬件电路和软件， 就构成了单片机应用系统。因此，单片机应用系统的设计人 员必须从硬件和软件角度来研究单片机，这样才能研究 和开发出单片机应用系统和产品。
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表1-1 80C51系列单片机分类表
芯片型号 分类 总 线 型 基 本 型 80C31 80C51 87C51 存储器类型及字节数/B 片内其他功能单元数量
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。
单片机基础知识概述
第1章 单片机基础知识概述内容概述：本章主要介绍单片机的定义、发展历史，单片机分类方法、应用领域及发展趋势，单片机中数的表示和运算方法，基本逻辑门电路，以及与单片机系统仿真工具Proteus相关的内容。
教学目标：●了解单片机的概念及特点；●掌握单片机中数的表示和运算方法及基本逻辑门电路；●初步了解Proteus软件的功能。
1.1 单片机概述1.1.1 单片机及其发展概况1．什么是单片机单片机是在一块半导体硅片上集成了计算机基本功能部件的微型计算机。
随着大规模集成电路技术的发展，可以将中央处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM）、定时/计数器及输入/输出（I/O）接口电路等主要计算机部件，集成在一块电路芯片上。
虽然只是一个芯片，但从组成和功能上，单片机都已具有了微机系统的基本含义。
单片机自从问世以来，性能都在不断提高和完善，它不仅能够满足很多应用场合的需要，而且具有集成度高、功能强、速度快、体积小、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点。
因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信、智能接口、商业营销等领域得到广泛应用，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
2．单片机的发展单片机诞生于1971年，大体经历了SCM、MCU和SoC三大阶段。
SCM（Single Chip Microcomputer）即单片微型计算机阶段，其主要的技术发展方向是：寻求最佳单片形态的嵌入式系统体系结构。
在开创嵌入式系统的发展道路上，Intel公司功不可没，奠定了SCM与通用微机完全不同的发展道路。
这一阶段最有代表性的产品是Intel公司的8位MCS-51系列单片机。
MCU（Micro Controller Unit）即微控制器阶段，其主要的技术发展方向是：不断推进在嵌入式系统中集成各种外围电路与接口电路的能力，以满足智能化控制的需求。
在此阶段中，Philips 公司以其在嵌入式应用方面的强大实力，推出了基于MCS-51内核的微控制器系列产品，使单片机进入MCU阶段。
51单片机知识基础
51单片机知识基础51单片机是一种非常常见的嵌入式系统开发平台，广泛应用于各个领域，如工业控制、智能家居、物联网等。
要想在嵌入式系统开发中熟练运用51单片机，我们首先需要了解它的基础知识。
本文将从51单片机的概念、特点、原理、编程语言等方面展开论述，以帮助读者全面掌握51单片机的基础知识。
第一部分：51单片机概述51单片机是指Intel公司研发的一种8位单片微控制器，意为“Intel 80系列单片机”。
它由CPU、内存、输入输出端口、定时器、串口等组成，具有较强的数据处理和控制能力。
作为一种非常成熟的单片机，51单片机以其稳定性、成本低、易于使用等特点，受到了广大嵌入式系统开发者的青睐。
第二部分：51单片机特点1. 8位架构：51单片机采用8位架构，即其CPU的位数为8位。
这使得51单片机非常适合于一些对计算能力要求不高的控制应用。
2. 强大的IO口：51单片机内置了大量的IO口，可以方便地与其他设备进行通信，实现各种输入输出功能。
此外，51单片机还支持中断功能，可以提高系统的响应速度。
3. 丰富的外设：51单片机内部集成了多个定时器、串口等外设，可用于实现各种功能，如定时、计数、通信等。
4. 低功耗设计：51单片机在设计时考虑到了功耗的问题，采取了一系列的低功耗技术，可以大大降低系统的能耗。
5. 软件支持：针对51单片机，有丰富的软件开发工具和开发库可供选择，如Keil C51、SDCC等，大大降低了开发的难度。
第三部分：51单片机工作原理51单片机的工作原理主要包括指令执行周期、数据通信、中断机制等。
1. 指令执行周期：51单片机通过时钟控制来执行指令。
每个指令执行周期由若干个机器周期组成，一个机器周期通常为12个时钟周期。
2. 数据通信：51单片机通过内部总线进行数据通信。
在执行指令时，需要从内存或寄存器中读取数据，对数据进行处理，并将处理结果写回内存或寄存器。
3. 中断机制：51单片机支持中断机制，可以在特定条件下触发中断请求，从而暂停当前的程序执行，转而执行中断服务程序。
《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
学习单片机的基础知识
学习单片机的基础知识单片机是一种集成电路，它集处理器、内存、输入/输出端口等主要元件于一体，被广泛应用于各种电子设备和系统中。
对于想要学习和掌握单片机技术的人来说，了解单片机的基础知识是非常重要的。
本文将从单片机的定义、结构、工作原理以及常见的单片机编程语言等方面，介绍学习单片机所需的基础知识。
一、单片机的定义和作用单片机是指整个计算机系统集成在一颗芯片上，通常包括中央处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出端口（GPIO）以及时钟等。
它可以根据程序进行控制和运算，广泛应用于家电控制、工业自动化、通信设备等领域。
学习单片机的基础知识有助于理解和运用这种集成电路的工作原理和编程方法。
二、单片机的结构和组成单片机由CPU、存储器、输入/输出端口以及时钟等组成。
其中，CPU是单片机的核心部分，负责执行计算和控制的任务；存储器用于存储程序和数据；输入/输出端口则实现单片机与外部设备的通信和交互；时钟提供基准信号，控制单片机的运行速度。
三、单片机的工作原理单片机的工作原理主要包括指令执行、数据存取和时序控制三个方面。
1. 指令执行：单片机通过运行存储在ROM中的指令来完成各种操作。
指令由指令寄存器(IR)获取，并由指令译码器进行解析和执行。
2. 数据存取：单片机的数据存储器常分为RAM和ROM两种类型。
RAM用于存储程序运行过程中的中间数据，而ROM用于存储程序指令和常量数据。
3. 时序控制：单片机的时序控制是指通过时钟来控制指令和数据的读写操作，以及各种外部设备的时序要求，确保单片机的稳定和准确运行。
四、单片机的编程语言常见的单片机编程语言有汇编语言和高级语言两种。
汇编语言是一种低级语言，与机器指令相对应，可以直接与硬件进行交互，编写高效且精细的代码。
而高级语言如C语言、BASIC等，则更加易学易用，便于快速实现单片机的功能。
五、学习单片机的方法和建议1. 学习理论知识：掌握单片机的基础理论知识，包括组成结构、工作原理等，为后续的实践学习打下基础。
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单片机知识与具体专业技术相结合可产生更 大的创造力和发展潜力
3、怎样学习单片机
教学目标——掌握单片机原理与应用系统设计技能 需要具备——单片机硬件、软件、接口、开发工具四方 面知识
硬件系统 软件系统
接口系统 开发工具
各组成部分既相对独立，又相互交叉
单片机系统设计
单片机系统设计
第1章 单片机基础知识概述
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应用简介
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应用简介
第1章 单片机基础知识概述
单片计算机（Single Chip Microcomputer） SCM——将通用微计算机基本功能部件集成在一块芯片 上构成的一种专用微计算机系统
应用：SCM硬件+SCM软件+少量外围电路→嵌入式微 机系统+被控对象→微电脑控制产品
单片机的发展：
从1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、 MCS-51（8位）和MCS-96（16位）3大系列单片机。 迄今为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系 列300多个品种的单片机产品。
基本功能部件
接口部件
外部设备
支持它的软件五花八门，应有尽有
分支二：嵌入式计算机系统
（Embedded Computer System）
ECS——能嵌入到对象体系中，以实现对象体系智 能化为目的的一类专用计算机系统
技术要求：必须满足对象体系的物理、电气和环 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
学习方法
本章小结
1.单片机是将通用微计算机基本功能部件集成在 一块芯片上构成的一种专用微计算机系统。
2.单片机的发展趋势是高集成度、高性能、高性 价比、低功耗，51内核单片机仍然是目前主流 机型。
3. Proteus和Keil C是学习单片机编程的两个重要 软件工具。
类个人计算机系统
技术要求: 高速计算 + 海量存储 发展方向: CPU速度不断提升，存储容量不断扩大
386
486 Pentium Ⅳ Pentium
Conroe II
第1章 单片机基础知识概述
个人计算机（Personal Computer）
CPU+存储器+主板+显卡+声卡+网卡+显示器+鼠标+键盘…
硬件系统（RAM，IO，T/C，INT，UART）Leabharlann 存储器输入/输出单元
定时/计数器
中断系统 串行通信
软件系统
C51语言程序
汇编语言程序
接口系统（LED，KEY，AD，DA，IO扩展）
数码管
键盘电路
键盘
模数转换
数模转换 可编程接口
单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用 软件。
单片机实验箱
教材介绍
第1章 单片机基础知识概述 第2章 MCS-51单片机结构及原理 第3章 单片机的汇编语言与程序设计 第4章 单片机的C51语言 第5章 单片机的中断系统 第6章 单片机的定时器/计数器 第7章 单片机的串行通信技术 第8章 单片机接口技术 第9章 单片机应用系统的设计与开发 附录 实验指导
工业计算机（Industrial Personal Computer）
PC→ 电气加固、机械加固，并配置各种接口板卡 → IPC（工控机）→ 嵌入到大型对象系统中（实现智能化 ）
船舶驾驶室集中控制台
自动配料控制系统
电站锅炉控制系统
众多小型对象系统（如家电、仪器、工控单元…）无法使用IPC→ 需要发展一类特殊的嵌入式计算机系统
性高 ； ★开发性能好，开发周期短，控制功能强 ； ★低功耗、低电压，具有掉电保护功能； ★通用性和灵活性好。
应用领域：
★工业自动化控制：工业过程控制、过程监测、工业控制器 及机电一体化控制系统等 ；
★智能仪器仪表：单片机广泛应用于各种仪器仪表，使仪器 仪表智能化；诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速 度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
开发工具——PROTEUS单片机仿真软件
开发工具—— Keil集成开发环境软件
Keil C51简介
Keil C51是51单片机软件开 发的C语言和汇编语言环境， 可以进行纯软件仿真；也可以 与Proteus软件联合进行仿 真。
超声波发射和接收一体化机
能汉字显示的显示屏和实时时钟板
电子万年历
1. 什么是单片机？ 2. 为什么要学单片机？ 3. 怎样学习单片机？
第1章 单片机基础知识概述
1. 什么是单片机？
——从微型计算机技术的两大 发展分支谈起
第1章 单片机基础知识概述
分支一：通用微型计算机系统
（Universal microComputer UCSS—ys—te为m满足）众多普通应用场合需要而发展的一
单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗 单片机（SCM）→微控制器（Micro Controller Unit）
Single Chip Microcomputer
Micro Controller Unit
8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。
单片机的特点和应用 特点：
★良好的性能价格比 ； ★集成度高、体积小、抗干扰能力强，可靠
★通信设备：多机系统中的各计算机之间的通信联系，计算 机与其外围设备之间的协作都有单片机的参与；
★汽车电子与航空航天电子系统；
★家用电器。
以单片机为控制核心用软件取代硬件并能提高系统性 能的微控制技术，是对传统控制技术的一次革命。
汽车电控系统中的单片机应用
2. 为什么要学单片机？
单片机属于高新技术领域，是机电产品智能 化的重要途径，可实现产品的升级换代