单片机系统的应用与开发.ppt
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单片机基础知识资料-PPT
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤 第4章 80C51单片机硬件基础知识 第5章 80C51单片机软件基础知识 第6章 80C51单片机内部资源及应用 第7章 单片机外部扩展资源及应用
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
1. 电子计算机的发展概述
2. 单片机的发展过程及产品近况
3. 单片机的特点 4. 单片机应用系统开发简介
5.1 计算机语言概述
5.2 80C51单片机寻址方式
5.3 80C51单片机指令系统
暂时不讲
5.4 80C51汇编语言程序设计
5.5 80C51单片机C51程序设计语言
5.6 C51的运算符和表达式
5.7 C51的库函数
5.8 C51的应用技巧
第5章 80C51单片机软件基础知识
单片机应用系统
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
软件系统
• 系统资源分配 • 程序结构 • 数学模型 • 程序流程 • 编制程序
第1、3章 单片机应用概述与开发步骤
程序设计
通常是C语言或者汇编语言，在特定的集成开发环境（IDE）中编程 调试，比如应用最广泛的KEIL uVision3
通过特殊功能寄存器可实现对单片机内部资源的 操作和管理。
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
第4章 80C51单片机硬件基础知识
常用特殊功能寄存器
端口P0～P3
特殊功能寄存器P0～P3分别是I/O端口P0～P3的锁存 器。80C51单片机是把I/O当作一般的特殊功能寄存器 使用，不专设端口操作指令，使用方便。
•数据缓冲区 30H～7FH是数 据缓冲区，即 用户RAM区， 共80个单元。
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。
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
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。
单片机原理及应用说课ppt课件
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单片机原理及应用说 课ppt课件
目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
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。
9-1单片机应用系统的设计与开发
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1 0 1 1 1 1 1
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南北红灯亮
东西红灯亮, 南北绿灯亮 东西红灯亮, 南北黄灯亮
MOVX
@DPTR,A
;东西红灯
亮,南北黄灯亮
MOV R2,#0AH LCALL DELY ;延时10s MOV DPTR,#0FFD8H MOV A,#0BEH MOVX @DPTR,A INC DPTR MOV A,#0FH MOVX @DPTR,A ;东西红 灯亮 MOV R2,#0AH LCALL DELY ;延时 DJNZ R7,JOD2 ;闪烁次 数未到继续 LJMP JOD3 ;循环
9.3 空调制冷控制系统案例实现
1.确定任务
设计空调制冷控制系统,要求该系统能够自动控制制冷压 缩机的运行和停止(制冷压缩机工作,则将空气热量带走,环 境温度下降),使环境温度保持在人们设定的温度上(调温范 围为10℃～30℃). 控制系统要控制的是空气温度,是通过压缩机的运行, 停止控制的,实际上单片机直接控制的是压缩机的工作状态. 该系统要实现以下功能. 1)根据环境温度控制压缩机工作.控制参数是温度,被 控参数是压缩机电路通,断的工作状态. 2)设置希望的环境温度值.由人手动控制. 3)显示设定的温度值.
9.2 交通灯模拟控制系统案例实现
1.硬件电路设计 硬件原理图如图所示. (1)选择单片机:目前MCS-51单片机种类繁 多,可以选用AT89C51,配备晶振和复位电路. (2)端口地址:根据原理图所示,8255端口 地址分配如下: A口:0FFD8H B口:0FFD9H C口:0FFDAH
《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PPT课件
02
单片机基本原理
单片机的硬件结构
01
02
03
04
中央处理器
负责执行指令和控制单片机工 作。
存储器
用于存储程序和数据。
输入/输出接口
实现单片机与外部设备的通信 。
时钟电路
提供单片机工作所需的时钟信 号。
单片机的指令系统
指令集
单片机所能执行的指令集合。
指令格式
指令的编码格式和长度。
寻址方式
确定操作数所在地址的方式。
统上运行。
项目管理工具
IAR Embedded Workbench提供了 项目管理工具，方便用户管理项目文
件和资源。
高效编译器和调试器
IAR Embedded Workbench提供了 高效的编译器和调试器，支持多种单 片机型号。
图形化界面设计工具
IAR Embedded Workbench支持图 形化界面设计，方便用户设计人机交 互界面。
单片机原理及应用
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发环境 • 单片机应用实例 • 单片机发展趋势与展望
01
单片机概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，它集成 了中央处理器、存储器、输入/输出 接口等主要计算机部件，形成一个完 整的微型计算机系统。
特点
单片机具有体积小、功耗低、可靠性 高、价格便宜等特点，广泛应用于各 种智能控制领域。
单片机的应用领域
工业控制
单片机可以用于各种自 动化设备的控制，如智 能仪表、传感器、执行
器等。
智能家居
单片机可以用于智能家 居系统的控制，如智能 照明、智能安防、智能
家电等。
2024版单片机原理及应用电子版教材pptx
输入输出端口（I/O端 口）：用于与外部设备进 行数据交换
存储器：包括程序存储器、 数据存储器等，用于存储 程序和数据
定时/计数器：提供精确 的定时或计数功能
9
单片机工作原理
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合
可靠性设计
采取多种措施提高单片机的抗干扰能力和 可靠性
寻址方式
确定操作数地址的方法
低功耗设计
PIC系列
高性能、低功耗的单片机，具有丰富 的外设接口和强大的中断处理能力。
2024/1/25
AVR系列
高速、低功耗的单片机，具有先进的 指令集和丰富的外设接口。
ARM系列
高性能、低功耗的32位单片机，具 有强大的计算能力和丰富的外设接口， 适用于高端应用场合。
6
02
单片机基本原理
2024/1/25
2024/1/25
29
汽车电子控制系统设计
发动机控制
通过单片机控制点火、喷油、气门等执行器，实现对发动 机性能的优化和燃油消耗的降低。
01
车身控制
通过单片机控制车灯、车窗、门锁等车 身部件，提高驾驶的便捷性和安全性。
02
2024/1/25
03
车载信息系统
通过单片机控制车载导航、音响、蓝 牙等设备，提供丰富的车载信息娱乐 功能。
2024/1/25
16
I/O端口扩展
I/O端口类型
包括并行I/O端口、串行I/O端口等，用于与外部设备 或传感器进行数据传输。
扩展方式
通过数据线、控制线与单片机连接，实现I/O端口的 扩展。
端口地址分配
根据单片机的地址空间和I/O端口数量，合理分配端 口地址，确保访问正确。
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
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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1. 电路原理图
电脑钟电路的核心是89C51单片机，其内部带有4KB的 FLASH ROM，无须外扩程序存储器；电脑时钟没有大量的运 算和暂存数据，现有的128B片内RAM已能满足要求，也不必 外扩片外RAM。系统配备6位LED显示和4×3键盘，采用8155 作为键盘/显示接口电路。利用8155的A口作为6位LED显示的 位选口，其中，PA0～PA5分别对应位LED0～LED5，B口则 作为段选口，C口的低3位为键盘输入口，对应0～2行，A口同 时用作键盘
第9章 单片机系统的应用与开发
2. 系统工作流程 本电脑钟具备以下功能： (1) 时钟显示：6位LED从左到右依次显示时、分、秒， 采用24小时计时。 (2) 键盘功能：采用4×3键盘，包括：0～9 数字键，键 号为00H～09HC/R键 时间设定/启动计时键，键号为0AH ALM键 闹钟设置/启闹/停闹键，键号为0BH (1) 时间显示：上电后，系统自动进入时钟显示，从00： 00：00开始计时，此时可以设定当前时间。
37 38 39
14 5 6 7
PC 28
9
C/ R
ALM
N
P2C 1
P3C 2
4 RESE
P4C 5
T
5
PA0 ~ PA5
+5 V
1 k
22 F
图9.2 电脑钟硬件原理图
第9章 单片机系统的应用与开发
控制寄存器：4400H A口：4401H B口：4402H C口：4403H 并通过引出的P1口外接一个蜂鸣器电路，或是用P1口上 的发光二极管模拟闹钟功能。需要指出的是，实验板使用的 是8031芯片，使用外扩程序存储器EPROM2764，因此其脚必 须接地。
15 20 pF +5 V 14
31
INT1 INT0 89C51
T T1 0
EA/V P
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6
21 22 23 24 25
26 27
19 18
X1 X2
P2.7 28
2 0 pF
9 RESE
T
17 16
RWD
R
RXD TXD ALE/P PSEN
第9章 单片机系统的应用与开发
的列扫描口。由于采用共阴极数码管，因此A口输出低电 平选中相应的位，而B口输出高电平点亮相应的段。P1.0接蜂 鸣器，低电平驱动蜂鸣器鸣叫启闹。
由图9.2可见，8155的地址分配如下： 控制寄存器：8000H，定义为PORT A口：8001H，定义为PORTA B口：8002H，定义为PORTB C口：8003H，定义为PORTC 如果使用本书配备的实验板实现该电脑钟，需将8155地 址改变为
第9章 单片机系统的应用与开发
LED1
LED2
…
串行口
8031 P 1口
移位寄存器
4×4 键 盘 (a)
移位寄存器 …
8031
8155 键盘显示
接口
LED显 示 4×4 键 盘
(b)
图9.1 显示方式框图 (a) 静态显示框图；(b) 动态显示框图
第9章 单片机系统的应用与开发
9.1.3 硬件设计
第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.2 应用系统设计实例——单片温度控制系统
9.3 单片机应用系统开发的一般方法
9.4 单片机应用系统实用技术
9.5 抗干扰设计
返回主目录
第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
8 9 10 7 11
CE RWD
P0B 8155 P1B
P2B
IOR/M ALE
P3B P4B P5B
P6B
30 31 32 33
34 35 36
LED0 LED1LED2 LED3 LED4LED5 +5 V
PC 00
1
2
3
PC
5.1 k ×3
6 TMROU T
3 TMRI
7 PC P0C P1C
9.1.2 总体方案
1. 计时方案
方案一：采用实时时钟芯片。
针对计算机系统对实时时钟功能的普遍需求，各大芯片生 产厂家陆续推出了一系列的实时时钟集成电路，如DS1287、 DS12887等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒 计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次， 不需程序干预。计算机间，程序简单。此外，实时时钟芯片多 数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能；具有可 编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的 实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期 保存但有时也需变更的数据。
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.1.1 设计要求 设计并制作出具有如下功能的电脑钟： (1) 自动计时，由6位LED显示器显示时、分、秒。 (2) 具备校准功能，可以直接由0～9数字键设置当前时间。 (3) 具备定时起闹功能。 (4) 一天时差不超过1秒钟。
第9章 单片机系统的应用与开发
方案一：串口扩展，LED静态显示。
第9章 单片机系统的应用与开发
如图9.1（a）所示，该方案占用口资源少，采用串口传 输实现静态显示，显示亮度有保证，但硬件开销大，电路复 杂，信息刷新速度慢，比较适D动态显示。 如图9.1（b）所示，该方案硬件连接简单，但动态扫描 的显示方式需占用CPU较多的时间，在单片机没有太多实时 测控任务的情况下可以采用。
10 11 30 29
PB0~PB 7
12 AD0 13 AD1 14 AD2 15 AD3 16 AD4 17 AD5 18 AD6 19 AD7
PA0 21
PA1 22
PA2 23
PA3 24
PA4 25
PA5 26
PA6 PA7
27 28
R200 ×8
dp g f e d c b a
PB 29
第9章 单片机系统的应用与开发
方案二：软件控制。
利用MCS-51内部的定时/计数器进行中断定时，配合软 件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能 够使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻 炼与提高，因此本系统将采用软件方法实现计时。
2. 键盘/显示方案 对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。如 前所述，通常有两种显示方式：动态显示和静态显示。
第9章 单片机系统的应用与开发
6 MHz ＋
+5 V
蜂鸣器
7 4 LS0 7
1
1 2 3 4 5 6
7 8
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5
P1.6 P1.7
P0.0 39
P0.1 38
P0.2 37
P0.3 36
P0.4 35
P0.5 34
P0.6 P0.7
33 32
13 12
电脑钟电路的核心是89C51单片机，其内部带有4KB的 FLASH ROM，无须外扩程序存储器；电脑时钟没有大量的运 算和暂存数据，现有的128B片内RAM已能满足要求，也不必 外扩片外RAM。系统配备6位LED显示和4×3键盘，采用8155 作为键盘/显示接口电路。利用8155的A口作为6位LED显示的 位选口，其中，PA0～PA5分别对应位LED0～LED5，B口则 作为段选口，C口的低3位为键盘输入口，对应0～2行，A口同 时用作键盘
第9章 单片机系统的应用与开发
2. 系统工作流程 本电脑钟具备以下功能： (1) 时钟显示：6位LED从左到右依次显示时、分、秒， 采用24小时计时。 (2) 键盘功能：采用4×3键盘，包括：0～9 数字键，键 号为00H～09HC/R键 时间设定/启动计时键，键号为0AH ALM键 闹钟设置/启闹/停闹键，键号为0BH (1) 时间显示：上电后，系统自动进入时钟显示，从00： 00：00开始计时，此时可以设定当前时间。
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PC 28
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C/ R
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P2C 1
P3C 2
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P4C 5
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PA0 ~ PA5
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图9.2 电脑钟硬件原理图
第9章 单片机系统的应用与开发
控制寄存器：4400H A口：4401H B口：4402H C口：4403H 并通过引出的P1口外接一个蜂鸣器电路，或是用P1口上 的发光二极管模拟闹钟功能。需要指出的是，实验板使用的 是8031芯片，使用外扩程序存储器EPROM2764，因此其脚必 须接地。
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INT1 INT0 89C51
T T1 0
EA/V P
P2.0 P2.1 P2.2 P2.3 P2.4 P2.5 P2.6
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RXD TXD ALE/P PSEN
第9章 单片机系统的应用与开发
的列扫描口。由于采用共阴极数码管，因此A口输出低电 平选中相应的位，而B口输出高电平点亮相应的段。P1.0接蜂 鸣器，低电平驱动蜂鸣器鸣叫启闹。
由图9.2可见，8155的地址分配如下： 控制寄存器：8000H，定义为PORT A口：8001H，定义为PORTA B口：8002H，定义为PORTB C口：8003H，定义为PORTC 如果使用本书配备的实验板实现该电脑钟，需将8155地 址改变为
第9章 单片机系统的应用与开发
LED1
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…
串行口
8031 P 1口
移位寄存器
4×4 键 盘 (a)
移位寄存器 …
8031
8155 键盘显示
接口
LED显 示 4×4 键 盘
(b)
图9.1 显示方式框图 (a) 静态显示框图；(b) 动态显示框图
第9章 单片机系统的应用与开发
9.1.3 硬件设计
第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.2 应用系统设计实例——单片温度控制系统
9.3 单片机应用系统开发的一般方法
9.4 单片机应用系统实用技术
9.5 抗干扰设计
返回主目录
第9章 单片机系统的应用与开发
第9章 单片机应用系统的设计与开发
8 9 10 7 11
CE RWD
P0B 8155 P1B
P2B
IOR/M ALE
P3B P4B P5B
P6B
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LED0 LED1LED2 LED3 LED4LED5 +5 V
PC 00
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5.1 k ×3
6 TMROU T
3 TMRI
7 PC P0C P1C
9.1.2 总体方案
1. 计时方案
方案一：采用实时时钟芯片。
针对计算机系统对实时时钟功能的普遍需求，各大芯片生 产厂家陆续推出了一系列的实时时钟集成电路，如DS1287、 DS12887等。这些实时时钟芯片具备年、月、日、时、分、秒 计时功能和多点定时功能，计时数据的更新每秒自动进行一次， 不需程序干预。计算机间，程序简单。此外，实时时钟芯片多 数带有锂电池做后备电源，具备永不停止的计时功能；具有可 编程方波输出功能，可用做实时测控系统的采样信号等；有的 实时时钟芯片内部还带有非易失性RAM，可用来存放需长期 保存但有时也需变更的数据。
9.1 课程设计——电脑钟的设计与制作
9.1.1 设计要求 设计并制作出具有如下功能的电脑钟： (1) 自动计时，由6位LED显示器显示时、分、秒。 (2) 具备校准功能，可以直接由0～9数字键设置当前时间。 (3) 具备定时起闹功能。 (4) 一天时差不超过1秒钟。
第9章 单片机系统的应用与开发
方案一：串口扩展，LED静态显示。
第9章 单片机系统的应用与开发
如图9.1（a）所示，该方案占用口资源少，采用串口传 输实现静态显示，显示亮度有保证，但硬件开销大，电路复 杂，信息刷新速度慢，比较适D动态显示。 如图9.1（b）所示，该方案硬件连接简单，但动态扫描 的显示方式需占用CPU较多的时间，在单片机没有太多实时 测控任务的情况下可以采用。
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PB0~PB 7
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PA0 21
PA1 22
PA2 23
PA3 24
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dp g f e d c b a
PB 29
第9章 单片机系统的应用与开发
方案二：软件控制。
利用MCS-51内部的定时/计数器进行中断定时，配合软 件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能 够使读者在定时/计数器的使用、中断及程序设计方面得到锻 炼与提高，因此本系统将采用软件方法实现计时。
2. 键盘/显示方案 对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。如 前所述，通常有两种显示方式：动态显示和静态显示。
第9章 单片机系统的应用与开发
6 MHz ＋
+5 V
蜂鸣器
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