第1章绪论-单片机原理及应用(C51编程)-李全利-高教出版社
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2013/4/27 21
1.4.2 应用系统开发工具
硬件开发 使用Protel99SE软件设计 制版、安装器件、焊接
2013/4/27
22
软件开发 利用µ Vision生成目标文件
仿真：软件仿真、硬件仿真 利用编程器
软件界面
2013/4/27
硬件仿真器
23
编程器
汇编源文件 .ASM或.SRC
汇编器 A51.EXE
调试步骤：
Debug菜单，单击Start/Stop Debug Session 选择Debug菜单的Run或Step等命令 观察存储器、寄存器、片内外设等状态
*开发环境的虚拟串口与单片机串口交互信息
27
2013/4/27
示例步骤
建立文件夹lx1 编辑以下文件，lx1.asm存盘 ORG 0000H MAIN:MOV A,#0FEH; LOOP:MOV P2,A RL A AJMP LOOP END 建立工程，以lx1存盘（工程扩展名自动添加） 在project菜单，单击Options for Target ‘Target 1’ 设置器件、晶振频率，选EXE选项和Simulator选项 单击Rebuild all Target files完成汇编，然后调试。
2013/4/27
8
微型计算机的应用形态
桌面应用
CPU芯片 I/O接口芯片 输 出 设 备
存储器芯片
9
输入设备
2013/4/27
嵌入式应用
输出设备
CPU、存储 器和I/O接口 集成于同一 芯片
输入设备
2013/4/27
10
桌面应用与嵌入式应用比较 桌面应用属于通用计算机，主要用于数据处理、 办公自动化及辅助设计。 嵌入式应用属于专用计算机，主要用于智能仪 表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车 及军事电子设备等系统。 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。
2013/4/27
16
1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点
突出的控制性能 可靠性较高， CPU 、存储器及I/O 接口集成在片内， 数据传送不易受环境条件的影响；控制功能强，位 控能力独特，集成有ADC、PWM、WDT等部件。
优秀的嵌入品质 价格低（批量产品）；品种多（应用广泛）引脚少 体积小（印制板减较小），产品结构灵活精巧。
微处理器 1971年1月，INTEL将： 运算器 控制器 一些寄存器 集成在一个芯片上 --------微处理器
4004微处理器
2013/4/27
7
地址总线AB
CPU
(运算器) (控制器)
数据总线DB 控制总线CB
输入设备 存储器 I/O接口 输出设备
CPU + 存储器 +I/O接口 = 微型计算机
特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
2013/4/27 14
1.2.2 单片机产品近况 80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的典型产品有： ATMEL的AT89S5x系列 （ISP，在系统编程） 宏晶的STC89C5x系列 （RS232口编程，方便实用） Silicon Labs的C8051F系列 （SOC，片内功能模块丰富 ）
实践1
2013/4/27
3
1.1 电子计算机概述
1.1.1 电子计算机的经典结构
1946年2月 15日，第一 台电子数字 计算机问世。
ENIAC
标志着计算机时代的到来，对人类的生产和生活方式产生了 巨大的影响 。
2013/4/27 4
冯· 诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的 思想，构建了计算机经典结构：
12
2013/4/27
结构成熟阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1 个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围 64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 特点：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制 的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单 片机经典机种 。
2013/4/27 28
目标文件 (浮动地址) .OBJ
调试目标文件 (绝对地址) 无扩展名或.abs
可烧写 目标文件 .HEX
.LST
连接器 BL51.EXE
转换器 OH51.EXE
编译器 C51.EXE
写入芯片
.M5 1
C源文件 .C
.LST
库文件 .LIB
映像文件
仿真(或模拟)调试
编程 写入器
目标程序开发生成过程
2013/4/27 24
20
汇编或编译 将符号指令转换成机器码的过程称为汇编。高 级语言转换成机器码的过程称为编译。 汇编器（A51.EXE） 编译器（C51.EXE）
连接与固化 汇编和编译形成的浮动地址目标码，要由连接 器（BL51.EXE）连接生成绝对地址目标码。调试 无误的目标码要由转换成（.HEX）文件，然后才 能写入到ROM中。
2013/4/27 17
1.3.2 单片机的应用领域
智能仪器仪表 机电一体化产品 实时工业控制
分布式系统的前端模块
家用电器 交通与航空航天
18
2013/4/27
1.4 单片机应用系统开发过程
1.4.1 应用系统开发过程
正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实 用的单片机应用系统的设计目标。完成该目标的过 程称为单片机应用系统的开发。
借助开发机完成： 排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。
2013/4/27
19
指令的表示形式 指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的 顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：
0000 0100B
04H
04H:累加器A的内容加1，难记！ INC A，记忆容易。称为符号指令。
2013/4/27
工程应用型自动化专业系列教材
单片机原理及应用（C51编程）
主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习 软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
2013/4/27 2
第1章 绪论
1.1
1.2 1.3 1.4
电子计算机概述
单片机的发展过程及产品近况
单片机的特点及应用领域 单片机应用系统开发过程 熟悉µVision开发平台
13
2013/4/27
性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如Silicon Labs 公司推出的单片机C8051F120 ： 8位高速CPU(100MIPS)；128K字节FLASH；5个16位 定时计数器；2个UART，另有SMBus和SPI总线接口 ； 20个中断源；8路12位ADC,2路12位DAC；片内看门 狗定时器等。
百度文库
2013/4/27
15
1.2.2 单片机产品近况 非80C51结构产品：给用户提供了更为广泛的选 择空间，典型产品有： Microchip公司的PIC系列 （品种多便于选型，汽车产品） TI公司的MSP430系列 （16位，低功耗，电池供电产品） ATMEL公司的AVR和Mega系列 （不易解密，军工产品）
2013/4/27 11
1.2 单片机的发展过程及产品近况
1.2.1 单片机的发展过程 3个主要阶段：
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48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。
特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
CPU 计算机的经典结构
2013/4/27 5
电子计算机经历了五个年代 电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机
结构仍然没有突破冯· 诺依曼提出的计算机的经 典结构框架。
2013/4/27
6
1.1.2 微型计算机的组成及其应用形态
实践1 熟悉µ Vision开发平台
µVision的界面
工程窗口 编辑窗口 寄存器标签
片内外设窗口
运行信息显示窗口 变量观察窗口 存储器信息窗口
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25
可执行程序的生成
修改晶 振频率 选择芯片型号 建立输出文件 选择仿真方式
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仿真调试 软件模拟---用于算法模拟 硬件仿真---用于硬件调试
1.4.2 应用系统开发工具
硬件开发 使用Protel99SE软件设计 制版、安装器件、焊接
2013/4/27
22
软件开发 利用µ Vision生成目标文件
仿真：软件仿真、硬件仿真 利用编程器
软件界面
2013/4/27
硬件仿真器
23
编程器
汇编源文件 .ASM或.SRC
汇编器 A51.EXE
调试步骤：
Debug菜单，单击Start/Stop Debug Session 选择Debug菜单的Run或Step等命令 观察存储器、寄存器、片内外设等状态
*开发环境的虚拟串口与单片机串口交互信息
27
2013/4/27
示例步骤
建立文件夹lx1 编辑以下文件，lx1.asm存盘 ORG 0000H MAIN:MOV A,#0FEH; LOOP:MOV P2,A RL A AJMP LOOP END 建立工程，以lx1存盘（工程扩展名自动添加） 在project菜单，单击Options for Target ‘Target 1’ 设置器件、晶振频率，选EXE选项和Simulator选项 单击Rebuild all Target files完成汇编，然后调试。
2013/4/27
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微型计算机的应用形态
桌面应用
CPU芯片 I/O接口芯片 输 出 设 备
存储器芯片
9
输入设备
2013/4/27
嵌入式应用
输出设备
CPU、存储 器和I/O接口 集成于同一 芯片
输入设备
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10
桌面应用与嵌入式应用比较 桌面应用属于通用计算机，主要用于数据处理、 办公自动化及辅助设计。 嵌入式应用属于专用计算机，主要用于智能仪 表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车 及军事电子设备等系统。 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。
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1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点
突出的控制性能 可靠性较高， CPU 、存储器及I/O 接口集成在片内， 数据传送不易受环境条件的影响；控制功能强，位 控能力独特，集成有ADC、PWM、WDT等部件。
优秀的嵌入品质 价格低（批量产品）；品种多（应用广泛）引脚少 体积小（印制板减较小），产品结构灵活精巧。
微处理器 1971年1月，INTEL将： 运算器 控制器 一些寄存器 集成在一个芯片上 --------微处理器
4004微处理器
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地址总线AB
CPU
(运算器) (控制器)
数据总线DB 控制总线CB
输入设备 存储器 I/O接口 输出设备
CPU + 存储器 +I/O接口 = 微型计算机
特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
2013/4/27 14
1.2.2 单片机产品近况 80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的典型产品有： ATMEL的AT89S5x系列 （ISP，在系统编程） 宏晶的STC89C5x系列 （RS232口编程，方便实用） Silicon Labs的C8051F系列 （SOC，片内功能模块丰富 ）
实践1
2013/4/27
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1.1 电子计算机概述
1.1.1 电子计算机的经典结构
1946年2月 15日，第一 台电子数字 计算机问世。
ENIAC
标志着计算机时代的到来，对人类的生产和生活方式产生了 巨大的影响 。
2013/4/27 4
冯· 诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的 思想，构建了计算机经典结构：
12
2013/4/27
结构成熟阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1 个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围 64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 特点：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制 的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单 片机经典机种 。
2013/4/27 28
目标文件 (浮动地址) .OBJ
调试目标文件 (绝对地址) 无扩展名或.abs
可烧写 目标文件 .HEX
.LST
连接器 BL51.EXE
转换器 OH51.EXE
编译器 C51.EXE
写入芯片
.M5 1
C源文件 .C
.LST
库文件 .LIB
映像文件
仿真(或模拟)调试
编程 写入器
目标程序开发生成过程
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汇编或编译 将符号指令转换成机器码的过程称为汇编。高 级语言转换成机器码的过程称为编译。 汇编器（A51.EXE） 编译器（C51.EXE）
连接与固化 汇编和编译形成的浮动地址目标码，要由连接 器（BL51.EXE）连接生成绝对地址目标码。调试 无误的目标码要由转换成（.HEX）文件，然后才 能写入到ROM中。
2013/4/27 17
1.3.2 单片机的应用领域
智能仪器仪表 机电一体化产品 实时工业控制
分布式系统的前端模块
家用电器 交通与航空航天
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2013/4/27
1.4 单片机应用系统开发过程
1.4.1 应用系统开发过程
正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实 用的单片机应用系统的设计目标。完成该目标的过 程称为单片机应用系统的开发。
借助开发机完成： 排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。
2013/4/27
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指令的表示形式 指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的 顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：
0000 0100B
04H
04H:累加器A的内容加1，难记！ INC A，记忆容易。称为符号指令。
2013/4/27
工程应用型自动化专业系列教材
单片机原理及应用（C51编程）
主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习 软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
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第1章 绪论
1.1
1.2 1.3 1.4
电子计算机概述
单片机的发展过程及产品近况
单片机的特点及应用领域 单片机应用系统开发过程 熟悉µVision开发平台
13
2013/4/27
性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如Silicon Labs 公司推出的单片机C8051F120 ： 8位高速CPU(100MIPS)；128K字节FLASH；5个16位 定时计数器；2个UART，另有SMBus和SPI总线接口 ； 20个中断源；8路12位ADC,2路12位DAC；片内看门 狗定时器等。
百度文库
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1.2.2 单片机产品近况 非80C51结构产品：给用户提供了更为广泛的选 择空间，典型产品有： Microchip公司的PIC系列 （品种多便于选型，汽车产品） TI公司的MSP430系列 （16位，低功耗，电池供电产品） ATMEL公司的AVR和Mega系列 （不易解密，军工产品）
2013/4/27 11
1.2 单片机的发展过程及产品近况
1.2.1 单片机的发展过程 3个主要阶段：
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48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。
特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
CPU 计算机的经典结构
2013/4/27 5
电子计算机经历了五个年代 电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机
结构仍然没有突破冯· 诺依曼提出的计算机的经 典结构框架。
2013/4/27
6
1.1.2 微型计算机的组成及其应用形态
实践1 熟悉µ Vision开发平台
µVision的界面
工程窗口 编辑窗口 寄存器标签
片内外设窗口
运行信息显示窗口 变量观察窗口 存储器信息窗口
2013/4/27
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可执行程序的生成
修改晶 振频率 选择芯片型号 建立输出文件 选择仿真方式
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仿真调试 软件模拟---用于算法模拟 硬件仿真---用于硬件调试