第1讲单片机硬件结构及流水灯实验V20

Flash ROM 容量1KB
0x0000:0xf3 0x0001:0x35 0x0002:0x62
0x03ff:0xff
总线
单片机 CPU
程序 计数器
总线
SRAM 寄存器
其他 寄存器 片上外设
映射 I/O口
LED 数码管
ADC DAC
其他外设
数码管 LCD屏等
单片机能做什Leabharlann Baidu？
单片机的应用
单片机能做什么？单片机无所不能！ 主要用途：控制与简单计算。 所谓“微电脑控制”场合的核心就是单片机。 涵盖工业生产、日常生活、军事设备、科研仪表仪器等智能化应用场合。
LED 数码管
ADC DAC 数字接口 传感器 数码管 LCD屏等
单片机工作过程
单片机工作过程
基本流程：取指令→执行。 ROM：指令存储器，固化一条条指令，单片机复位后从0地址开始运行。 RAM：数据存储器，其中一部分映射到片上外设，称之为寄存器。 两大类指令：控制ROM的指令和控制RAM的指令。
电平特性
在真正的数字电路中，数字1和0并不是分别对应一个电压值，而是一个范围，这一 般需查阅芯片的数据手册。
电平特性常用符号含义如下： ➢ VOH---逻辑电平1的输出电压。 ➢ VOL---逻辑电平0的输出电压。 ➢ VIH---逻辑电平1的输入电压。 ➢ VIL---逻辑电平0的输入电压。 输入高电平噪声容限：
第1讲 单片机的硬件结构 及流水灯实验
本讲内容：
基础知识 单片机系统概述 51单片机简介 51单片机I/O口介绍 流水灯实验
第一部分： 基础知识
信号和电路 数字电路 电平特性 数制 二进制逻辑运算
信号与电路
电子线路中的工作信号基本上可以分为两大类：
➢ 模拟信号（Analog signal ）：是指时间和数值上都是连续变化的信 号，具有无穷多的数值。人们从自然界感知的许多物理量均属于 模拟性质的，如速度、压力、声音等。
构成四要素：CPU、ROM、RAM、片上外设(I/O口等)，互相之间通过总线连接。 片上外设：I/O、UART、ADC、DAC、定时器、SPI、IIC等。
微型计算机
硬盘
显示器
以太网口
CPU
PS/2 键盘鼠标
USB
内存
并口
单片机 Flash
ROM
总线
CPU
总线 SRAM
寄存器 映射 I/O口
其他外围
➢ 数字信号（Digital signal ）：是指时间和数值上都是不连续变化的 信号，即数字信号具有离散性。
模拟电路（Analog Circuit）：传输、处理模拟信号的电子电路， 在模拟电路中只关心输入/输出信号间的大小、相位、失真等方面 的问题。
数字电路（Digital Circuit）：用数字信号完成对数字量进行算术运 算和逻辑运算的电路，又称数字系统。在数字电路中主要关心输 入/输出信号之间的逻辑关系。
类推混合电路
数字电路
数字电路中只有两种电平：高电平和低电平。在应用中习惯定义： ➢ 低：表示低电压范围的信号，解释为逻辑0 ➢ 高：表示高电压范围的信号，解释为逻辑1 ➢ 注意：用0对应低、1对应高看起来是
最自然的， 称为正逻辑；相反地，称 为负逻辑。RS232电平属于负逻辑。 数字逻辑电路可简单表示为具有一定输入输出端数目的“黑匣 子”，在应用时更多地是关注其外部特性，如接口特性、控制逻 辑、读写时序等。 数字电路按所用器件不同，可分为双极型和单极型电路。其中双 极型电路又有TTL 、ECL等多种，单极型电路有CMOS、PMOS、 NMOS等。
不能驱动CMOS电平，需要上拉电阻。 推导驱动门和负载门电压要求关系式。
数制
数制也称计数制，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值 的方法。 N进制数的进位规则是“逢N进1”。
常用的数制有十进制、二进制、十六进制。 ➢ 人类有十个指头，所以习惯采用十进制。 ➢ 计算机只能识别0和1，采用二进制。 ➢ 为了计算机学中的数据书写方便，采用十六进制。 位与字节的概念： ➢ 位（bit）：简写为b，表示二进制数的一位。 ➢ 字节（Byte）：简写为B，8位为一字节。 数制转换工具：Windows自带的计算器。
输入低电平噪声容限： 在数字器件接口时，建议查看芯片技术手册上的VOH、VOL、VIH、VIL的值，看看能
否匹配。
举例
举例
TTL电平： ➢ 输出特性：VOH >2.4V VOL<0.4V 。 ➢ 输入特性：VIH>2.0V VIL <0.8V。 CMOS电平： ➢ 输出特性：VOH > 0.9×Vcc VOL< 0.1×Vcc 。 ➢ 输入特性：VIH> 0.7×Vcc VIL < 0.3×Vcc 。 注意：CMOS电平能驱动TTL电平，但TTL
第二部分： 单片机系统概述
单片机是什么？ 单片机能做什么？ 单片机技术指标 常用系列单片机 51单片机相关知识
单片机是什么？
什么是单片微型计算机？
通俗地讲，它是把组成微型计算机的各种部件，如中央处理器（CPU）、随机存储 器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出（I/O）接口电路等单元电路集成 在一块集成电路芯片上的微型计算机。又称为“微控制器MCU”。
符号
二进制逻辑运算
“ “或”运算是实现“只要其中之一有，就有”这种逻辑关系的一种 运算，其运算符为“+”。 “或”运算规则如下:
0+0=0 0+1=1+0=1 1+1=1
符号
二进制逻辑运算
“
“非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算，如变量A的“非” 运算记A作 。 其运算规则如下:
符号
10 01
第1讲单片机的硬件结构及流水灯实验
时间：2012年7月
单片机培训课程
五天入门单片机 ➢ 第一讲：单片机的硬件结构及流水灯实验 ➢ 第二讲：中断系统及实验 ➢ 第三讲：定时器/计数器及实验 ➢ 第四讲：液晶模块和PS2键盘接口技术及实验 ➢ 第五讲：模数转换器和数模转换器原理及实验 立足实践，贴近大赛需求
三种数制的转换表
十进制： ➢ 逢十进一 二进制： ➢ 逢二进一 十六进制： ➢ 逢十六进一
类推思维
Windows自带计算器
二进制逻辑运算
“与”运算 “与”运算是实现“必须都有，否则就没有”这种逻辑关系的一 种运算。 运算符为“ ·”， 其运算规则如下：
0·0=0 0·1=1·0=0 1·1=1