任务一 单片机控制单灯亮灭1

真值: 实际的数(x)。
计算机常用的码制：原码、反码和补码
x>0时，[x]原= [x]反= [x]补=x；
x<0时，[x]补=2n+x = 2n - x ;
[x]补+ x =2n
[x]反=2n+x-1；
[x]原=2n-1-x ； n----二进制的位数
n位的机器数所表示数的范围:
表示无符号数时: 0 x 2n 1
者是相辅相成、缺一不可的。ຫໍສະໝຸດ 单片机输输入
入
接
设
口
备
电路
CPU
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输
出
输
接
出
口
设
电路
备
把计算机的主要部件集成 在一块半导体芯片上
1.1.1 什么是单片机？
单片机的概念: 单片机全称为单片微型计算机 (Single Chip Microcomputer)。因为单片机主要 用于控制系统中，所以又称微控制器（ MCU、 Microcontroller Unit)或嵌入式控制器 (Embedded、Controller)。 单片机的定义:通常把中央处理单元(CPU)、数据与 程序存储器(RAM和ROM)、定时器／计数器和各 种输入／输出(I／0)接口、系统时钟及系统总线等集 成到一块芯片上，所构成的微型计算机，称为单片 机
任务单 任务准备 案例示范 知识梳理与总结 任务作业
任务单
任务
通过本任务的学习，学会利用单片机控制任意
描述 一只发光二极管发光和不发光。
1、用P1.0口控制单只发光二极管亮 任务 2、用P1.0口控制单只发光二极管灭 要求 3、用开关控制P1.0口使单只发光二极管亮和灭
4、用延时使P1.0口控制单只亮灭循环
我们要利用单片机搭成一个单片机应用的硬 件子系统,就必须对单片机的外部特性有所了解, 即它的引脚功能及用于扩展的外部总线.
MCS—51系列单片机产品有多种型号,它们 的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的 配置上有所不同。
MC5—51系列单片机的外型封装有两种方 式，双列直插式封装(DIP)和方形封装 (PLCC有引线塑料芯片载体、QFP-方形扁平封装)。
编语言构成的程序称为汇编语言源程序。要 求程序设计人员熟悉单片机硬件系统和指令。 移植困难。机器语言和汇编语言都是面向机 器的。 高级语言
高级语言是面向过程的。编程容易，移 植方便。但需要单片机开发系统带相应的编 译软件（译软件（C51、C、 MBASIC等）。 占用等）。占用的内存较多。
1.1.6 单片机的应用
1.1.2 单片机的内部结构
MCS-51系列单片机的结构框图
T0 T1
时钟电路 ROM
RAM 定时/计数器
C
P
并行接口 串行接口 中断系统
U
P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
1.1.3单片机的主要生产厂家和机型
Motorola(美国摩托罗拉)公司：6805系列。 Fairchild(美国仙童)公司；1S系列和3870系列。 Zilog(美国齐洛格)公司：Z8系列及SUPER8系列。 Atmel(美国Atmel)公司：AT89系列。 ． National(日本松下)公司：MN6800系列。 Hitachi(日本日立)公司：HD6301、HD65L05、 HD6305系列。 NEC(日本电气)公司：µCOM87、(µPD7800)系列。 Philips(荷兰菲利浦)公司：P89C51XX系列。 台湾宏晶公司： STC系列。
（6F . A6) 16
0110 1111 . 1010 0110
2、十进制 十六、八、二进制间的转换
十六、八、二进制
十进制
只要按定义转换（略）
十进制 十六、八、二进制（N）
整数： 除N取余（第一个余数为最低位）
小数： 乘N取整（第一个整数为小数的最高位）
例：（235。75）10 =（
）2
我们可以先将其转为十六进制，而后再由十六转成 二进制。这样可以起到时半功倍的效果
低
0.52 1
2
0.04 1
（0.72)10=(0.B81)16=(0.101110000001)2
同样二进制与十进制的转换也可先将二进制转为十 六进制,而后再将十六进制转为二进制,较为方便.
例 (10101100110.101101)2=(
)10
(10101100110.101101)2=(566.B4)16
被除数
余数
16 235 B(11)
除数 16 14 E(14) 0
商
（235）10 =（EB）16 =（11101011）22
0.72 16
0.52 B(11) 由
16
高
0.32 8
16
到
0.12 1 低 16
0.72 2
0.44 1
2
由
0.88 0
2
高
0.76 1 到 2
单片机应用领域
电讯方面
汽车方面 仪表方面
工业方面
民用方面 数据处理方面
1.1.7 学习单片机需要什么装备？
1. 硬件装备
便携式微机
实验电路板
可代替实验 电路板
1.1.7 学习单片机需要什么装备？
2. 软件装备
1.1.7 学习单片机需要什么装备？
3. 其它装备
1.2 常用的数制和码制
1.2.1 数制及其转换
1．1 单片机 基本概念
1.1.1什么是单片机？
微型计算机硬件结构 ——微机硬件组成
显示器 主机
键盘
鼠标
1.1.1什么是单片机？
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
1.1.1什么是单片机？
微型计算机硬件结构 —— 内部结构
输 输入 入接 设口 备电
路
CPU
运算器 控制器
(566.B4)16 5162 6161 6160 11161 4162 5 256 96 6 (1116 4) 256 1382.703125
1.2.2 码制及其转换
码制:编制代码所遵循的一定的规律。
真值与机器数:
机器数:以各种不同的码制存放在计算机中的数;
1101 1110 1111
(9A.8)16 9A.8H 9 161 10 160 816 1 154 .5
(175 .42)8 182 7 81 580 481` 282 125 .53125
数制间的转换
1、八、十六进制
二进制
（34。56）8 011 100 。 101 110
1.1.5 单片机的软件子系统
单片机的程序设计语言和软件
在单片机应用系统中只使用机器语言。 在单片机开发系统中使用汇编语言或高级语
言，但最后都要转换成机器语言。 机器语言 机器语言是用二进制代码表示的指令。用 机器语言构成的程序称为目标程序,记忆困难。
汇编语言 汇编语言是用符号表示的指令，用汇
存储器 硬件系统
输 出输 接出 口设 电备 路
1.1.1什么是单片机？
微型计算机系统
输 输入 入接 设口 备电
路
微型计算机系统
CPU
运算器 控制器
存储器 硬件系统
输
出输
软
接出
口 设 +件
电备
路
系
统
硬件系统——构成微机 的实体和装置
软件系统——微机系统所 使用的各种程序的总称
软件系统与硬件系统共同 构成实用的微机系统，两
1.1.2 单片机的应用
3．智能产品 单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品
结构简化，控制智能化，构成新型的机、电、仪一 体化产品。如数控车床、电脑空调机、各种家用电 器和通信设备等。 4．在计算机外设中应用
在计算机应用系统中，除通用外部设备(键盘、显 示器、打印机)外，还有许多用于外部通信。如数据 采集、多路分配管理、驱动控制接口等。在接口中 采用单片机进行控制和管理后，主机和单片机就能 并行工作，这不仅大大提高了系统的运算速度，而 且单片机还可对接口信息进行预处理，以减少主机 和接口的通信密度，提高了接口控制管理的水平， 如绘图仪控制器、打印机控制器等。
主讲 李良儿
宁波职业技术学院电子信息工程系
目
录
任务一 单片机控制单灯亮灭 任务二 单片机控制流水灯 任务三 流水灯定时控制 任务四 双单片机控制霓虹灯 任务五 单片机控制简单交通灯 任务六 带时间显示的交通灯控制 任务七 用单片机和可编程并行接口控制交 通灯综合任务 温度报警器的设计与制作
任务一 单片机控制单灯亮灭
MCS—51系列单片机配置
Flash Rom单片机：89X51——89C51、89S51等。
80C51总线型单片机外型
1．3．2 MCS—51的基本组成
MCS—51单片机内包含下列几个部件： (1） 一个8位CPU。 (2) 一个片内振荡器及时钟电路。 (3) 4KB ROM 程序存储器。 (4) 128B RAM 数据存储器。 (5) 两个16位定时器／计数器。 (6) 可寻址64KB外部数据存储器和外部程序存储器空间的 控制电路。 (7) 32条可编程的I／O线(4个8位并行L／O端口)。 (8)一个可编程全双工串行接口。
其中 数字 0、 1
9
ASCII码 30H、31H.
39H
+-3300HH
小写字母 a b
z
ASCII码 61H 62H 大写字母 A B ASCII码 41H 42H
7AH Z 5AH
A----F的字母
+-3377HH
ASCII 码 表
1.3 MCS-51单片机基本结构
1.3.1 MCS-51单片机特性
二进制：0、1
Ki的取值
八进制：0、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7
（ 000、 001、010、011 100、 101、 110、 111）
十六机制：0、1、2、3、4、5、6、7、 8、 9、
1000 1001
A（10）、B（11）、C（12）、
1010 1011 1100
D（13）、E（14）、F（15）
BCD码 用二进制的形式表示十进制的数。每4位之
间以十进制进位。
BCD码有各种不同的编码方式，最常见的是 8421码，也有余3码，余3 循环码等
（10010101.100000011001）8421BCD码 = 95.819
ASCII码
美国标准信息交换码(American Standard Cord for information Interchange).它用7位二进制数码表示数 字和字符.
利用Proteus仿真运行，采用不同的方法实现单 实现 灯的发光。
方法
任务一的预备知识
1.1 单片机的基本概念 1.2 数制与码制 1.3 8051单片机基本结构 1.4 存储器结构 1.5 并行输入/输出接口 1.6 MCS-51单片机引脚功能 案例1 单片机控制右侧单灯亮灭 案例2 仿真调试简单的C语音程序
89c52单片机
1.1.2 单片机的内部结构
它们之间的相互连结结构如图1—1所示
1.1.4 单片机与单片机应用系统
单片机与单片机应用系统 单片机通常是指制造商生产的芯片，但
一个芯片不能把计算机的全部电路都集成进 去，有些元件需要外接。另外在实际的控制 应用中，常需要扩展外围电路和芯片构成单 片机应用系统的硬件子系统。单片机应用系 统包括硬件子系统和软件子系统。它是以单 片机芯片为核心，为实现某一应用目的而组 建的单片机机应用系统。
1．测控系统中的应用 控制系统特别是工业控制系统的工作环境恶劣，
各种干扰也强，而且往往要求实时控制，故要求控 制系统工作稳定、可靠、抗干扰能力强。单片机是 最适宜于控制领域，如数控机床，电镀生产线启动 控制等。 2．智能仪表应用
用单片机制作的测量、控制仪表，能使仪表向数 字化、智能化、多功能化、柔性化方向发展，并使 监测、处理、控制等功能一体化，使仪表重量大大 减轻，便于携带和使用，同时其成本低也提高了性 能／价格比，如数字式RLC测量仪、智能转速表。
数制：多位数码中每一位的构成方法及进位规律。
计算机数据处理中用的是:二进制，但书写常用八 进制、十六进制，数据也有以十进制形式存放的。
任意进制的常用表达式为：
N -------基数
n
D ki Ni
im
N i ------第i位位权
ki ------第i位系数 ki : 0、1、2 、N 1；
表示原码时: (2n1 1) x 2n1 1
表示反码时: (2n1 1) x 2n1 1
表示补码时:
2n1 x 2n1 1
例：求 x=-65的补码 解：∵ x =65=41H, ∴ [x]补=28 - x
100H - 41H BFH
则： [x]补=BFH=10111111 同样已知 [x]补，求真值x时，只要[x]补的最高位（符 号位）为1，同样可利用它的定义两者加起来为2n， 以求得x的真值 ∵ [x]补=10111111=BFH ∴ x= - 41h= -65