单片机原理与应用第1章
《单片机原理及应用》第1章 绪论.
上午11时26分58秒
图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。 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。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.1 数制及其转换
1.二进制数及其转换
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1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
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1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。
单片机原理及应用
第2章 MCS-51单片微型 计算机的结构
2.1 MCS-51单片机总体结构 MCS-51系列单片机的典型产品有8051、 8751、8031、80C51、80C31等。它们的结 构基本相同，其主要差别反映在片内存储器 的配置上有所不同。8051是ROM型单片机， 内含4KB的掩模ROM程序存储器；8751内含 4KB的可编程EPROM程序存储器；而8031 则为无ROM型单片机，使用时需外接程序存 储器。
1. MCS-51单片机总体构框图
2. MCS-51引脚功能
3. MCS-51存储器的特点 物理结构上有四个存储空间： 片内程序存储器； 片外程序存储器； 片内数据存储器； 片外数据存储器。
从用户使用的角度，即从逻辑上划分3个 存储器地址空间： 片内外统一偏址的64KB的程序存储器地 址空间； 片内256B数据存储器地址空间； 片外64KB的数据存储器地址空间；
2. 十六进制数 计算机在输入输出或书写时，可采用十 六进制数表示相应的二进制数。 十六进制数有十六个数字符号，其中0～ 9与十进制相同，剩余六个为A～F分别表示 十进制数的10～15，计数原则是逢“十六进 一”，也称其基数为十六。
3. 不同数制之间的转换 计算机中的数只能用二进制表示，十六 进制数适合读写方便的需要，日常生活中 使用的是十进制数，计算机根据需要对各 种进计算机内部所有数据均用二进制代码的形式表 示。 计算机通过输入设备（如键盘）输入信息和通 过输出设备输出信息也是多种形式的，即有数字、 字母，也有各种控制符号及汉字等。为此，需要对 常用的数据及符号等进行编码，以表示不同形式的 信息。这种以编码形式所表示的信息既便于存储， 也便于由输入设备输入信息、输出设备输出相应的 信息。
第3章 MCS-51单片机指 令系统
《单片机原理及应用技术(第4版_李全利)》电子课件 第1章绪论
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。
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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。
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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。
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
单片机原理及应用技术
( 第4 版)
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 电子计算机概述 1.2 单片机的发展过程及产品近况 1.3 单片机的特点及应用领域 1.4 单片机应用系统开发过程 实践1 熟悉µVision开发平台
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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
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存储器芯片
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输 出 设 备
输入设备
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
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单片机原理与应用赵德安习题答案
单⽚机原理与应⽤赵德安习题答案第⼀章习题2. 根据程序存储器的差别，单⽚机可以分为哪⼏种类型？答：MCS-51 系列单⽚机按⽚内不同程序存储器的配置来分，可以分为以下3 种类型：①⽚内带Mask ROM（掩膜ROM）型：8051 、80C51 、8052 、80C52 。
此类芯⽚是由半导体⼚家在芯⽚⽣产过程中，将⽤户的应⽤程序代码通过掩膜⼯艺制作到ROM 中。
其应⽤程序只能委托半导体⼚家“写⼊” ，⼀旦写⼊后不能修改。
此类单⽚机适合⼤批量使⽤。
②⽚内带EPROM 型：8751、87C51 、8752 。
此类芯⽚带有透明窗⼝，可通过紫外线擦除存储器中的程序代码，应⽤程序可通过专门的编程器写⼊到单⽚机中，需要更改时可擦除重新写⼊。
此类单⽚机价格较贵，不宜于⼤批量使⽤。
③⽚内⽆ROM（ROMLess）型：8031、80C31 、8032 。
此类芯⽚的⽚内没有程序存储器，使⽤时必须在外部并⾏扩展程序存储器存储芯⽚。
此类单⽚机由于必须在外部并⾏扩展程序存储器存储芯⽚，造成系统电路复杂，⽬前较少使⽤。
3. 单⽚机的主要特点是什么？它适宜构成通⽤微机系统还是专⽤微机系统？为什么？答：单⽚机是⼀种集成电路芯⽚，是采⽤超⼤规模集成电路技术把具有数据处理能⼒的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O ⼝和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显⽰驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到⼀块硅⽚上构成的⼀个⼩⽽完善的计算机系统。
其主要特点如下：1、价格便宜。
10 元以内计算机。
2、功能不⼤。
只能专⽤在适⽤的领域。
但在适⽤的领域中，性价⽐却是最佳。
3、可靠性⾼，抗⼲扰能⼒强。
4 、功耗⽐较低。
对电源要求低。
适⽤⾯⼴。
5、外围扩展能⼒强。
可以应⽤到不同的控制系统中。
根据其特点可知，单⽚机功能不⼤，适宜构成专⽤微机系统。
4、研制微机应⽤系统时，应如何选择单⽚机的型号？答：在单⽚机应⽤研究系统开发中，单⽚机是整个设计的核⼼。
单片机原理及应用第1章 概述
第1章 概 述 第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是 一个正在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随 着Internet的发展和Internet技术与信息家电、工业控制 技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将 代表着嵌入式技术的真正未来。
整理课件
第1章 概 述
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 数据总线位数的发展
1．4位单片机阶段
自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司竞相推出4位单片机。例如美国国 家半导体公司(National Semiconductor)的COP402系列，日本电 气公司(NEC)的μPD75XX系列，美国洛克威尔公司(Rockwell)的 PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，富士通公司的MB88 系列等。
的接口电路设计技术。
整理课件
第1章 概 述
单片机与嵌入式系统
• 嵌入式系统定义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础， 并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作 系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现 对其他设备的控制、监视或管理等功能。
(4) 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满 足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O 接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯 片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。
整理课件
第1章 概 述
1.3.2 单片机的优点及应用
(1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地 组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。
庄友谊《单片机原理及应用》单片机第1章
庄友谊教授的经典著作《单片机原理及应用》深入浅出地介绍了单片机技术。 接下来我们将为您带来本书第一章的精彩内容。
单片机的基本概念与分类
基本概念
单片机是一种在一个芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器、外设和输入/输出（I/O） 接口的微型计算机系统。
分类
单片机按位宽划分可分为8位、16位、32位等。按指令集划分可分为CISC和RISC。按功能 可分为通用型和专用型。
2
并行通信
使用外部总线如地址总线、数据总线、控制总线进行数据传输，速度较快。
3
I2C
使用两根双向数据线（SDA，SCL），可连接多个设备，具有高速率、低功耗等 优点。
单片机的电源管理及低功耗设计技术
电源管理
单片机电源管理是一个关键性问题，涉及电 源、电池管理、电子开关、电源控制等，可 有效提高系统效率和延长电池寿命。
低功耗设计
单片机低功耗设计是为了满足电池供电应用、 电能管理、环保要求等，需要考虑待机功耗、 运行功耗、睡眠功耗等。
单片机调试与故障处理的方法与技巧
调试
调试单片机时常用的方法有仿真、在线调试、打 印调试、替换元件等，需掌握相关工具和技术。
故障处理
故障可能源于硬件、软件、接线、程序等，可采 用逐步排查法、替换法、观测法等，必要时可使 用万用表。
原理
应用
计时器是单片机中的重要外设，用于延时、定时 和计数。采用时钟信号和预设定数的方式来实现。
计时器可用于控制周期性操作，如PWM波产生、 脉冲计数、通信时序控制、定时检测等。
单片机通信技术的分类与应用
两种。
应用
通信技术广泛应用于单片机系统中，如串口通信、I2C、SPI、CAN总线等。
《单片机原理及应用技术》(第3版 李全利)电子教案：第1章绪论
十进制数 0 1 2 3 4
BCD码 0000B 0001B 0010B 0011B 0100B
十进制数 5 6 7 8 9
BCD码 0101B 0110B 0111B 1000B 1001B
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1.1.3 计算机中带符号数的表示
原码、机器数及其真值
原码：数的值用其绝对值表示，最高位作为符号位 机器数：数在计算机内的表示形式 真值：数本身
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （高职高专教育）
单片机原理及应用技术
（第3版）
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
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第1章 绪论
1.1 数制与编码的简单回顾 1.2 电子计算机概述 1.3 单片机的发展过程及产品近况 1.4 单片机的特点及应用领域 1.5 单片机应用系统开发过程 1.6 µVision 集成开发环境简介
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
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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。
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1.2.2 微型计算机的组成及其应用形态
微处理器
1971年1月， INTEL公司将：
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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微型计算机
微 处 理 器
《单片机原理及应用》(张毅刚第二版)课后习题答案
第1章单片机概述参考答案1．答：微控制器，嵌入式控制器2．答：CPU、存储器、I/O口、总线3．答：C4．答：B5．答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。
目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。
嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。
与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。
而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。
为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
6．答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。
7．答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
8．答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。
9．单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。
单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。
DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。
由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。
基于CDIO工程教育理念的单片机原理及应用 第1章 单片机概述
1.1 微型计算机与单片微型计算机
1.1.2 微型计算机的软件 操作和管理计算机的各种程序，由一条条指令组成
指令
1
控制计算机进行各种操作的命令
MOV A, #29 ；把数29传送到累加器A ADD A, #38H ；将A的内容与数38H相加，结果存A
1.1 微型计算机与单片微型计算机
程序
2
一些列有序指令的集合
4. 计算机和通信网络
单片机具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通 信，为计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。 现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，如手机、固 定电话、程控交换机、无线对讲机、列车无线通信系统等。
1.1 微型计算机与单片微型计算机
1.1.3 微型计算机的基本工作过程
与一般数字系统不同，计算机是由硬件、软件紧密结合，共同来完成工作任务的。
1. 取指令的过程
（1）CPU通过PC和AB选中第N个存储单元； （2）CPU通过CB向存储器发出读的控制信号； （3）内容送到DB上，CPU读入指令代码
1.1 微型计算机与单片微型计算机
和需要的信号线之间的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引 脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.3 单片机的特点
7. 外部扩展能力强 当单片机内部的功能部分不能满足应用需求时，可在外部
进行扩展，给设计与应用带来极大的方便和灵活性。
8. 简便易学
大多数单片机采用C语言进行编程，且提供大量的函数， 这为学习和设计单片机的人员提供了便利
• 很多场合，人们需要体积小、价格低、性能稳定的微型计算机 • 单片机是微型计算机的一个重要分支，其特点是把CPU、存储器和I/O接口电路集成
单片机原理及应用第三版课后答案
单片机原理及应用第三版课后答案1. 第一章题目答案:a) 单片机的定义: 单片机是一种集成电路，具有CPU、存储器和输入输出设备等功能，并且可以根据程序控制进行工作的微型计算机系统。
b) 单片机的核心部分是CPU，它可以通过执行程序指令来完成各种计算、逻辑和控制操作。
c) 存储器分为程序存储器和数据存储器，程序存储器用于存放程序指令，数据存储器用于存放数据和暂存中间结果。
d) 输入输出设备用于与外部环境进行数据交换，如开关、LED、数码管等。
e) 单片机的应用广泛，包括家电控制、智能仪器、工业自动化等领域。
2. 第二章题目答案:a) 单片机中的时钟系统用于提供CPU运行所需的时序信号，常见的时钟源有晶体振荡器和外部信号源。
b) 时钟频率决定了单片机的运行速度和精度，一般通过控制分频器、定时器等来调整时钟频率。
c) 单片机中的中断系统用于处理紧急事件，如外部输入信号、定时器溢出等，可以提高系统的响应能力。
d) 中断源包括外部中断、定时器中断和串口中断，通过编程设置中断向量和优先级来处理不同的中断事件。
e) 中断服务程序是处理中断事件的程序，包括保存现场、执行中断处理和恢复现场等步骤。
3. 第三章题目答案:a) I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的接口，包括输入口和输出口两种类型。
b) 输入口用于接收外部信号，如开关、传感器等，可以通过编程设置输入口的工作模式和读取输入口的状态。
c) 输出口用于控制外部设备，如LED、继电器等，可以通过编程设置输出口的工作模式和输出口的状态。
d) I/O口的工作模式包括输入模式、输出模式和双向模式，可以根据具体应用需求设置相应的模式。
e) 串行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的一种常见方式，包括UART、SPI和I2C等多种通信协议。
4. 第四章题目答案:a) 定时器的作用是产生指定时间间隔的定时信号，可以用于延时、计时、PWM等功能。
b) 单片机的定时器一般由计数器和一些控制寄存器组成，通过编程设置定时器的工作模式和计数值。
单片机原理及应用知识点各章总结
单片机原理及应用知识点各章总结单片机原理及应用知识点各章总结第一章：单片机基础知识概述单片机是一种集成电路，包含中央处理器、存储器和输入输出设备。
它具有微型化、低功耗、可编程等特点，在现代电子设备中得到广泛应用。
该章节主要介绍了单片机的基本组成、工作原理和分类。
第二章：单片机内部结构单片机主要由中央处理器、内存和外设组成。
中央处理器负责指令执行和数据处理，内存用于存储程序和数据，外设用于与外界进行通信。
内部结构包括中央处理器的各个模块以及与之连接的总线和时钟。
第三章：单片机编程语言单片机编程语言包括汇编语言和高级语言。
汇编语言直接操作硬件，编程效率高；高级语言更易学习和使用，但运行效率相对低。
该章节介绍了常用的汇编语言指令和高级语言的编程方法。
第四章：单片机输入输出技术单片机输入输出技术是单片机与外界进行数据交换的重要方式。
该章节介绍了常见的输入输出方式，包括并行输入输出、串行输入输出、模拟输入输出和中断输入输出等。
同时介绍了GPIO口的工作原理和使用方法。
第五章：单片机中断技术中断技术是单片机实现多任务的一种重要方式。
该章节介绍了中断的概念、分类和工作原理。
同时介绍了中断优先级、中断屏蔽和中断向量表等相关知识。
还介绍了中断服务程序的编写方法和注意事项。
第六章：单片机定时器和计数器定时器和计数器是单片机中常见的计时和计数装置。
该章节介绍了定时器和计数器的工作原理和使用方法。
还介绍了定时器和计数器在实际应用中的常见用途，如延时、频率测量和PWM 控制等。
第七章：单片机串行通信接口串行通信接口是单片机与外界进行数据通信的一种常见方式。
该章节介绍了串行通信的基本概念和工作原理。
同时介绍了常用的串行通信协议，如UART、SPI和I2C等。
还介绍了串行通信在实际应用中的常见用途。
第八章：单片机模拟量输入输出模拟量输入输出是单片机处理模拟信号的一种重要方式。
该章节介绍了模拟量输入输出的基本概念和工作原理。
同时介绍了ADC和DAC等模拟量转换器的原理和使用方法。
单片机原理和应用课后习题参考答案解析1~6章
《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。
1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。
1-4 在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？答：单片机片内ROM的配置状态可分四种：（1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产；（2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机；（3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品；（4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。
1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制）1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
单片机原理及应用总结归纳课后习题参考答案1~6章
精心整理《单片机原理及应用》习题答案第一章计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制和ROM。
I/O1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
④8KB片内程序存储空间ROM⑤21个特殊功能寄存器SFR⑥4个8位并行I/O端口（32条线）⑦1个可编程全双工串行口⑧可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间⑨3个16位的定时器/计数器⑩6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052答：⑴8052的存储器分为6个编址空间：①片内ROM的容量为8KB，其地址为②可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为片内RAM的容量为256B，其地址为00H~FFH RAM低区，④另128B为片内RAM高区，其地址空间为⑤可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为⑥特殊功能寄存器SFR的空间为128B26BCPU第31脚EA接高电平时， CPU将从片内程序存储器0000H1FFFH时，会自动转向片外程ROM的0000H单元开始执行。
CPU，低区128B地址空间00H~7FH中地址为00H~1FH 这32表示，通过工作寄存器指令进行访问。
片内RAM 中的16个单元共128位中的每一位又可单独00H`7FH；对片内高区128B寻址只能用CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。
新编单片机原理与应用(第三版)潘永雄章 (1)
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在计算机里，除了加、减、乘、除四则运算外，还有“与、或、 非、异或”等逻辑运算。其次需要纸和笔记录算式、计算步骤、 中间结果及最终结果。在计算机中，起到纸和笔作用的器件是 存储器和寄存器(寄存器在中央处理器内，存取速度快，但数量 少，用于存放中间结果；而存储器一般位于中央处理器外，由 成千上万个存储单元组成，容量大，与寄存器相比，存取速度 慢一些，常用于存放数据、计算步骤，即指令)。在计算上述算 式时，先计算12 34，并把中间结果记录下来，然后计算 56 7，再记录中间结果，接着将上述两步中间结果相加，并 记录下来，再减8。
4
以上计算步骤由人脑控制，如果改用计算机进行，可用计
算机汇编语言指令写出如下的计算步骤：
MOV A, #12 ；将被乘数12送CPU内寄存器A
MOV B, #34 ；将乘数34送CPU内寄存器B
MUL AB
；计算12 × 34，乘积高8位存放在寄存
器B中，低8位存放在
；寄存器A中
MOV R2, A
12
1. 总线概念
我们知道，电路系统总是由元器件通过电线连接而成的。 在模拟电路中，器件、部件之间的连线不多，关系也不复杂， 一般按串联方式连接。但在以微处理器为核心的计算机系统电 路中，器件、部件均要与微处理器相连，所需连线多，如果仍 采用模拟电路的串联方式，在微处理器与各器件间单独连线， 则所需的连线数量将很多，为此在计算机电路中普遍采用总线 连接方式，即每一器件的数据线并接在一起，构成数据总线， 地址线接在一起，构成地址总线，然后与CPU的数据、地址总线 相连，属并联关系。
程序状态字寄存器中各标志位的含义与CPU类型有关，在 2.3节将详细介绍MCS-51 CPU内各标志位的含义。
25
《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。
10
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。
12
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。
15
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
单片机原理与应用综合题库
单片机原理与应用综合题库单片机原理与应用题库1（一）第一章单片机详述1.2除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。
1.3单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）三部分集成于一块芯片上。
1.4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？答：单片机的发展历史可分为四个阶段：第一阶段（1974年----1976年）：单片机初级阶段。
第二阶段（1976年----1978年）：高性能单片机阶段。
第三阶段（1978年----现在）：高性能单片机阶段。
第四阶段（1982年----现在）：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段1.5单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？请问：单片机根据其基本操作处置的位数可以分成：1十一位单片机、4十一位单片机、8十一位单片机、16十一位单片机和32十一位单片机。
1.6mcs-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别就是什么？请问：基本芯片为8031、8051、8751。
8031内部包括1个8位cpu、128bram，21个特殊功能寄存器（sfr）、4个8位并行i/o口、1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩eprom芯片。
8051就是在8031的基础上，片内又内置存有4kbrom，做为程序存储器，就是1个程序不少于4kb的小系统。
8751是在8031的基础上，增加了4kb的eprom，它构成了1个程序小于4kb的小系统。
用户可以将程序固化在eprom中，可以反复修改程序。
1.7mcs-51系列单片机与80c51系列单片机的优劣点就是什么？答：共同点为它们的指令系统相互兼容。
不同点在于mcs-51是基本型，而80c51采用cmos工艺，功耗很低，有两种掉电工作方式，一种是cpu停止工作，其它部分仍继续工作；另一种是，除片内ram继续保持数据外，其它部分都停止工作。
单片机原理及应用(C语言版)习题答案(主编周国运)
单片机原理及应用（C语言版）习题答案（主编周国运）单片机原理及应用（c语言版）习题答案第1章单片机概述2．单片机存有哪些特点？答:（1）单片机的存储器rom和ram是严格区分的。
rom称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。
ram则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。
（2）使用面向掌控的指令系统。
（3）单片机的i/o引脚通常是多功能的。
（4）单片机的外部扩展能力强。
（5）单片机体积小，成本低，运用有效率，不易产品化。
（6）面向控制，能有针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。
（7）抗干扰能力弱，适用于温度范围阔。
（8）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。
3．单片机的应用领域存有哪些？答:（1）工业控制。
单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。
如数控机床、自动生产线控制、电机控制、测控系统等。
（2）仪器仪表。
如智能仪表、医疗器械、数字示波器等。
（3）计算机外部设备与智能USB。
例如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。
（4）商用产品。
如自动售货机、电子收款机、电子秤等。
（5）家用电器。
例如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。
（6）消费类电子产品。
（7）通讯设备和网络设备。
（8）儿童智能玩具。
（9）汽车、建筑机械、飞机等大型机械设备。
（10）智能楼宇设备。
（11）交通控制设备。
4．常用的单片机存有哪些类型？答:1．avr单片机；2．motorola单片机；3．microchip单片机；4．scenix单片机；5．epson单片机；7．gms90单片机；8．华邦单片机9．zilog单片机；10．ns单片机；11．ax1001单片机第2章mcs-51单片机结构与原理1．mcs-51单片机内部涵盖哪些主要逻辑功能部件？请问:（1）1个8位的微处理器cpu。
（2）8kb的片内程序存储器flashrom（51子系列的flashrom为4kb），用于烧录运行的程序、常数数据。
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◆机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、 自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化 特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产 品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如 机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医 疗设备、打印机、传真机、复印机等。
◆家用电器
家用电器是单片机的又一重要应用领域，前 景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭 煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
Thmson 682000
4KB 256K
15 异/同步
无
借用通用 计数器
3×16 无 无
16 位单片 机性 能表
Intel MCS-96
8KB 232B
8 异步 8×10 位 有
NS BPC16040
4KB 256B
8 异步 无 有
有
有
2×16 HSIO
无
8×16 有 无
NEC 783XX
8KB 256B
要求：独立思考，重视实践，认真做实验
授课内容
❖单片机基础知识 ❖MCS-51单片机的系统结构 ❖MCS-51单片机的指令系统 ❖汇编语言程序设计 ❖输入/输出和中断 ❖MCS-51内部的I/O口、定时器及其应
用
教学形式
整个教学过程由授课、实验、和自学三个 环节组成。 本课程的成绩由两部分构成： ▪平时成绩（包括出勤、作业和实验）占本 课程总学分的20～30%； ▪期末考试占本课程总学分的70～80%。
2、单片机的分类
◆ 按CPU处理字的长度分 就CPU处理字的长度而言，有4位、8位、32位单 片机 ◆ 按使用范围分 可分为通用单片机和专用单片机两大类
3. 主要产品系列
表 1-1
常用 8 位单片机性能表
公司
系列
片内 ROM
片内 RAM
寻址 范围
并行口
串行 口
定时器/ 中 计数器 断
MCS-48
教材
教材：《单片机原理及应用技术》 清华大学出版社
ISBN：978-7-302-21450-2 参考书：《MCS-51单片机原理及应用 》
天津大学出版社
有关概念
1、微处理器 (MPU)
算术逻辑单元
其核心CPU—运算器和控制器
寄存器组
集成在一 个半导体
是微型计算机的核心部件
控制部件 芯片上
2、微型计算机
Single-Chip Microcomputer
Micro-Controller
MCS-51 单片机的基本组成 一、中央处理器CPU 二、时钟电路 三、内部存储器 四、定时器/计数器(T/C) 五、并行I/O口 六、串行口 七、中断控制系统
1.1 单片机的发展概述 1.2 单片机的特点及分类 1.3 单片机的应用领域 小结
•掌握可编程并行接口芯片的工作方式、初始化编程 •掌握定时器、计数器的原理、功能、应用与编程 •了解键盘、显示器等人机交互设备的作用、原理及接 口方法 • 理解并掌握A/D,D/A转换原理、主要性能参数，了解 典型DAC、ADC集成芯片,与MPU的接口方法、应用及 编程 •了解异步串行通讯协议、应用与编程
1）课程内容紧密与工程实际相联系，实用性较强。 2）是一门既有软件又有硬件的课程, 硬件部分着重 说明单片机的基本结构和工作原理，软件部分强调 与硬件的结合。软件与硬件必须同时兼顾。 3） 是一门在理论指导下，偏重于实际应用的课程， 要求在学好理论的前题下，又具有一定的动手操作 能力，才能学好本课程。
Z8
2K/4K
124B
64K 4×4 位 UART 2×8 位 6
1×8 位
Fairchil d
F8
/
64K
4K
2×8 位
/
/
/
NEC
UPD78XX 4K/6K 128/256B
64K
6×8 位 UART
1×12 位
3
TI
TMS7000
2K/12 K
128B
64K
4×8 位
UART
1/2×13 位
2/6
另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、 航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾 驶系统、航天测控系统、黑匣子等 。
小结
单片机是在一片集成电路芯片上集成 CPU、存储器、定时器/计数器及多种 形式的I/O接口而构成的微型计算机。
本章介绍单片机的发展概述、特点、 分类及应用领域，为后面章节的学习 打下基础。
◆体积小、价格低、易于产品化
单片机芯片即是一台完整的微型计算机，对于 批量大的专用场合，一方面可以在众多的单片机 品种间进行匹配选择；同时还可以专门进行芯片 设计，使芯片的功能与应用具有良好的对应关系； 在单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚 已减少到8个或更少。
从而使应用系统的印制板减小、接插件减少、 安装简单方便。
机器语言 汇编语言 高级语言
应用软件
把汇编语言源程 序翻译成机器语 言目标程序的语 言处理程序 自汇编程序 交叉汇编程序
本课的主要内容及要求
微型计算机
MPU 存储器 I/O 系统 微处理器 （内存） 接口 总线
器件的 外特性 掌握规律
连线 编程
综合应用
具体机型：MCS-51单片微型计算机
RAM：SRAM、DRAM、iRAM、NVRAM
I/O接口：并行、串行、中断接口、DMA接口
系统总线：数据、地址、控制总线（DB、AB、CB）
外围设备
输入/输出设备
A/D 、D/A转换器
开关量输入/输出
终端
软件系统
系统软件
操作系统 编译系统 监控程序 汇编程序 程序设计语言
单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。 电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采 集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类 系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据 被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现 期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。 典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产 线等 。
1.1.1 单片机的发展过程
单片机的发展，主要经历了四个阶段： 第一阶段（1974—1978年）：初级单片机阶段。 第二阶段（1978—1982年）：高性能8位机阶段。 第三阶段（1982—1990）：16位单片机推出阶段。 第四阶段（1990到现在）：单片机全面发展阶段。
1.1.2 单片机的发展趋势
IK/4K 64/256B
4KB 3×8 位
/
1×8
2
MCS-51 4K/8K 128/256B 64KB 4×8 位 URAT 2×16 5/6
Intel
8XC51FX 8/32K
256B
64K 4×8 位 URAT 3×16
7
8XC51GB
8K
256B
64K
6×8 位
2URA T
3×16 15
6801
基知本识 ❖掌握计算机软硬件的基问本题技术的与能分力析方法
❖具备利用计算机硬件及实技践术解能决力本和专业创领新域能力
基本 中问题的基本能力 综合运用能力 技能 ❖能使力学和生计教在算学师机过应讲该用解课系程统后的独具开立备发较能获强力取的知实际识动的手能力
传授知识与能力培养统一，理论与实践统一。
本课程的特点
河北工业大学
主讲教师 于丽梅
本课的地位
学习本课对基础知识的要求 本课教学目标 本课程的特点 授课内容 教学形式 本课使用教材
本课的地位
计算机应用基础 计微计计计算机算 算算机原机机机硬软硬理件件技件、技技术技微术术基术基基机础础础基接础口—、 微机应用
计算机文化基础
微机原理（重点）
• 微机运算基础 • 微机组成、基本工作原理、微机系统初步 • 了解CPU体系结构 • 了解存储器系统结构、作用 • 了解I/O接口基本功能、结构、端口的编址方式
和I/O同步控制方式 • 掌握中断概念、CPU响应中断的条件和处理过程 • 掌握指令系统和汇编语言程序设计（隐含的）
微机接口（重点）
•了解并行接口与串行接口的共性与区别 掌握串行通讯的基本概念
微机组成结构的两大类型
冯.诺依曼型
哈佛型
DB CB AB
CPU
I/O接口
系统总线
存储器
I/O 接口
C 系统总线
P
U 程序
数据
存储器 存储器
例：PC机
例：MCS-51单片机
3、微型计算机系统
硬件系统 软件系统
微型计算机
微处理器：运算器、控制器
硬件系统
内存储器
ROM：ROM、PROM、EPROM、E2PROM、Flash ROM
MPU 为核心
多板微型计算机 单板微型计算机 单片微型计算机
半导体存储器（ROM/RAM)
I/O(Input/Output)接口和中断系统
系统总线（CB DB AB)
组装在一 块或数块 印刷电路 板上
微型计算机的两大分支
核心 器件
微处理器 MPU
MicroProcessor Unit
微控制器 MCU MicroController Unit embed
15 异步 4×8 位
有
有
2×16 有
8 个宏通道
1.3 单片机的应用领域
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪 器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化， 同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以 方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种 智能电气测量仪表、智能传感器等。
◆实时工业控制
2K/4K 128/256B
64K
3×8 位 1×5 位