单片机原理与应用PPT课件
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高职高专单片机原理及应用33指令系统.ppt
6.
MOVC A, @A+PC
MOVC A, @A+DPTR
这是两条很有用的查表指令, 可用来查找存放在外部程序 存储器中的常数表格。第一条指令是以PC作为基址寄存器, A 的内容作为无符号数和 PC的内容 ( 下一条指令的起始地址） 相加后得到一个 16 位的地址, 并将该地址指出的程序存储器单 元的内容送到累加器A。 这条指令的优点是不改变特殊功能寄 存器和PC的状态, 只要根据A的内容就可以取出表格中的常数。 缺点是表格只能放在该条查表指令后面的 256 个单元之中, 表 格的大小受到限制, 而且表格只能被一段程序所利用。
（四）、 XRL A, Rn XRL A, direct XRL A, @Ri XRL A, ＃data XRL direct, A XRL direct, ＃data 这组指令的功能是: 将两个操作数的内容按位进行逻辑 异或操作, 并将结果送回到目的操作数的单元中。
四、
控制转移指令共有 17 条, 不包括按布尔变量控制程序转 移指令（见表 3.5）。其中有 64 KB范围内的长调用、 长转移 指令; 有 2 KB范围内的绝对调用和绝对转移指令; 有全空间的 长相对转移及一页范围内的短相对转移指令; 还有多种条件转 移指令。由于MCS -51 提供了较丰富的控制转移指令, 因此在 编程上相当灵活方便。这类指令用到的助记符共有 10 种: AJMP、LJMP、SJMP、JMP、ACALL、LCALL、JZ、JNZ、 CJNE、DJNZ。
例如: 进入中断服务子程序时, 把程序状态寄存器PSW、 累加器A、 数据指针DPTR进栈保护。设当前SP为 60H。则
PUSH PSW PUSH ACC PUSH DPL PUSH DPH 执行后, SP内容修改为 64H, 而61H、62H、63H、64H单元中 依次栈入PSW、A、DPL、DPH的内容。当中断服务程序结 束之前, 如下程序段(SP保持 64H不变)
《单片机原理及应用》ppt课件
• 可靠性：选用经过稳定测试、质量可靠的 外围设备。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
单片机原理及应用(课件)
输出接口
实现单片机向外部设备输出信号的功能。
输入输出接口的扩展
通过I/O口的扩展，可以实现更多设备的控 和信号的采集。
03 单片机编程语言与开发环 境
单片机编程语言概述
单片机编程语言分类
根据单片机的特性和应用需求，单片机编程语言可分为机器语言、汇 编语言和高级语言。
机器语言
机器语言是直接用二进制代码编写的语言，是单片机能够直接识别的 唯一语言。
物联网时代单片机的应用前景
1 2
智能感知
单片机作为物联网感知层的重要组件，能够实现 各种传感器数据的采集和处理，为上层应用提供 可靠的数据支持。
无线通信
单片机集成无线通信模块，可以实现远程数据传 输和控制，为物联网应用提供了便利的通信手段。
3
边缘计算
单片机具备强大的计算能力，可以实现边缘计算 功能，减轻云端负担，提高数据处理速度和实时 性。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，使用助记符表示指令，易于理解和记忆。
高级语言
高级语言是一种更接近自然语言的编程语言，如C、C等，具有更高 的编程效率和可移植性。
C语言在单片机开发中的应用
C语言的优势
C语言具有高效、可移植性强、易于维护等优点，适合用于单片 机开发。
C语言的移植性
由于C语言是一种高级语言，其代码可以在不同的单片机平台上 进行移植，提高了代码的可重用性。
按键输入是单片机应用中常 见的输入方式之一，通过按 键可以实现对单片机程序的
触发和控制。
具体实现方法：将按键的一 端连接到单片机的I/O端口，
另一端接地。当按键被按下 时，I/O端口会收到一个低电
平信号，单片机程序通过检 测这个信号的变化可以判断
《单片机原理及应用》PPT课件全集
化为机器码。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
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。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
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
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
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。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
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
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
单片机原理及应用ppt
单片机原理及应用ppt1. 引言- 单片机是一种集成电路芯片，具有计算、控制、存储等功能，广泛应用于各个领域。
- 本次报告将介绍单片机的工作原理及其常见应用。
2. 单片机的工作原理- 单片机由中央处理器、存储器、输入输出接口等组成。
- 中央处理器负责执行指令，存储器用于存储数据和程序。
- 输入输出接口与外部设备连接，实现与外界的交互。
3. 单片机的基本组成- 中央处理器：包括运算器、控制器等，负责指令的解码和执行。
- 存储器：包括内部RAM、ROM和外部扩展存储器，用于存储数据和程序。
- 输入输出接口：用于与外部设备进行数据的输入输出。
- 时钟模块：提供时钟信号，控制单片机的工作节奏。
4. 单片机的工作流程- 初始化：对单片机进行初始化设置，包括时钟设置、引脚配置等。
- 程序执行：按照指令序列执行程序，完成各项功能。
- 输入输出：通过输入输出接口与外部设备进行数据的输入输出交互。
- 中断处理：对外部中断信号进行处理，优先级高于程序执行。
5. 单片机的应用领域- 家电控制：用于控制电视、空调、冰箱等家电设备的运行。
- 工业自动化：用于控制生产线、机器人等工业设备的运行。
- 汽车电子：用于汽车电子系统的控制和管理。
- 医疗设备：用于医疗设备的监测和控制。
6. 单片机的优势- 体积小：由于集成度高，单片机体积小，适合在各种设备中嵌入使用。
- 功耗低：单片机的设计考虑了功耗的问题，能够节省能源。
- 成本低：由于单片机是一种大规模集成电路，成本相对较低。
- 灵活性高：单片机的程序可以根据需要进行修改和更新。
7. 单片机的未来发展- 多核架构：未来单片机可能采用多核架构，提高计算能力。
- 人工智能应用：单片机可能加入人工智能算法，具备智能化的功能。
- 物联网应用：单片机将与物联网技术相结合，实现更广泛的应用。
8. 结语- 单片机是一种功能强大、应用广泛的集成电路芯片。
- 通过了解单片机的工作原理及应用领域，我们能更好地理解其在各个领域中的应用。
单片机原理及应用电子版教材pptx
汇编语言指令集 详细讲解单片机常用的汇编语言指令，包括数据 传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
3
汇编语言编程实例
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
C语言编程
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备，实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理，提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警，减少故障停 机时间，提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代的 高性能16位和32位单片机，单片机的性能和功能不断提升，应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时，需要先进行初始化设置，包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后， 在程序中编写相应的中断服务程序，以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。
3
汇编语言编程实例
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
C语言编程
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备，实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理，提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警，减少故障停 机时间，提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代的 高性能16位和32位单片机，单片机的性能和功能不断提升，应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时，需要先进行初始化设置，包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后， 在程序中编写相应的中断服务程序，以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。
《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。
单片机原理及应用说课ppt课件
谢谢聆听
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。
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版单片机原理及其应用PPT课件讲义
并行扩展应用实例
分析并行扩展在存储器扩 展、I/O端口扩展等方面的 应用实例，包括电路图、 程序设计及实现方法。
串行扩展技术及应用实例分析
1 2 3
串行通信基础 介绍串行通信的基本概念、通信协议（如UART、 I2C、SPI等）及数据传输方式（异步、同步）。
串行接口芯片
阐述串行接口芯片的工作原理、常见类型（如 MAX232、TL16C550等）及其与单片机的连接 方式。
数据格式和传输速率等。
串行通信优缺点
串行通信具有传输距离远、成本 低等优点，但传输速度相对较慢。
串行接口电路组成和工作原理
串行接口电路组成
串行接口电路主要由发送器、接收器、控制逻辑和电平转换电 路等组成。
工作原理
在发送数据时，发送器将并行数据转换为串行数据，然后通过 传输线发送给接收器；接收器将接收到的串行数据转换为并行 数据，供后续电路处理。控制逻辑负责协调发送器和接收器的 工作，确保数据传输的正确性。
等，定位软件故障。
THANK YOU
感谢聆听
选择合适的单片机型号
根据系统需求选择合适的单片机型号， 考虑处理速度、存储容量、外设接口 等因素。
设计合理的电路结构
简化电路结构，减少元器件数量，降 低系统复杂度和成本。
考虑电磁兼容性
合理布局布线，采取屏蔽、滤波等措 施，提高系统电磁兼容性。
调试技巧
使用示波器、逻辑分析仪等工具进行 信号测试和分析，定位硬件故障。
03
人机交互设备应用实例
分析人机交互设备在单片机系统中的应用实例，包括电路图、程序设计
及实现方法。例如，基于单片机的简易计算器设计，通过键盘输入数据，
显示器显示结果，实现基本计算功能。
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
—属于微型机的一种 —具有一般微型机的基本组成和功能
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
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。
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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。
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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
邹显圣单片机原理与应用项目式教程多媒体项目课件.ppt
项目六
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
微控制器技术应用
项目六 开关信号状态读取与显示电路的制作
项目六
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
项目六 开关信号状态读取与显示电路的制作
【能力目标】 1．能够进行开关电路的正确连接及调试。 2．能够正确的进行I/O接口的扩展。 3．能够进行LED电路的正确连接及调试。 4．能够进行时钟电路的正确连接及调试。 5．能够进行复位电路的正确连接及调试。 6．能够进行本项目单片机系统控制电路的正确连接及调试。 7．能够熟练地进行程序存储器的扩展。 8．能够熟练地进行数据存储器的扩展。
方式1主要用于中断应答式数据传送，也可用于连续查询式数据传送。输入和输 出时8255与外围设备的连接方式不同，数据传送过程也不同。
D0～D7 RD WR CS A1 A0 RESET
8255
PA7
PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 PB0～PB7
+5V BUSY STB D0～D7 微型打印机
这是两组根据CPU命令控制8255A工作方 式的电路，这些控制电路PB内0～部P设B有7 控制
寄存器，可以口根B据CPU送来的编程命令来
控制8255A的工作方式，也可以根据编程 命令来对C口的指定位进行置/复位的操 作。
项目六
8255的结构
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
D0～D7 数据 总线
项目六
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
8255A的操作功能表
WR、RD、CS、A1、A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作：
8255A的操作功能表
CS RD WR A1 A0
操作
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
微控制器技术应用
项目六 开关信号状态读取与显示电路的制作
项目六
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
项目六 开关信号状态读取与显示电路的制作
【能力目标】 1．能够进行开关电路的正确连接及调试。 2．能够正确的进行I/O接口的扩展。 3．能够进行LED电路的正确连接及调试。 4．能够进行时钟电路的正确连接及调试。 5．能够进行复位电路的正确连接及调试。 6．能够进行本项目单片机系统控制电路的正确连接及调试。 7．能够熟练地进行程序存储器的扩展。 8．能够熟练地进行数据存储器的扩展。
方式1主要用于中断应答式数据传送，也可用于连续查询式数据传送。输入和输 出时8255与外围设备的连接方式不同，数据传送过程也不同。
D0～D7 RD WR CS A1 A0 RESET
8255
PA7
PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 PB0～PB7
+5V BUSY STB D0～D7 微型打印机
这是两组根据CPU命令控制8255A工作方 式的电路，这些控制电路PB内0～部P设B有7 控制
寄存器，可以口根B据CPU送来的编程命令来
控制8255A的工作方式，也可以根据编程 命令来对C口的指定位进行置/复位的操 作。
项目六
8255的结构
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
D0～D7 数据 总线
项目六
开关信号状绪态读论取与显示电路的制作
8255A的操作功能表
WR、RD、CS、A1、A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作：
8255A的操作功能表
CS RD WR A1 A0
操作
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0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3
8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B
4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7
12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F
.
8
1.3.2 进位计数制
一、十进制ND
符号集：0～9 规则：逢十进一。 例：1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1 加权展开式以10称为基数，各位系数为0～9。 一般表达式： ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+…
二、二进制NB
一、机器数与真值
机器数：机器中数的表示形式，其位数通常为8的倍数 真值： 机器数所代表的实际数值。 举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下： 真值： X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数：[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100
1. 整数转换法 “除基取余”：十进制整数不断除以转换进制基数，直
至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。
举例：
（1） 39转换成二进制数
39 =100111B
2
39
2 19
2
9
2
4
1 （ b0） 1 （ b1） 1 （ b2） 0 （ b3）
2
2
0 （ b4）
2
1
1 （ b5）
0
（2） 208转换成十六进制数
1.1 计算机发展与应用 1.2 计算机的应用概况 1.3 计算机的数制及转换 1.4 单片机应用概况 1.5 单片机结构及指令执行过程
1.1 计算机发展与应用
一、 发展概况
1946-1958: 第一代电子管计算机。磁鼓存储器，机器语言
汇编语言编程。世界上第一台数字计算机ENIAC。
1958-1964: 第二代晶体管计算机。磁芯作主存储器, 磁盘
二、二进制NB
两个数码:0、1, 逢二进一。二进制为机器中的数据形式。
三、十六进制NH
十六个数码:0～9, A～F, 逢十六进一。十六进制用于表示 二进制数。
不同进位制数以下标或后缀区别,十进制数可不带下标。 如:101、101D、101B、101H、101H
表1-2-1 不同进位记数制对照表
十进制 二进制十六进制十进制 二进制十六进制
单片机原理与应用
Principles and Application of Microcontroller
讲授：唐露新
广东工业大学 信息工程学院测控技术系
学习要求：
上课记笔记 独立完成作业 认真做好实验
学习方法：动手实践
Practice is a best way to learning.
第1章 计算机基础知识
1.2 计算机的应用概况
1．科学计算：人造卫星轨迹， 天气预报等 2．数据处理 ：企业管理、情报检索等 3．自动控制 ：航天飞行、火星探测等现场控制等 4．辅助设计和制造 5．系统仿真 6．智能模拟 7．计算机网络与信息高速公路
1.3 计算机的数制及转换
1.3.1 进位计数制简介
一、十进制ND
有十个数码0～9、逢十进一。十进制用于计算机输入输出， 人机交互。
208 = D0H
16 208 16 13
0
余0 余 13 = DH
2. 小数转换法 “乘基取整”：用转换进制的基数乘以小数部分，
直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一 次整数，从最高位排到最低位。
举例：
（1） 0.625转换成二进制数
1) ×
0.625 2
2) ×
1.250 2
1 (b-
3) ×
0.5 0 2
1.0
0 (b1 (b-
0.625 = 0.101B
（2） 0.625转换成十六进制数 0.625 × 16 = 10.0 0.625 = 0.AH
（3） 208.625 转换成十六进制 数
208.625 = D0.AH
1.3.4 带符号数的表示方法
机器中，数的符号用“0”、“1” 表示。最高位作 符号位，“0”表示“+”，“1”表示“-”。
符号集：0、1 规则：逢二进一。 例：1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数，各位系数为0、1。 一般表达式： NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+…
三、十六进制NH
符号集：0～9、A～F 规则：逢十六进一。 例：DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数，各位系数为0～9，A～F。 一般表达式： NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+…
1.3.3 不同进位计数制之间的转换
进位计数制的一般表达式：
Nr= an-1rn-1+an-2rn-2+ … +a1r1＋a0r0＋a-1r-1…＋a-mr-m 一个r1进制的数转换成r2进制数的方法：先展开，然后
按r2进制的运算法则求和计算。
一、 二、十六进制数转换成十进制数
先展开，然后按照十进制运算法则求和。 举例： 1011.1010B=1×23+1×21+1×20+1×2-1+1×2-3=11.625 DFC.8H =13×162+15×161+12×160+8×16-1 = 3580.5
二、二进制与十六进制数之间的转换
24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。 举例：
3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F2
1111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 7DC
三、十进制数转换成二、十六进制数
作外存储器，开始使用高级语言编程。 1964-1971: 第三代集成电路计算机。使用半导体存储器，
出现多终端计算机和计算机网络。 1971- : 第四代大规模集成电路计算机。出现微型计算
机、单片微型计算机，外部设备多样化。 1981- : 第五代人工智能计算机。模拟人的智能和交流
方式。
二、 计算机发展趋势
微型化─ 便携式、低功耗 巨型化─ 尖端科技领域的信息处理，需要超大容量、高
速度 智能化─ 模拟人类大脑思维和交流方式，多种处理能力 系列化、标准化─ 便于各种计算机硬、软件兼容和升级 网络化─ 网络计算机和信息高速公路 多机系统─ 大型设备、生产流水线集中管理(独立控制、