单片机原理与应用 (11)[96页]
单片机原理与应用
片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型
计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
精品课件
单片机的应用领域
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设 备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控 制等领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领 域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。 导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算 机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实 时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡， 民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、 全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物 等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制 领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
较差.
ATMEL单片机(51单片机)：ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90两个
系列,AT89系列是8位Flash单片机,与8051系列单片机相兼容,静态时钟模
式;AT90系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可编程
Flash的单片机,也叫AVR单片机.
Байду номын сангаас
PHLIPIS 51PLC系列单片机(51单片机)：PHILIPS公司的单片机是基于
型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，
不要忘记Intel和Philips的历史功绩。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就
是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成
了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单
不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突
显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发
单片机原理及应用.ppt
单片机原理及应用
30
方式1
10位数据异步通讯方式——用于双机通信
单片机原理及应用
31
方式1
单片机原理及应用
方式1
SM0、SM1=01
方式1一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位， 1个停止位（1），其中起始位和停止位是自动插入 的。先发送或接收最低位。帧格式如下：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
扩展输出口
扩展输入口
数据传输波特率固定为fosc/12 由RXD引脚输入或输出数据（低位在前,高位在后）
由TXD引脚输出同步时钟信号
25
方式0
单片机原理及应用
实例1 利用74LS164扩展并行输出口,并实现发光二极管循环控制功能
26
方式0
74LS164为8位串并转换移位寄存器 能将串行输入数据转为并行输出
T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]} 在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和11.0592MHz。所 以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系 如表所示。
23
串行口初始化
单片机原理及应用
串行口初始化，主要是设置产生波特率的 定时器1、串行口控制和中断控制。具体步 骤如下：
4
单片机原理及应用
同步通讯数据格式——数据以块为单位连续传送。
在发一组数据时，只在开始用若干个同步字符作为双方的号令， 然后连续发送整组数据。 特点——数据是以数据块为单位连续传送的，结构紧凑， 传输效率高，但要求双方有准确的时钟，对硬件要求高。
5
单片机原理及应用
波特率为每秒钟发送二进制数码的位数，即b/S （位/秒）。
《单片机原理与应用课件》
总结与展望
单片机是现代电子科技的重要组成部分。通过了解单片机的原理和应用，我 们可以深入了解技术的发展，并探索更多创新的可能性。
2 汇编语言
汇编语言直接操作单片机 的指令和寄存器Fra bibliotek更接近 硬件。
3 其他语言
除了C语言和汇编语言， 还有一些高级语言可以用 于单片机编程，如Python。
开发工具的选择
功能
选择功能强大且易于使用的 开发工具，便于代码编写、 调试和仿真。
兼容性
确保开发工具与所选单片机 芯片兼容，以便顺利进行开 发和烧录。
开发环境
开发板
使用开发板进行单片机的实 验和测试，支持输入输出、 调试和编程。
软件
使用单片机开发环境软件编 写和调试代码，如Keil、 Arduino IDE等。
编程器
使用编程器将编写好的代码 烧录到单片机芯片中，使其 能够正常工作。
单片机的编程语言
1 C语言
C语言是单片机编程的主 要语言，简单易学且效果 高。
社区支持
选择广泛使用且有活跃社区 支持的开发工具，能够获得 更多帮助和资源。
示例应用
控制系统
单片机可用于控制家居自动化 系统、机器人和工业自动化设 备。
传感器应用
单片机与各种传感器搭配使用， 实现温度、湿度、光照等的监 测和控制。
通信系统应用
单片机可以连接到无线模块、 以太网等通信设备，实现数据 传输和系统联网。
基本概念
1 时钟频率
单片机工作的速度由时钟频 率决定，一般以赫兹（Hz） 表示。
2 存储器
单片机包含不同类型的存储 器，如闪存、RAM和EEPROM， 用于存储指令和数据。
3 输入输出
单片机与外部设备进行通信，并通过输入输出端口接收和发送信号。
《单片机原理及应用》ppt课件
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。
单片机原理与应用
单片机原理与应用单片机（Microcontroller，简称MCU）是一种高度集成的计算机系统，具备微处理器、存储器和外设等功能模块，广泛应用于各个领域。
本文将介绍单片机的原理与应用。
一、单片机的原理单片机内部由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出端口（I/O Port）和时钟电路等组成。
中央处理器是单片机的核心，负责执行指令和数据处理。
存储器用于存储程序指令和数据，包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。
输入/输出端口用于与外部设备进行通信。
时钟电路提供系统的时钟信号，用于同步各个模块的操作。
单片机工作时，首先读取存储器中的程序指令，然后解码执行。
通过输入/输出端口与外部设备进行数据传输，实现各种功能。
由于单片机集成度高、功耗低，可编程性强，并且具备丰富的接口和外设，因此被广泛应用于嵌入式系统、电子设备控制、通信等领域。
二、单片机的应用1. 嵌入式系统嵌入式系统是指集成了计算机处理器、存储器和软件等的特定功能系统。
单片机作为嵌入式系统的核心，广泛应用于智能家居、工业自动化、汽车电子、医疗设备等领域。
例如，智能家居系统通过单片机控制各种家电设备的自动化运行，实现舒适、便捷的家居体验。
2. 电子设备控制单片机在电子设备中的应用非常广泛，如电视机、空调、洗衣机等消费电子产品中常见。
通过单片机控制，这些设备可以实现功能多样化、智能化的操作。
另外，单片机在各种电源管理电路、电池管理电路中也发挥着重要作用，提高系统的效率和稳定性。
3. 通信领域在通信领域，单片机用于实现各种通信协议和通信接口，如UART （串口通信）、SPI（串行外设接口）等。
单片机可以控制数据的传输和处理，实现与外部设备的高效通信。
此外，单片机还可以用于无线通信模块的控制，如蓝牙、Wi-Fi等，实现无线传输功能。
4. 自动化控制单片机被广泛应用于工业自动化领域，实现生产线上的自动化控制。
通过采集传感器数据、执行控制算法，单片机可以控制各种工业设备的运行，提高生产效率和品质。
单片机原理与应用
单片机原理与应用单片机是一种集成电路，它集成了处理器核心、存储器、输入输出接口等功能模块，广泛应用于各种电子设备中。
单片机的原理和应用涉及到电子技术、计算机科学和控制理论等多个领域。
单片机的工作原理主要体现在以下几个方面：1. 处理器核心：单片机采用的处理器核心可以是8051系列、PIC系列、AVR系列等。
该核心具有高性能、低功耗、高集成度等特点，可以实现各种复杂的计算和控制任务。
2. 存储器：单片机集成了存储器模块，包括程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储数据。
这些存储器可以用于存储各种数据和程序，实现不同的应用功能。
3. 输入输出接口：单片机提供了多种输入输出接口，可以与外部设备进行数据交互。
常见的输入输出接口有通用输入输出口（GPIO）、串行通信口（UART）、模数转换器（ADC）等。
通过这些接口，单片机可以实现与外部设备的数据交换和控制。
单片机的应用广泛，涵盖了各个领域：1. 电子设备控制：单片机可以用于控制各种电子设备，如家用电器、工业设备等。
通过单片机的计算和控制功能，可以实现设备的自动控制、时序控制、数据采集等功能。
2. 智能家居：单片机可以用于智能家居系统中，实现对家庭设备的远程控制、智能化管理。
通过单片机的处理能力和各种接口，可以实现家庭照明、安防、电器控制等功能。
3. 嵌入式系统：单片机常常被应用于各种嵌入式系统中，如车载导航、智能手机、物联网设备等。
单片机的高性能和低功耗特点，使得它成为构建嵌入式系统的重要组成部分。
4. 科学研究：单片机还被广泛应用于科学研究领域。
科学家可以利用单片机的计算和控制功能，开展各种实验研究，如物理实验、化学实验、生物实验等。
综上所述，单片机是一种功能强大、应用广泛的集成电路。
它的工作原理基于处理器核心、存储器和输入输出接口，可以用于各种电子设备的控制和数据处理。
同时，单片机的应用范围非常广泛，涉及到电子设备控制、智能家居、嵌入式系统和科学研究等各个领域。
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
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
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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。
《单片机原理与应用》课件
2 嵌入式系统
探索单片机在嵌入式系统 开发中的作用，如智能家 居和智能交通系统。
3 物联网
讨论单片机在物联网设备 中的应用，如传感器节点 和无线通信。
单片机实验案例
通过一些具体的实验案例，展示单片机在实际应用中的灵活性和强大功能。
1
LED闪烁
讲解如何使用单片机控制LED灯的闪烁频率和模式。
2
温度检测
介绍如何设计一个基于单片机的温度检测系统，并显示实时温度值。
3
无线通信
示范如何使用无线模块在单片机之间进行数据通信和传输。
单片机开发工具
介绍一些常用的单片机开发工具，如集成开发环境（IDE）、仿真器和调试器。
集成开发环境
仿真器
展示一些流行的单片机开发环境， 如Keil和Arduino IDE。
探索使用仿真器进行单片机程序 调试和测试的好处。
调试器
介绍单片机调试器的功能和使用 方法，帮助开发人员快速定位和 修复错误。
总结与问题解答
总结课程内容，并提供一个问题解答环节，以帮助学生更好地理解和应用所学知识。
单片机编程语言
探索用于编写单片机应用程序的编程语言，如C语言和汇编语言，并了解它们的优缺点。
C语言
介绍使用C语言进行单片机编程的好处和应用领域。
汇编语言
讨论使用汇编语言编写程序的优越性和适用性。
单片Байду номын сангаас应用领域
展示单片机在各个领域的应用，包括自动控制、嵌入式系统、物联网和无人机等。
1 自动控制
介绍单片机在工业自动化 和家庭自动化中的应用， 如温度控制和电机驱动。
《单片机原理与应用》PPT课 件
单片机基础概念
介绍单片机基础知识，包括什么是单片机、单片机的组成部分以及其基本工作原理。
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。
单片机的原理及应用电子版
单片机的原理及应用电子版1. 概述单片机是一种集成电路芯片，也称为微控制器。
它包含了中央处理器、存储器、输入输出接口和各种外设接口等组件，能够完成各种控制和处理任务。
本文将介绍单片机的原理及应用。
2. 单片机的原理单片机通过集成各种功能部件，实现了控制、计算和存储等功能。
它主要由以下几个部分组成：2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心部分，负责执行程序的指令和进行计算。
它包含了运算器、控制器、时钟等组件，能够完成各种运算和控制操作。
2.2 存储器存储器用于存储程序和数据。
单片机通常包含了闪存或EEPROM存储器用于存储程序代码，还包含了内部RAM用于存储数据。
2.3 输入输出接口单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交换。
输入接口用于接收外部信号，如按钮、传感器等；输出接口用于控制外部设备，如LED、继电器等。
2.4 外设接口外设接口用于连接各种外部设备，扩展单片机的功能。
常见的外设接口有串口、并口、ADC（模数转换器）等。
3. 单片机的应用单片机广泛应用于各种电子设备和控制系统，其应用包括但不限于以下几个领域：3.1 嵌入式系统嵌入式系统是指将单片机嵌入到其他设备中，实现对设备的控制和操作。
例如，汽车电子控制单元（ECU）采用单片机来控制发动机、刹车等系统；家用电器中的控制板使用单片机来实现控制和显示功能。
3.2 工业控制单片机在工业控制中被广泛应用。
例如，自动化生产线上的控制器使用单片机来接收传感器信号并对设备进行控制；温度、压力、湿度等参数的监测与控制也常常采用单片机。
3.3 通信设备单片机用于各种通信设备中，如手机、路由器、无线模块等。
它可以实现通信协议的处理和数据传输，使设备能够进行网络连接和数据交换。
3.4 家居自动化单片机在家居自动化中扮演着重要角色。
通过与各种传感器和执行器的连接，单片机可以实现对家居设备的智能控制，如智能灯光控制、智能家电控制等。
4. 总结本文介绍了单片机的原理及应用。
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
单片机原理及应用
单片机原理及应用单片机是一种用于嵌入式系统的微型计算机，它在一个芯片上集成了中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出(IO)接口和其他必要的外围电路。
单片机广泛应用于各种领域，包括家电、汽车、通信设备、工业控制等，成为了现代数字电子系统的核心。
单片机的工作原理是通过执行存储在其内部存储器中的指令来执行各种操作。
单片机的指令集架构通常基于哈佛结构，即分离的存储器存储指令和数据。
单片机通过时钟信号按顺序读取指令，并根据指令执行各种操作，如运算、逻辑运算、数据传输等。
单片机的应用非常广泛，以下是一些常见的应用领域：1.家电控制：单片机被广泛应用于家电控制系统，如洗衣机、冰箱、空调等。
通过单片机，可以实现控制、监测、显示等功能，提高家电的智能化水平。
2.汽车电子系统：单片机在汽车电子系统中扮演着关键的角色，包括发动机控制单元(ECU)、防抱死制动系统(ABS)、车身控制系统(BCM)等。
通过单片机，可以实现对汽车电子元器件的控制和监测。
3.工业自动化：单片机在工业自动化领域中被广泛应用于各种控制系统，如自动化生产线、机械控制、温度控制等。
通过单片机，可以实现对工业设备的精确控制和自动化操作。
4.通信设备：单片机在通信设备中扮演着关键的角色，如手机、路由器、调制解调器等。
通过单片机，可以实现信号处理、数据传输、界面控制等功能。
5.医疗设备：单片机在医疗设备中也被广泛应用，如心电图机、血糖仪、血压计等。
通过单片机，可以实现对生命体征的监测、数据处理和显示。
总的来说，单片机作为一种高度集成的微型计算机，具有体积小、功耗低、成本低等特点，广泛应用于各种领域。
随着科技的不断进步，单片机的功能和性能将会进一步提高，为各种应用领域带来更多的创新和发展机会。
单片机原理及应用pdf
单片机原理及应用pdf单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍单片机的基本原理及其在各个领域的应用。
首先，我们来了解一下单片机的基本原理。
单片机通常由中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入输出接口（I/O）、定时计数器（Timer）、串行通信接口（UART）等部分组成。
CPU是单片机的核心，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；输入输出接口用于与外部设备进行通信；定时计数器用于产生精确的定时信号；串行通信接口用于实现单片机与外部设备的串行通信。
这些部分共同组成了单片机的基本结构，为单片机的应用提供了基础支持。
单片机在各个领域都有着广泛的应用。
在工业控制领域，单片机被用于控制各种生产设备、自动化生产线等，实现对生产过程的精确控制；在家电领域，单片机被应用于各种家用电器中，如洗衣机、空调、微波炉等，实现对电器的智能控制；在通信领域，单片机被用于手机、通信基站等设备中，实现对通信设备的控制和管理；在汽车电子领域，单片机被应用于汽车的发动机控制、车载娱乐系统等，提高了汽车的性能和智能化水平。
除了以上领域，单片机还在医疗、航空航天、军事等领域有着重要的应用。
单片机的应用不仅提高了设备的智能化水平，还提高了生产效率，降低了成本，改善了生活质量。
总的来说，单片机作为一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低廉等特点，被广泛应用于各种电子设备中。
它在工业控制、家电、通信、汽车电子、医疗、航空航天、军事等领域都有着重要的应用，为各个领域的发展提供了有力支持。
相信随着科技的不断进步，单片机的应用领域将会进一步扩大，为人们的生活带来更多的便利和智能化体验。
单片机原理与应用教学课件(完整版)
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指令系统与汇编语言程序设计
Chapter
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
寻址方式
包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址 、相对寻址等。不同的寻址方式适用于不同的场合 ，具有不同的特点和优势。
可移植性
C语言具有良好的跨平台特性，编写的程序可轻松 移植到不同型号的单片机上。
丰富的库函数
C语言提供了丰富的库函数，可大大简化单片机程 序的开发过程。
Keil C51编译器使用教程
01
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04
05
安装Keil C51编 …
创建工程文件
编写源代码
编译与链接
调试与仿真
下载并安装Keil C51编译器 ，配置相关环境变量。
中断概念
中断是指CPU在执行程序的过程中，由 于外部或内部事件（如输入/输出操作、 定时器溢出等）的请求，暂时停止当前 程序的执行，转而去处理该事件，处理 完毕后再返回原程序继续执行的过程。
VS
中断处理过程
中断处理过程包括中断请求、中断响应、 中断服务和中断返回四个阶段。在中断请 求阶段，外部或内部事件向CPU发出中断 请求信号；在中断响应阶段，CPU响应中 断请求，保存现场信息并转入中断服务程 序；在中断服务阶段，CPU执行中断服务 程序，处理中断事件；在中断返回阶段， CPU恢复现场信息并返回原程序继续执行 。
数据传送类指令详解
MOV指令
用于在内部RAM、特殊功能寄存器SFR、累 加器A之间或它们与数据存储器RAM之间进 行数据传送。
MOVC指令
单片机的应用和原理
单片机的应用和原理1. 什么是单片机单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成了处理器、内存和外设功能的特殊集成电路，通常用于控制和执行各种嵌入式系统中的任务。
它在电子设备中起着非常重要的作用，广泛应用于家电、汽车、机器人等领域。
2. 单片机的原理单片机的原理可以简单概括为以下几个方面：（1）处理器单片机的核心是处理器，它可以理解为一种特殊的计算机。
处理器负责执行程序指令，控制各种操作和运算。
常见的单片机处理器有8051系列、PIC系列、ARM系列等。
（2）内存单片机内部包含不同类型的内存，包括程序存储器（一般称为Flash）和数据存储器（RAM）。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储程序执行中产生的数据。
（3）外设单片机通过各种外设与外部环境进行交互。
常见的外设包括GPIO（通用输入输出口）、定时器、串口、ADC（模数转换器）等。
这些外设可以实现与传感器、显示器、通信设备等的连接和控制。
（4）时钟单片机需要时钟信号来驱动处理器运行。
时钟信号的频率决定了单片机的运行速度。
时钟频率越高，单片机的计算和响应速度就越快。
3. 单片机的应用单片机在各行各业中都有广泛的应用。
下面列举一些常见的单片机应用示例：（1）家电单片机被广泛应用于家电领域，如电视、空调、洗衣机等。
它可以控制家电的开关、调节温度、处理输入信号等。
（2）汽车现代汽车中也大量使用单片机，包括发动机控制单元、车载娱乐系统、仪表盘等。
单片机可以监测和控制汽车各部分的状态，提高汽车的性能和安全性。
（3）工业控制单片机在工业控制领域中被广泛应用。
它可以控制机械设备、监测生产过程、处理传感器信号等。
例如，自动化生产线中的各种控制系统就离不开单片机的应用。
（4）嵌入式系统嵌入式系统是指将计算机技术和电子技术结合在一起，实现特定功能的系统。
单片机是嵌入式系统中不可或缺的组成部分，它可以控制和执行各种复杂的任务。
4. 单片机的优势单片机相比于传统的计算机具有以下优势：（1）成本低由于单片机集成了处理器、存储器和外设功能，相比于传统计算机的硬件成本更低。
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在实际应用中，常选用电流输出的DAC芯片实现电压输出， 如图所示
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10.2.1 无内部锁存器的DAC接口方法
无内部数据锁存器的DAC芯片，尤其是分辩率高于8位的 DAC芯片，在设计与8位单片机接口时，要外加数据锁存器作 为缓冲器。下图是一种单缓冲器接口。
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线性度（Linearity）
线性度是指ADC的实际转换特性曲线和理想直线之 间的最大偏移差。
转换时间（Conversion Time）
从发出启动转换开始直至获得稳定的二进代码所需的 时间称为转换时间，转换时间与转换器工作原理及其 位数有关，同种工作原理的转换器，通常位数越多， 其转换时间越长。
一、A/D转换器的主要技术指标
分辨率（Resolution）
分辨率是指A/D转换器能分辨的最小输出模拟增量，取 决于输入数字量的二进制位数。
转换精度（Conversion Accuracy）
转换精度指满量程时ADC的实际模拟输出值和理论值的 接近程度。
量程(满刻度范围——FULL Scale Range)
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在10位DAC芯片与8位单片机之间接入两个锁存器，锁存器A锁存10位数据 中的低8位，锁存器B锁存高2位。单片机分两次输出数据，先输出低8位数 据到锁存器A，后输出高2位数据到锁存器B。设锁存器A和锁存器B的地址 分别为002CH和002DH，则执行下列指令后完成一次D/A转换：
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10.2 DAC接口技术
DAC芯片类型及接口方法
各种类型的DAC芯片都具有数字量输入端和模拟量输 出端及基准电压端。数字输入端有以下几种类型：①无数 据锁存器，②带单数据锁存器，③带双数据锁存器，④可 接收串行数字输入。第1种在与单片机接口时，要外加锁 存器，第2种和第3种可直接与单片机接口，第4种与单片 机接口十分简单，接收数据较慢，适用于远距离现场控制 的场合。模拟量输出有两种方式：电压输出及电流输出。 电压输出的DAC芯片相当于一个电压源，其内阻很小，选 用这种芯片时，与它匹配的负载电阻应较大。电流输出的 芯片相当于电流源，其内阻较大，选用这种芯片时，负载 电阻不可太大。
MOV DPTR，#002CH MOV A，#DATA8 MOVX @DPTR，A ；输出低8位
INC DPTR MOV A，#DATA2 MOVX @DPTR，A ；输出高2位
这种接口存在一个问题，就是在输出低8位数据和高2位数据之间，会产生 “毛剌”现象，如图所示。假设两个锁存器原来的数据为 0001111000，现在要求转换的数据为0100001011，新数据分两次输出， 第一次输出低8位，这时DAC将把新的8位数据的与原来数据的高2位一起 组成0000001011转换成输出电压，而该电压是不需要的，即所谓“毛刺”。
10.3 ADC接口技术
10.3.1 比较式ADC 0809与8051单片机的接口 方10法.3.2 积分式ADC 7135与8051单片机的接口 方法 10.3.3 串行ADC与8051单片机的接口方
法
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10.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标
DAC0832是一个8位D/A转换器芯片，单电源供电，从 +5V～+15V均可正常工作，基准电压的范围为±10V，电流 建立时间为1µs，CMOS工艺，低功耗20mm。其内部结构由1 个8位输入寄存器、1个8位DAC寄存器和1个8位D/A转换器组 成。 DAC0832逻辑框图 如图所示 。
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量程是指输入模拟电压的变化范围。例如某转换器具
有10V的单极性范围或-5～+5V的双极性范围。则它们的量
程都为10V。满刻度只是个名义值，实际的A/D，D/A转换
器的最大输出值总是比满刻度值小1/2n，n为转换器的位数。
例如12位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际的最大
输出值为:
1
4095
10 10 10 9.9976(V )
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第10章 DAC及ADC接口技
术
10.1 A/D及D/A转换器的主要技术指标
10.2 DAC接口技术 10.2.1 无内部锁存器的DAC接口方法
10.2.2 DAC0832与8051单片机的接口方 法10.2.3 DAC1208与8051单片机的接口方法 10.2.4 串行DAC与8051单片机的接口方 法 10.2.5 利用DAC接口实现波形发生器
MOV MOV MOVX INC MOV MOVX
DPTR，#6000H A，#DATA8 @DPTR，A DPTR A，#DATA2 @DPTR，A
；输出低8位数据 ；输出高2位,并同时输出10位数据
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10.2.2 DAC0832与8051单片机的接口方法
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DAC0832的工作特点
DAC0832是典型的带内部双数据缓冲器的8位D/A芯片。图 中LE是寄存命令，当LE =1时，寄存器输出随输入变化，当LE =0时，数据锁存在寄存器中。当ILE端为高电平，CS与WR1同时 为低电平时，使得LE1 =1；当WR1变为高电平时，输入寄存器 便将输入数据锁存。当XFER与WR2同时为低电平时，使得LE2 =1，DAC寄存器的输出随寄存器的输入变化，WR2上升沿将输入 寄存器的信息锁存在该寄存器中。
二、D/A转换器的主要技术指标
D/A转换器的主要技术指标与A/D转换器基本相同，只 是转换时间的概念略有不同，D/A转换器的转换时间又叫 建立时间，它是指当输入的二进制代码从最小值突然跳 变至最大值时，其模拟输出电压相应的满度跳跃并达到 稳定所需的时间。一般而言，D/A的转换时间比A/D要短 得多。
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避免产生毛刺的方法之一是采用双组缓冲器结构，如下图所示。
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单片机先把低8位数据选通输入锁存器1中，然后将高2位数据选 通输入锁存器3中，并同时选通锁存器2，使锁存器2与锁存器3 组成10位锁存器向DAC同时送入10位数据由DAC转换成输出电 压。当地址如图中所示时，执行以下程序完成一次D/A转换：