单片机基本知识
单片机基础知识
第一章 基础知识
四. 补码的加减运算
补码的加法运算规则： [X+Y]补=[X]补+[Y]补 [X-Y]补=[X]补+[-Y]补 对于[-Y]补只要对[Y]补求就可以得到。 【例1-5】 假设计算机字长为8位，完成下列补码运算。 】 1. 25+32 [25]补=00011001B [32]补=00100000B [25]补=00011001 + [32]补=00100000 00111001 所以 [25+32]补=[25]补+[32]补=00111001B=[57]补 2. 25+（-32） [25]补=0011001B [-32]补=11100000B [25]补=00011001 + [-32]补=11100000 11111001 所以 [25+（-32）]补=[25]补+[-32]补=11111001B=[-7]补
第一章 基础知识
二. 反码
反码表示时，最高位为符号位，正数用0表示，负数用1表示，正 数的反码与原码相同，而负数的反码可在原码的基础之上，符号位不变， 其余位取反得到。 对于一个n位的二进制，它的反码表示范围为-(2n-1-1)~+(2n-1-1)， 对于0，假设机器字长为8位，-0的反码为11111111B，+0的反码为 00000000B。 【例1-2】 求+67、-25的反码（机器字长8位）。 】 因为 [+67]原=01000011B [-25]原=10011001B 所以 [+67]反=01000011B [-25]反=11100110B
第一章 基础知识
3. 25-32 [25]补=0011001B [-32]补=11100000B [25]补=00011001 + [-32]补=11100000 11111001 所以 [25-32]补=[25]补+[-32]补=11111001B=[-7]补 4. 25-（-32） [25]补=00011001B [32]补=00100000B [25]补=00011001 + [32]补=00100000 00111001 所以 [25-（-32）]补=[25]补+[32]补=00111001B=[57]补
51单片机初学知识点总结
51单片机初学知识点总结1. 什么是51单片机：51单片机是指Intel公司生产的8位单片机芯片系列。
51单片机由中央处理器单元（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入输出端口以及中断系统等组成。
2. 51单片机的发展历史：51单片机最早在1980年由Intel公司发布，之后逐渐发展壮大。
目前，市面上有很多公司都生产和销售51单片机。
3. 51单片机的架构：51单片机采用Harvard结构，即程序存储器与数据存储器分开。
程序存储器分为片内存储器和片外存储器，数据存储器包括RAM和特殊功能寄存器。
4. 51单片机的寄存器：51单片机有一组特殊功能寄存器，用于存储和控制各种系统状态。
这些寄存器可以分为SFR（Special Function Register）和控制寄存器两种类型。
5.51单片机的引脚和IO口：51单片机有40个引脚，其中一些引脚是I/O（输入/输出）口。
这些I/O口可以配置为输入或输出，并可以被程序控制。
6.51单片机的时钟系统：51单片机需要一个时钟源来提供时钟信号。
时钟源可以是外部晶体振荡器或者片内RC振荡器。
7.51单片机的存储器：51单片机具有不同类型的存储器，包括内存区域、堆栈区域和特殊功能寄存器。
内存区域包括RAM和ROM，堆栈区域用于保存中断处理和函数调用的返回地址。
8.51单片机的指令集：51单片机具有丰富的指令集，可以执行各种操作，例如算术运算、逻辑运算、位操作和跳转等。
9.51单片机的中断系统：51单片机具有中断系统，可以响应外部中断和定时器中断。
中断可以打断当前执行的程序，并转移到中断处理函数。
10.51单片机的编程和调试：51单片机的编程可以使用汇编语言或高级语言（如C语言）进行。
调试可以使用模拟器或者仿真器进行。
11.51单片机的应用领域：51单片机广泛应用于各种控制系统和嵌入式系统，例如家用电器控制、电动工具、汽车电子等。
12.51单片机的扩展接口：51单片机可以与其他外设连接，例如LCD显示屏、键盘、温度传感器等。
单片机知识点
单片机知识点单片机是一种集成电路芯片，它包含了微处理器、存储器、输入输出接口等多种功能模块，可以用于控制、测量、通信等多种应用领域。
单片机具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此在嵌入式系统中得到广泛应用。
以下是单片机的一些知识点：1. 微处理器：单片机中的微处理器是其核心部件，它负责执行指令、进行运算、控制程序流程等操作。
常见的单片机微处理器有8051、PIC、AVR等。
2. 存储器：单片机中的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序代码，数据存储器用于存储程序运行时的数据。
常见的存储器类型有ROM、RAM、EEPROM等。
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互。
输入接口可以接收外部信号，如按键、传感器等，输出接口可以控制外部设备，如LED、继电器等。
4. 中断：单片机中的中断是一种异步事件处理机制，当某个事件发生时，可以通过中断来打断当前程序的执行，转而执行中断服务程序。
常见的中断类型有外部中断、定时器中断等。
5. 定时器：单片机中的定时器可以用于计时、延时、产生脉冲等操作。
定时器一般由计数器和控制电路组成，可以通过编程来设置计数器的初值、计数方式等参数。
6. PWM：PWM（Pulse Width Modulation）是一种脉冲宽度调制技术，可以通过改变脉冲宽度来控制输出信号的电平。
单片机中的PWM可以用于控制电机、LED亮度等应用。
7. ADC：ADC（Analog to Digital Converter）是一种模数转换器，可以将模拟信号转换为数字信号。
单片机中的ADC可以用于测量模拟量信号，如温度、光线等。
8. UART：UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用异步收发器，可以实现串口通信。
单片机中的UART可以用于与PC、蓝牙模块等设备进行通信。
9. SPI：SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行外设接口，可以实现单片机与外部设备之间的数据传输。
单片机基础知识
6.3 单片机的发展
MCS-51系列单片机中，有两个子系列：51子系列、52子系列。 51子系列：
8051、8751和8031三个型号，后来经过改进产生 了80C51、87C51和80C31三个型号； 52子系列：
8052、8752和8032三个型号，改进后的型号是 80C52、87C52和80C32。
C2 22μF
8031 8051 8751
R1
（a）上电复位电路
（b）按键电平复位电路
80C51复位电路
（c）按键 脉冲复位电路
二、单片机的结构和原理
1 单片机的硬件结构
时钟源
T0 T1
时钟电路 SFR和RAM 存储器
定时/计数器
CPU
系统总线
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
O接口P0～P3。 2. 它们都是双向端口，每个端口各有8条I/O线。 3. P0-P3口四个锁存器同RAM统一编址，可作为SFR来寻址。
2 单片机引脚及其功能
MCS-51系列如8051.8751和 8031均采用40引脚双列直插封装 （Dual In-line Package,DIP） 方式。因受到引脚数目的限制， 有不少引脚具有第二功能。
MCS-51单片机引脚如图所示
2 单片机引脚及其功能 MCS-51单片机 40引
脚，可分为端口线、电源 线和控制线三类。
1.端口线（4×8=32条）
P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、P2.0~P2.7、 P3.0~P3.7
2.电源线（2条） VCC为+5V电源线，VSS接地
3.控制线（6条）
单片机应用基础
一 、单片机概述与结构
单片机常考知识点总结归纳
单片机常考知识点总结归纳一、单片机概述单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的集成电路芯片，也称为微控制器。
常见的单片机有8051系列、AVR系列、PIC系列等。
单片机通常具有CPU、存储器、定时器、串行通信接口、模拟输入/输出和数字输入/输出等外围设备。
二、单片机的基本特点1. 控制功能：单片机是用来控制各种设备和系统的，其核心是实现程序控制和数据处理。
2. 内部存储器：单片机有自带的ROM、RAM和EEPROM存储器，存储程序和数据。
3. 输入输出功能：单片机通过外设和接口实现与外部设备的连接和通信。
4. 超低功耗：单片机通常工作在微功耗下，能长时间运行在电池供电环境中。
5. 嵌入式应用：单片机广泛应用于嵌入式系统、家电控制、自动化设备等领域。
三、单片机常考的知识点1. 单片机的基本原理：包括单片机的工作原理、内部结构、外围设备和程序存储等内容。
2. 单片机的硬件结构：包括CPU、存储器、输入输出设备、定时器计数器、串行通信接口等部分。
3. 单片机的编程开发：包括汇编语言编程、C语言编程、软件开发工具和调试技术等内容。
4. 单片机的应用实例：包括LED显示、按键控制、数码管驱动、定时器应用、串口通信等应用案例。
5. 单片机的系统设计：包括单片机系统设计的原则、方法和技术要点等内容。
6. 单片机的外围接口：包括串行通信接口、模拟输入输出、数字输入输出等外围接口知识。
7. 单片机的存储器管理：包括ROM的存储器结构、程序存储、数据存储和EEPROM的应用。
8. 单片机的中断处理：包括中断的类型、中断的嵌套、中断的优先级和中断的应用等知识点。
9. 单片机的定时器应用：包括定时器的工作原理、定时器的编程、定时器的应用实例等内容。
10. 单片机的串口通信：包括串口的工作原理、串口的编程、串口的数据传输和应用实例等。
11. 单片机的模拟输入输出：包括模拟输入输出的工作原理、模拟输入输出的编程和应用实例等。
单片机重点知识点
单片机重点知识点单片机是嵌入式系统开发中的重要组成部分，广泛应用于各种领域，如家电、汽车、医疗等。
本文将对单片机重点知识点进行介绍。
一、单片机的基础知识点1. 单片机的定义单片机是一种集成了处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
常用的单片机有AVR、PIC、STM32等。
2. 单片机的组成单片机由以下几个部分组成：- 中央处理器- 存储器- 输入/输出接口- 时钟电路- 辅助电路3. 单片机的工作原理单片机的工作原理可分为以下几个步骤：- 程序存储器中的指令被取出并送到中央处理器中执行；- 执行指令时，进行数据读取和存储；- 中央处理器将结果写入存储器或输出到外部设备。
二、单片机编程的知识点1. 单片机编程语言单片机编程语言主要有汇编语言和高级语言两种。
常用的高级语言有C语言和Basic语言。
2. 单片机的寄存器单片机寄存器是指内部的用于存储数据和控制单元的设备。
常用的寄存器有通用寄存器、状态寄存器、计数寄存器等。
3. 单片机的输入/输出单片机的输入/输出通常使用端口操作来实现。
输入操作可以通过读取端口输入的信号，输出操作可以通过向端口输出信号来实现。
4. 单片机的中断中断是指单片机在执行程序时遇到某些事件时，暂停程序的执行，跳转到中断服务程序中去处理该事件。
常见的中断有外部中断、定时中断和任务间中断等。
三、单片机应用的知识点1. 单片机应用领域单片机应用广泛，涉及的领域包括：- 家电控制- 汽车电子- 机器人控制- 医疗器械等。
2. 单片机的通信方式单片机的通信方式有多种，常用的有串口通信、并口通信、SPI通信、I2C通信等。
其中串口通信应用最为广泛。
3. 单片机的电源管理单片机的电源管理是指如何控制单片机系统的供电，以保证单片机正常工作。
常见的电源管理方式有降压稳压和电源管理芯片等。
4. 单片机的调试与测试单片机的调试与测试是指如何验证单片机系统的正确性，包括硬件测试和软件测试。
单片机基础知识点全攻略
单片机基础知识点全攻略单片机 (Microcontroller) 是一种内含的微处理器、存储器以及各种输入输出接口的集成电路芯片。
它广泛应用于各种嵌入式系统中，如家电、汽车、电子设备等。
单片机的基础知识点主要包括以下几个方面：1.单片机的基本结构：单片机由中央处理器单元(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器/计数器等组成。
其中，CPU是单片机最重要的部件，负责执行程序指令。
存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，其中ROM存储着程序代码和常量数据，RAM用于存储运行时的数据。
2.单片机的工作原理：单片机通过执行存储在ROM中的程序指令，完成各种任务。
CPU从ROM中读取指令并执行，将结果存储在RAM中。
由于单片机通常工作在时钟信号的控制下，故CPU在时钟的辅佐下工作。
3.单片机的编程语言：单片机的编程语言通常采用汇编语言或高级语言(如C语言)。
汇编语言是一种机器指令的助记符，编程复杂、灵活、直接，通常用于对程序执行效率要求较高的场合；而C语言则具有语法简洁、易读易写的特点，适合快速开发程序。
4.单片机的输入输出接口：单片机通过输入输出接口与外部设备进行数据交互。
常见的输入接口有开关、按钮、传感器等；常见的输出接口有LED灯、蜂鸣器、电机等。
通过编程，用户可以控制这些接口的状态，与外设实现数据的输入和输出。
5.单片机的定时器/计数器：单片机的定时器/计数器模块用于生成精确的时间间隔或计数外部事件。
它可以被用来实现定时中断、测量脉冲宽度、计数等功能，是单片机中非常重要的功能模块之一6.单片机的中断和中断服务程序：单片机在执行程序的过程中，可以接收和响应外部的中断信号。
当中断发生时，单片机会立即暂停当前任务，跳转执行预先定义好的中断服务程序，处理中断事件。
中断机制是实现实时响应和多任务操作的重要手段。
7.单片机的电源与时钟：单片机需要稳定可靠的电源和时钟信号供给。
电源通常由直流电源或电池提供，特别是在嵌入式系统中，通常需要考虑功耗和电池寿命等因素；时钟信号则是单片机正常工作的基础，它通过晶体振荡电路或者外部时钟源提供。
单片机基本知识点总结
单片机基本知识点总结
单片机是一种微处理器，通常被用于控制电子设备和系统中的逻辑操作。
单片机具有计算和控制功能，并能够以无需外部其他器件而单独运行。
以下是单片机的基本知识点：
1. 单片机的结构：由中央处理器(CPU)、存储器、外设和输入/输出(I/O)口组成。
2. 单片机的分类：根据CPU内核类型可分为8051系列、AVR系列、PIC系列等。
3. 单片机的指令系统：单片机指令分为操作指令和数据传输指令。
4. 单片机的存储器：包括ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)，ROM用于储存程序，RAM用于储存变量和临时数据。
5. 外设：可连接到单片机的设备，如LED灯、LCD显示器、电机等。
6. I/O口：单片机用于与外部设备通信的接口，包括输入口和输出口。
7. 中断系统：单片机可快速响应外部事件的能力，通过设置中断自动运行中断服务子程序。
8. 特殊功能寄存器(SFR)：用于控制单片机内部外设的寄存器。
9. 微控制器编程：可用汇编语言或高级语言如C语言来编写单片机程序。
10. 调试工具：用于调试和测试单片机程序的工具，如仿真器、调试器等。
以上是单片机的基本知识点，了解这些内容可以帮助初学者更好地理解和掌握单片机编程技术。
单片机教学大纲(两篇)2024
引言概述：正文内容：1.硬件设备与基本概念1.1单片机基础知识1.1.1单片机的定义和分类1.1.2单片机的结构和工作原理1.1.3单片机的常用引脚功能与连接方法1.2单片机开发板选型与使用1.2.1不同型号单片机开发板的特点和功能1.2.2单片机资源配置与接口扩展1.2.3单片机开发环境的搭建和使用方法2.嵌入式C语言编程基础2.1C语言基本语法2.1.1数据类型与变量2.1.2运算符和表达式2.1.3控制结构与循环语句2.2单片机C语言编程入门2.2.1I/O口配置与控制2.2.2延时和定时器控制2.2.3中断处理3.单片机外设驱动3.1数码管与LED显示驱动3.1.1数码管的原理与显示方法3.1.2数码管驱动电路设计与编程实现3.2液晶显示屏驱动3.2.1液晶显示驱动的原理3.2.2液晶显示屏驱动电路设计与编程实现3.3三轴加速度传感器驱动3.3.1三轴加速度传感器基本原理3.3.2传感器接口与数据读取4.串口通信与通信协议4.1串口通信基础4.1.1串口通信协议与通信波特率4.1.2串口通信硬件连接与配置4.2单片机与PC的串口通信4.2.1串口通信的原理与方法4.2.2串口通信协议的设计与实现4.3单片机与其他设备的串口通信4.3.1串口通信的硬件连接与配置4.3.2串口通信协议的设计与实现5.单片机应用开发5.1温湿度监测系统5.1.1温湿度传感器的原理和接口设计5.1.2数据采集与显示控制的编程实现5.2无线通信系统5.2.1无线通信模块与单片机的接口设计5.2.2数据传输与接收的编程实现5.3蜂鸣器音乐播放系统5.3.1蜂鸣器的基本工作原理和控制方法5.3.2音乐资源的存储与播放控制的编程实现总结：本教学大纲以逻辑顺序将单片机教学内容进行了详细介绍，从硬件设备与基本概念开始，逐步向学生展示了单片机开发的全过程。
通过掌握单片机编程的基本原理和实践技巧，学生将能够应用单片机实现各种嵌入式应用。
单片机考试知识点
单片机考试知识点一、单片机基础知识1. 单片机的定义和分类- 单片机是一种微型计算机，包含中央处理器、存储器和输入输出接口。
- 常见的单片机有8051系列、PIC系列、AVR系列等。
2. 单片机的主要特点- 内部完整的计算机系统，包括CPU、存储器和I/O接口。
- 使用单一的芯片实现功能，体积小、功耗低。
- 简化电路设计和制造工艺。
二、单片机开发环境1. 开发软件- 常见的单片机开发软件有Keil、CCS等。
2. 开发工具- 下载工具：JTAG、ISP等。
- 编程器：TL866、ST-Link等。
3. 开发板- 常见的开发板有STC89C52、Arduino、Raspberry Pi等。
三、单片机的主要功能模块1. GPIO口- 用于实现与外部器件的数据交互。
2. 定时器/计数器- 用于生成各种定时、计数和PWM信号。
3. 中断系统- 用于处理外部事件的中断请求。
4. 串行通信接口- 包括UART、SPI、I2C等。
5. 存储器- 包括RAM和ROM。
四、单片机的编程语言1. 汇编语言- 以汇编指令为主要编程方式。
2. C语言- 以高级语言为主要编程方式，利用编译器将C语言转换为机器语言。
五、单片机实例应用1. LED控制- 使用GPIO控制LED的亮灭。
2. 温度传感器- 使用温度传感器获取环境温度。
3. 超声波测距- 利用超声波模块实现距离测量。
4. 无人机控制- 利用单片机控制无人机的姿态和飞行。
六、单片机考试注意事项1. 熟练掌握单片机的基础知识和常见功能模块的原理和应用。
2. 多进行实际操作，掌握单片机的编程技巧和调试方法。
3. 注意阅读题目要求，细心审题，避免出现低级错误。
4. 在考试中注重时间分配，合理安排答题顺序。
综上所述，单片机作为一种微型计算机，在嵌入式系统中有着广泛的应用。
掌握单片机的基础知识、开发环境以及常见功能模块的原理和应用是加深对单片机理解的关键。
在考试中，需注重综合应用能力的培养，同时要注意时间分配和题目细节的处理。
单片机基础知识
▼F0 (PSW.5)可由用户定义的标志位。
PSW.7 PSW.6 PSW.5
CY AC F0 RS1 RS0 OV
PSW.0
P
▼RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3)工作寄存器组选择位。
RS1，RS0 = 0 0 则选择了工作寄存器组 0 区
R0～R7分别代表00H ～07H单元。 RS1，RS0 = 0 1 则选择了工作寄存器组 1 区 R0～R7分别代表08H ～0FH单元。
5、MSP430系列
TI（德州仪器）公司推出的新型高性能单片机。 16位精简指令结构可确保运行速度、带FLASH 的微控制器可将功耗降低5倍、具有多种省电模 式、型号相当丰富。
五、 单片机的应用和应用系统结构
1、单片机的应用
◆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。
总
线
并行端口
串行端口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
1、中央处理器CPU
CPU（Central Processing Unit）是计算机的核心部件,
它由运算器和控制器组成, 完成计算机的运算和控制功能。
运算器又称算术逻辑部件（ALU, Aithmctieal Logic
4、AVR系列
美国ATMEL公司推出的全新配置精简指令集 （RISC）的单片机系列。高速度、高保密性、低 功耗。
片内程序存储器采用Flash 大多数指令仅用1个晶振周期 采用C语言编程 CMOS工艺生产
单片机入门知识点总结大全
单片机入门知识点总结大全概述单片机（Microcontroller）是指在一个芯片上集成了CPU、ROM、RAM、I/O端口、定时/计数器、串口等功能的微型计算机。
它具有体积小、功耗低、价格低廉等特点，广泛应用于嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域。
本文将从单片机的基本原理、开发环境、编程语言、常用接口及应用等方面进行总结，帮助初学者了解单片机的基本知识，并进行入门学习。
一、单片机基本原理1. 单片机的结构单片机通常由CPU、存储器、I/O端口、定时器/计数器、串行通信接口等基本部分组成。
其中CPU是单片机的核心部件，负责执行程序指令；存储器用于存储程序和数据；I/O端口用于与外部设备进行通信；定时器/计数器用于产生定时和计数功能；串行通信接口用于实现串行数据通信。
2. 单片机的工作原理单片机通过执行存储在ROM中的程序来完成特定的功能。
当单片机上电后，CPU会从ROM中读取程序指令，并按照指令执行对应的操作，包括读取数据、处理数据、输出结果等。
通过与外部设备的I/O端口进行通信，单片机可以与外部世界进行数据交换和控制。
3. 单片机的特点单片机具有体积小、功耗低、价格低廉等特点，适合于嵌入式系统、智能家居、工业控制等领域。
它可以通过编程来实现各种功能，具有较强的灵活性和可扩展性。
二、单片机开发环境1. 开发工具单片机的开发工具主要包括开发板、编译器、调试器等。
开发板是用于搭建单片机开发环境的硬件平台，通常包括单片机芯片、外围电路、通信接口等；编译器用于将高级语言代码编译成可执行的机器码；调试器用于单步跟踪程序运行状态、查看变量数值等，帮助开发人员进行程序调试。
2. 开发流程单片机的开发流程主要包括编写程序、编译程序、下载程序、调试程序等步骤。
开发人员首先编写程序，并通过编译器将程序编译成可执行的机器码，然后将机器码下载到单片机的ROM中，最后通过调试器对程序进行调试和优化。
3. 常用开发环境常用的单片机开发环境包括Keil、IAR、CodeWarrior等，它们提供了丰富的开发工具和示例代码，帮助开发人员更快地进行单片机开发。
单片机学习资料
引言：单片机是现代电子技术中常用的一种芯片，广泛应用于各种电子设备中。
学习单片机对于电子工程师来说是必不可少的一部分，因为它涉及到了嵌入式系统以及微控制器等方面的知识。
本文将为读者提供全面的单片机学习资料，帮助读者系统、深入地学习单片机。
概述：本文将从基础概念入手，介绍单片机的定义、分类和应用。
然后分别从硬件和软件两个方面详细讲解单片机的学习资料。
在硬件方面，将介绍单片机的工作原理、内部结构以及常用的外围电路。
在软件方面，将介绍单片机的编程语言、编程工具以及常见的编程案例。
将总结本文的内容，帮助读者在学习单片机的过程中更好地进行规划和实施。
正文内容：1.单片机基础知识1.1单片机的定义和分类1.2单片机的应用领域1.3单片机与微处理器的区别1.4单片机的发展历程2.单片机硬件学习资料2.1单片机的工作原理2.2单片机的内部结构2.3单片机常用的外围电路2.4单片机的输入输出接口2.5单片机的定时器和计数器3.单片机软件学习资料3.1单片机的编程语言3.2单片机的编程工具3.3单片机的编程步骤3.4单片机常见的编程案例3.5单片机的调试方法4.单片机实践案例4.1LED控制案例4.2电机驱动案例4.3温度传感器应用案例4.4按键输入案例4.5定时器应用案例5.单片机学习资源推荐5.1书籍推荐5.2在线教程推荐5.3实验平台推荐5.4论坛和社区推荐5.5相关培训机构推荐总结：本文通过介绍单片机的基础知识、硬件和软件学习资料、实践案例以及相关学习资源，为读者提供了全面且系统的单片机学习资料。
通过学习本文内容，读者将能够全面了解单片机的基本原理与应用，掌握单片机的编程技术，以及运用单片机解决实际问题的能力。
同时，通过推荐相关学习资源，读者可以进一步深入学习和扩展自己的单片机知识。
希望读者能够通过本文的帮助，更好地学习和掌握单片机技术，为电子工程事业的发展做出贡献。
《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。
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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
学习单片机的基础知识
学习单片机的基础知识单片机是一种集成电路，它集处理器、内存、输入/输出端口等主要元件于一体，被广泛应用于各种电子设备和系统中。
对于想要学习和掌握单片机技术的人来说，了解单片机的基础知识是非常重要的。
本文将从单片机的定义、结构、工作原理以及常见的单片机编程语言等方面，介绍学习单片机所需的基础知识。
一、单片机的定义和作用单片机是指整个计算机系统集成在一颗芯片上，通常包括中央处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出端口（GPIO）以及时钟等。
它可以根据程序进行控制和运算，广泛应用于家电控制、工业自动化、通信设备等领域。
学习单片机的基础知识有助于理解和运用这种集成电路的工作原理和编程方法。
二、单片机的结构和组成单片机由CPU、存储器、输入/输出端口以及时钟等组成。
其中，CPU是单片机的核心部分，负责执行计算和控制的任务；存储器用于存储程序和数据；输入/输出端口则实现单片机与外部设备的通信和交互；时钟提供基准信号，控制单片机的运行速度。
三、单片机的工作原理单片机的工作原理主要包括指令执行、数据存取和时序控制三个方面。
1. 指令执行：单片机通过运行存储在ROM中的指令来完成各种操作。
指令由指令寄存器(IR)获取，并由指令译码器进行解析和执行。
2. 数据存取：单片机的数据存储器常分为RAM和ROM两种类型。
RAM用于存储程序运行过程中的中间数据，而ROM用于存储程序指令和常量数据。
3. 时序控制：单片机的时序控制是指通过时钟来控制指令和数据的读写操作，以及各种外部设备的时序要求，确保单片机的稳定和准确运行。
四、单片机的编程语言常见的单片机编程语言有汇编语言和高级语言两种。
汇编语言是一种低级语言，与机器指令相对应，可以直接与硬件进行交互，编写高效且精细的代码。
而高级语言如C语言、BASIC等，则更加易学易用，便于快速实现单片机的功能。
五、学习单片机的方法和建议1. 学习理论知识：掌握单片机的基础理论知识，包括组成结构、工作原理等，为后续的实践学习打下基础。
单片机的基本知识
内部总线 写锁存器
D
P2.X 锁存器 Q CP
80C51单片机的并行I/O口
口：是一种由各种电路形式组成的一个复杂的电路结构，它
可以完成芯片所要求的功能。 MCS-51单片机具有4个双向的8位并行I/O口：P0～P3，它们具 有系统规定的字节地址，每个口都包含一个锁存器、一个输出
驱动器和输入缓冲器。每个口均有一个8位锁存器，在上电复位
后初态为全“1”，使P0～P3口均处于输入状态。 这些口在结构和特性上是基本相同的，但又各具特点。
51子系列
8031
8051
8751
8951
4KB
128B
2×16
5
4×8
1
52子系列
8032
8052
8752
8952
8KB
256B
3×16
6
4×8
1
7、80C51单片机的逻辑结构及信号引脚
（1） 80C51单片机的内部逻辑结构
频率基准源 计数器
振荡器及 定时电路
4KB程序 存储器
128B数据 存储器
注意：P0口作为一般I/O使用时，要求上拉电阻。
P1口
P1口的字节地址90H，位地址90～97H，口的各位口线具有完 全相同但又相互独立的逻辑电路。
读锁存器 VCC
内部上拉电阻 内部总线 写锁存器 D Q Q P1.X 引脚
P1.X 锁存器
CP
读引脚
P2口 P2口的字节地址A0H，位地址A0～A7H，口的各位口线具有完 全相同但又相互独立的逻辑电路。
9 程序存储器 80C51单片机片内有4KB的ROM存储单元，简称内部程序存储 器地址范围（0000H～0FFFH），当内部程序存储器单元不够使 用时，可在80C51单片机的外部扩展程序存储器，扩展的程序存 储器简称外部程序存储器，地址范围（1000H～FFFFH）。
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应用软件：数据库、软件包 和窗口软件等
图 1-7 微 机 系 统 示 意 图
1.1.1 硬件基本结构
一、微处理器
把运算器、控制器集成在一块硅片上，成为独立的器 件，称之为微处理器，简称CPU.是计算机的核心。
中央处理单元
（ CPU）
F
C
操作控制命令 CC … C …
数据存储器： I/O口：
定时/计数器：
ROM、EPROM、E2PROM或 FLASH。达几十KB RAM达几KB 并口、串口、串行扩展口
定时输出、捕捉输入、监视器Watchdog
A/D转换器： 8位、12位、16位、24位，多通道输入
脉宽调制输出： PWM ，可代替D/A输出
⑶ 寻址范围的增加
2、超小型、低功耗、价廉 如: ATMEL公司的 89C 1051 / 2051 20引脚，工作电压（2~6V），电流仅几个mA 如：Microchip 公司的PIC 16/17系列 18引脚、20引脚、28引脚，有的仅5个引脚 工作电压（2~6V），电流仅2个mA
3、微巨机单片化
国产单片机的基本情况：
ISP：in-system programming 在线系统编程
一种无需将存储芯片（如EPROM）从嵌入式设备 上取出就能对其进行编程的过程，缩略为ISP。在 系统编程需要在目标板上有额外的电路完成编程 任务。其优点是，即使器件焊接在电路板上，仍 可对其（重新）进行编程。在系统可编程是Flash 存储器的固有特性（通常无需额外的电路）， Flash几乎都采用这种方式编程。
Motorola公司68HC5X系列
Microchip公司的PIC16C系列等等。
以增强型MCS-51为内核的8X5X系列目 前已成为主流单片机芯片。
第四阶段（1982~ ）： 16位、32位单片机阶段
特点： 增加了内部资源、实时处理能力更强、 例如： MCS – 96 系列
除了具有16位CPU和存储器 外又增加了部分内部资源，如：
特点： 品种多、功能强
8位CPU
RAM ROM I/O UART INT
数据存储器 程序存储器 通用输入输出接口 通用异步串行接口
中断系统
20世纪90年代中后期，各公司强化并增加了许多 新的功能，形成了规格、品种繁多的新一代的单 片机。 例如：
Ietel、Philips、Atmel公司的8XC5X系列，
10位A/D转换器
MCS – 96
脉宽调制输出装置PWM
高速输入输出HSIO
之后又推出：8XC196增强型
三 、单片机的发展趋势
1、高档单片机性能不断提高
⑴ CPU功能的增强
速度： 精度：
是原来单片机的5~15倍 CPU字长增加，16位、32位单片机问世
指令系统丰富、效率高
⑵ 内部资源的增加
程序存储器：
§ 1.2 单片机
单片机的概念
单片机 = CPU + M + I/O
控制总线CB CPU
将中央处理单元CPU、
微处理器
一定容量的数据存储器RAM、 地
一定容量的程序存储器ROM、 址
定时/计数器T/C、
总
并行输入输出接口I/O、
线
串行通讯接口UART 、、、、 AB
数
M
据
存储器
总
线
I/O
DB
接口电路
等多个功能部件集成在一
块芯片上，是一块具有完 整计算功能的大规模集成
外部设备
电路。
图1-1 微型计算机组成
一、单片机分类 根据CPU 字长来划分
1位机 4位机
用于玩具、家用电器、计算器等
8 位机 16位机
工业控制器、智能仪表、计算机 外设、通用测控单元、通讯设备
32位机
高性能图形工作站、高级机器人等
A LU
取指执指控制 CC … C
电源
…
R
PLA
时钟
ID
PC
C
A
C
R
C
IR
﹕﹕﹕
内部总线
内部总线
AR
C
C
DR
地
地
数
控
址
据
制
总
总
总
线
线
二、微型计算机 微型计算机由CPU、存储器、输入/输出（I/O)接 口构成，芯片间通过总线连接。
ROM RAM I/O
CPU
微处理器
CBUS ABUS DBUS
CBUS ：控制总线 ，不确定 DBUS：数据总线，双向三态 ABUS ：地址总线，单向三态
主要参考书、期刊、网站：
参考教材： 1、单片微机原理系统设计与应用，万福君，清华大学出版社，2008（第1版） 2、单片机应用程序设计技术， 周航慈，北京航空航天大学出版社，2002 3、单片机应用系统抗干扰技术，王幸之，北京航空航天大学出版社，2006 4、单片机程序设计基础（修订版）（含光盘），周航慈，北京航空航天大学出
闭卷考试。集体出题，流水阅卷。
第1章 基本知识
1.1 计算机的基本结构 1.2 单片机的含义、分类、发展趋势 1.3 单片机的应用构成及应用领域
微机系统
1.1 计算机的基本结构
硬件系统 软件系统
微机
微处理器 存储器 I/O 接 口 系统总线
外设、电源机箱等
程序设计语言：机器语言 汇编语言 高级语言
版社，2004 期刊：电子技术应用、单片机与嵌入式系统应用 网站：搜索引擎中关键字“单片机”
课时安排：共54学时
理论课时 :44 实验课时:10
时 间: 每周一， 5~7节 地 点:博学楼-311 课程特点：具有从指令到程序、从芯片到系统； 软、硬件设计密切结合的特点。 学习目的：掌握系统设计的基本概念、基本结 构、设计方法。
大家好Leabharlann 单片机原理及应用主讲：原明亭
ymtqd@
辅导：“工业控制技术”省重点实
验室“计算机控制”研究室 (东4教105室)
MCS-51系列 单片机原理及应用
主要内容： 1、单片机原理及其内部资源 2、汇编语言及程序设计 3、并行总线应用系统接口设计 4、C语言及程序设计
与前课程关系： 模拟电子技术、数字电子技术、微机原理及 接口、EDA设计、传感器原理及应用等
三、微型计算机系统
以微型计算机为主体，配上输入输出设备、外 围设备、电源、系统软件一起构成应用系统。
1.1.2、软件系统
1. 程序设计语言 （1）机器语言 （2）汇编语言 （3）高级语言
2. 系统软件 3. 应用软件
4、衡量计算机性能的主要技术指标
1、字长 2、存储容量 3、指令系统 4、指令的执行时间 5. 外设扩展能力及配置
二、 单片机的发展史
第一阶段（1974~1976）： 单片机的初级阶段 第二阶段（1976~1979）： 低性能单片机阶段
例如： 特点：
结构：
MCS – 48 系列
小而全
8位CPU
MCS – 48
RAM ROM
I/O
T/C
第三阶段（1979~1982）： 高性能单片机阶段
例如： Intel 公司的MCS – 51 系列、Motorola 公司6801系列、Zilog公司的Z8系列。