新编单片机技术及应用第一章单片机基础知识 (2)资料PPT课件
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单片机课件ppt
无线通信
01
蓝牙通信
单片机可以通过蓝牙模块实现无线通信，与手机、电脑等 设备进行数据传输。常见的蓝牙协议有蓝牙2.0、蓝牙4.0 等。
02 03
Wi-Fi通信
单片机可以通过Wi-Fi模块实现无线通信，与云端服务器 进行数据传输。常见的Wi-Fi协议有Wi-Fi 802.11n、WiFi 802.11ac等。
01
发展
随着技术的不断进步，单片机的性能不 断提高，功能不断丰富，应用领域也不 断扩大。
02
03
现状
目前，单片机已经成为嵌入式系统领 域中的重要分支，广泛应用于各个领 域。
单片机的应用领域
工业控制
智能家居
单片机被广泛应用于工业自动化控制系统 中，如过程控制、数据采集、机械臂控制 等。
单片机在智能家居领域中也得到了广泛应 用，如智能门锁、智能照明、智能空调等 。
nRF24L01无线模块
nRF24L01是一款基于FDSM技术的高性能无线收发器芯 片，工作频率范围为2.400GHz～2.525GHz，常被应用于 低功耗无线传输领域。单片机可以通过nRF24L01无线模 块实现无线数据传输。
05 单片机发展与趋 势
单片机的发展历程
起源
单片机最早起源于20世纪70年代，是一种将CPU、内存 、I/O接口等集成在一个芯片中的微型计算机。
4. 调试
通过仿真和实际硬件调试来验证 程序的正确性。
编程实例
LED闪烁
通过编程控制单片机上的 LED灯的亮灭，以实现闪 烁效果。
按键检测
通过编程检测单片机上的 按键输入，并相应地控制 输出。
定时器使用
通过编程使用单片机的定 时器功能，以实现定时控 制或时间间隔测量。
单片机技术及应用第一章单片机基础知识-PPT文档资料67页
在计算机中最常用的无符号整数是表示地址的数
计算机中数和字符的表示
1. 概述 2. 无符号数的表示 3. 有符号数的表示 4. 定点数和浮点数 5. 计算机中的二进制编码
有符号数的表示
1．机器数与真值 计算机中的数是用二进制表示的，数的符号也是用
二进制表示的。通常一个数的最高位为符号位，为0表 示正数，为1表示负数。若字长为8位的计算机，则D7为 符号位，D6～D0为数值位。
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡，
大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
2. 智能仪表中的应用
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，同时降低了成本， 提高了性能价格比。如数字式RLC测量仪、智能 转速表、计时器等。
计算机中数和字符的表示
1. 概述 2. 无符号数的表示 3. 有符号数的表示 4. 定点数和浮点数 5. 计算机中的二进制编码
有符号数的表示
1．机器数与真值 计算机中的数是用二进制表示的，数的符号也是用
二进制表示的。通常一个数的最高位为符号位，为0表 示正数，为1表示负数。若字长为8位的计算机，则D7为 符号位，D6～D0为数值位。
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡，
大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
2. 智能仪表中的应用
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，同时降低了成本， 提高了性能价格比。如数字式RLC测量仪、智能 转速表、计时器等。
单片机应用(共8张PPT)
（2）智能化家电控制 微控制器嵌入到现代的各种家用电器中取代传统的电子电路控制已经成为发展趋势，并且提高了
这些家电的身价。如微控制器控制的智能化电饭煲、全自动洗衣机、电冰箱、空调、彩电等，五花 八门，无所不在。
单片机应用
单片机原理与应用
单片机的应用
（3）计算机外设控制 第一章 单片机基础知识
结合不同（类型3）的传计感算器，机还外可设实现控各制类物理பைடு நூலகம்的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。
例如，驱有动些微器型中打，印大机多内采部采用用80840385微单控片微制机器控，制控，能制打主印轴点电阵汉机字的，启可停与一和般转的速微，机配控接制。步进电机的精确步距，从而保证磁 归微纳控起 制头来器的，的微应精控用确制范寻器围道的广主阔和要，定应在位用家。有用以电下器、5个医方疗面设。备、测控仪表、计算机外设、数控机床、尖端武器、机器人和航空航天中都得到了广泛的应
（5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计
算机之间的数据通信。
单片机应用
单片机原理与应用
S 小 结 第一章 单片机基础知识
结合不同类型的传感器，还可实现各类物理量的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。 （5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计算机之间的数据通信。
用结，合成 不为同无控类制型线系的电统传中感对重器讲要，的还机智可等能实。化现芯各综片类上。物理所量述的，精密微测控量，制如器温度已、成湿为度、计流算量、机流发速展、电和压应、频用率的等。一个重要方面。
微控制器在医疗设备中也用得相当广泛，如呼吸机、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。
这些家电的身价。如微控制器控制的智能化电饭煲、全自动洗衣机、电冰箱、空调、彩电等，五花 八门，无所不在。
单片机应用
单片机原理与应用
单片机的应用
（3）计算机外设控制 第一章 单片机基础知识
结合不同（类型3）的传计感算器，机还外可设实现控各制类物理பைடு நூலகம்的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。
例如，驱有动些微器型中打，印大机多内采部采用用80840385微单控片微制机器控，制控，能制打主印轴点电阵汉机字的，启可停与一和般转的速微，机配控接制。步进电机的精确步距，从而保证磁 归微纳控起 制头来器的，的微应精控用确制范寻器围道的广主阔和要，定应在位用家。有用以电下器、5个医方疗面设。备、测控仪表、计算机外设、数控机床、尖端武器、机器人和航空航天中都得到了广泛的应
（5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计
算机之间的数据通信。
单片机应用
单片机原理与应用
S 小 结 第一章 单片机基础知识
结合不同类型的传感器，还可实现各类物理量的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。 （5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计算机之间的数据通信。
用结，合成 不为同无控类制型线系的电统传中感对重器讲要，的还机智可等能实。化现芯各综片类上。物理所量述的，精密微测控量，制如器温度已、成湿为度、计流算量、机流发速展、电和压应、频用率的等。一个重要方面。
微控制器在医疗设备中也用得相当广泛，如呼吸机、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。
单片机基础知识.ppt
7
三、单片机的特点及应用
1. 采用哈佛体系结构 2. 采用面向控制的指令系统 3. 引脚功能服用 4. 片内RAM作寄存器 5. 类型齐全 6. 功能通用 • 具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。
2020/6/8
8
三、单片机的特点及应用
• 单片机主要应用于工业检测与控制、计算 机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用 电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系 统。
到最低位。举例：
1. 0.625转换成二进制数
0.625
×2
1.250 ×2
1 (b-1)
0.5 0 ×2
0 (b-2)
1.0
1 (b-3)
• 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
2 19
1 （ b1）
29
1 （ b2）
24 22
0 （ b3） 0 （ b4）
21
1 （ b5）
0 2020/6/8
2. 208转换成十六进制 数
208 = D0H
16 208 16 13
余0 余 13 =DH
0
20
十进制数转换成二、十六进制数
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
系列8098/8096、80C198/80C196
• 90年代初-至今 16位单片机高档32位单片机
2020/6/8
6
三、单片机的特点及应用
单片机基础知识ppt课件
24
表1.1 各种进位制的对应关系
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
0
0
0
0
9 1001 11
9
1
1
1
1
10 1010 12
A
2
10
2
2
11 1011 13
B
3
11
3
3
12 1100 14
C
4
100
4
4
13 1101 15
D
5
101
5
5
14 1110 16
E
6
110
单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡 的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有 独特的优势。
11
1.1.4 单片机的发展状况
1. 单片机的发展过程
(1) 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。
似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数， 减去除数。
36
1.3.2 逻辑运算 微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻 辑电路完成。
1. 逻辑与运算 逻辑与常用符号“∧”表示，运算规则为：
0∧0=0，1∧0=0，0∧1=0，1∧1=1。两个位 数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位 进行与运算。
特点：片内面向测控系统电路增强，使之可以 方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微 控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
14
2. 单片机产品近况
51系列产品繁多，已推出的主要产品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
表1.1 各种进位制的对应关系
十进制 二进制 八进制 十六进制 十进制 二进制 八进制 十六进制
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单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡 的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有 独特的优势。
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1.1.4 单片机的发展状况
1. 单片机的发展过程
(1) 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。
似，从被除数最高位开始取出与除数相同的位数， 减去除数。
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1.3.2 逻辑运算 微机内二进制信息的逻辑运算由专门的逻 辑电路完成。
1. 逻辑与运算 逻辑与常用符号“∧”表示，运算规则为：
0∧0=0，1∧0=0，0∧1=0，1∧1=1。两个位 数相同的二进制数进行逻辑与时，只是对应位 进行与运算。
特点：片内面向测控系统电路增强，使之可以 方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微 控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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2. 单片机产品近况
51系列产品繁多，已推出的主要产品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
《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。
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。
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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
(新版)单片机第1章课件
都是面向机器的低级语言，不便于记忆和使用，且与单片机硬
件关系密切，这就要求程序设计人员必须精通单片机的硬件系
统和指令系统。
为了避免以上缺点，单片机也开始尝试使用高级语言，其中
编译型语言有C-51、C、MBASIC-51等。
单片机程序特点：
简单的方面：大多是控制程序，而且一般程序都不太长。
复杂的方面：单片机程序主要使用汇编语言，使用起来有一定
的难度。而且由于单片机应用范围广泛，面对多种多样的控制对象、目标
和系统．很少有现成的程序可供惜鉴，这与微型机在数值计算和数据处理
等应用领域中有许多成熟的经典程序可供直接调用或模仿有很大的不同。
对于简单的单片机应用系统，不需要有管理和开发功能，
只要求有能为实现控制目的而直接执行的应用程序，即固化在其中的机器
MicroController Unit）。因其处于被控系统的核心地
位和融入其中，即以嵌入式方式使用，因此单片机也称
为嵌入式微控制器（EMCU－Embedded MicroController
Unit）。
2.单片机分类：
根据控制应用的需要，可以将单片机分成为通用
型和专用型两种类型。
通用型单片机:是一种基本芯片，它的内部资源比较丰富，性 能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。用户可以根据需要 设计成各种不同应用功能的控制系统，即通用单片机有一个再 设计的过程。本书介绍的都为通用型单片机。
单片机开发系统：
·早期使用逻辑分析仪。
·微型机开发系统（MDS－MIcroconmput Development
System）能开发单片机的微型机。
·在线仿真器（ICE－In Circuit Emulator）：软硬件开发和 EPROM写入。目前市场上型号有： 南京伟福、江苏启东的DICE、复旦 大学的SICE系列、DP－852、 KDC-51、SBC-51、EUDS-51。
最新新编单片机原理及应用 汪贵平 1_第1章 单片机概述新教学讲义PPT课件
2．光线：表示光的传播传播方向的直线。 3．本影、半影：本影指完全没有光照的区域；
半影指有部分光源的光照到的区域。
4．光速：光在真空中的转播速度为 c=3.00×108m/s。
⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能 超过c。
⑵近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度 （10-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s， 甚至停止运动。
7．光的折射：光射到两种介质的界面上后从 第一种介质进入第二种介质时，传播方向 发生改变的现象。
8．折射率：光从真空射向介质时，入射角正弦 和折射角正弦的比值叫这种介质的折射率， （n nss相iinn ri对较光大疏）介。质（n相对较小）、光密介质
2.按照存储器结构分类
图1-2 冯·诺依曼结构
2.按照存储器结构分类
图1-3 哈佛结构
3.按生产厂家分类
1)Intel公司：MCS-51和MCS-96系列。 2)Atmel公司：AVR系列、AT系列。 3)Winbond公司：W77系列、W78系列。 4)SST公司：SST系列。 5)NXP公司：P89系列、LPC系列。 6)Motorola公司：68HCXX系列。 7)Microchip公司：16C5X/6X/7X/8X系列。 8)Texas公司：MSP430FXX系列。 9)诸多公司的32位ARM系列，但其具有更多的嵌入式微处理器的特征。
3.问答题
(1)什么是嵌入式系统？ (2)什么是单片机？单片机的主要技术指标有哪些？ (3)单片机与微处理器在结构和使用中有什么差别？ (4)51系列单片机内部有哪些功能部件？ (5)试述ISP与IAP的区别。 (6)什么是IDE？什么是ICE？ (7)试画出典型单片机应用系统的硬件构成框图。
半影指有部分光源的光照到的区域。
4．光速：光在真空中的转播速度为 c=3.00×108m/s。
⑴光在不同介质中的传播速度是不同的。根据爱因斯坦的相对论光速不可能 超过c。
⑵近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度 （10-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s， 甚至停止运动。
7．光的折射：光射到两种介质的界面上后从 第一种介质进入第二种介质时，传播方向 发生改变的现象。
8．折射率：光从真空射向介质时，入射角正弦 和折射角正弦的比值叫这种介质的折射率， （n nss相iinn ri对较光大疏）介。质（n相对较小）、光密介质
2.按照存储器结构分类
图1-2 冯·诺依曼结构
2.按照存储器结构分类
图1-3 哈佛结构
3.按生产厂家分类
1)Intel公司：MCS-51和MCS-96系列。 2)Atmel公司：AVR系列、AT系列。 3)Winbond公司：W77系列、W78系列。 4)SST公司：SST系列。 5)NXP公司：P89系列、LPC系列。 6)Motorola公司：68HCXX系列。 7)Microchip公司：16C5X/6X/7X/8X系列。 8)Texas公司：MSP430FXX系列。 9)诸多公司的32位ARM系列，但其具有更多的嵌入式微处理器的特征。
3.问答题
(1)什么是嵌入式系统？ (2)什么是单片机？单片机的主要技术指标有哪些？ (3)单片机与微处理器在结构和使用中有什么差别？ (4)51系列单片机内部有哪些功能部件？ (5)试述ISP与IAP的区别。 (6)什么是IDE？什么是ICE？ (7)试画出典型单片机应用系统的硬件构成框图。
第1章 基础知识(单片机)
i n
1701.61137 2 01 10 1 1 2
4．十六进位计数制
-n X x 16m...x 160 x 16 -1...x 16x 16 i
m 0 1 n i
m
【例１.４】十六进制数1A0B.D1可表示为：
MCS－51单片机(主要包括8031、8051和8751等) 主要功能
• 8位CPU。
• 4 KB程序存储器（ROM）（其中8031内部无ROM，8051内部有4 KB ROM，8751内部有4 KB EPROM ）。 • 128 B的数据存储器（RAM）。 • 32条I/O口线。 • 111条指令，大部分为单字节指令。 • 21个专用寄存器。 • 2个可编程定时器/计数器。 • 5个中断源，2个优先级。 • 1个全双工串行通信口。 • 外部数据存储器寻址空间为64 KB。 • 外部程序存储器寻址空间为64 KB。 • 逻辑操作位寻址功能。 • 双列直插40 PinDIP封装。 • 单一+5 V电源供电。
1、单片机诞生于20世纪70年代
1946: 第一台电子计算机诞生； 1971: 美国Intel公司设计出四位微处理器； 1973: TI(德州仪器）公司注册了世界上第一个单片机专利；
单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成 规模还比较小，功能比较简单，一般均把 CPU、RAM，有的还包括了一些简单的I/O 口集成到芯片上，它还需配上外围的其他 处理电路方才构成完整的计算系统。类似 的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。
（3）十六进制数转换为十进制数 【例１.７】2D.A4H=2×161+13×160+10×16-1+4×162=45.64062
2.将十进制数转换为非十进制数
将十进制数转换为非十进制数的方法是：整数部分转换采
1701.61137 2 01 10 1 1 2
4．十六进位计数制
-n X x 16m...x 160 x 16 -1...x 16x 16 i
m 0 1 n i
m
【例１.４】十六进制数1A0B.D1可表示为：
MCS－51单片机(主要包括8031、8051和8751等) 主要功能
• 8位CPU。
• 4 KB程序存储器（ROM）（其中8031内部无ROM，8051内部有4 KB ROM，8751内部有4 KB EPROM ）。 • 128 B的数据存储器（RAM）。 • 32条I/O口线。 • 111条指令，大部分为单字节指令。 • 21个专用寄存器。 • 2个可编程定时器/计数器。 • 5个中断源，2个优先级。 • 1个全双工串行通信口。 • 外部数据存储器寻址空间为64 KB。 • 外部程序存储器寻址空间为64 KB。 • 逻辑操作位寻址功能。 • 双列直插40 PinDIP封装。 • 单一+5 V电源供电。
1、单片机诞生于20世纪70年代
1946: 第一台电子计算机诞生； 1971: 美国Intel公司设计出四位微处理器； 1973: TI(德州仪器）公司注册了世界上第一个单片机专利；
单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成 规模还比较小，功能比较简单，一般均把 CPU、RAM，有的还包括了一些简单的I/O 口集成到芯片上，它还需配上外围的其他 处理电路方才构成完整的计算系统。类似 的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。
（3）十六进制数转换为十进制数 【例１.７】2D.A4H=2×161+13×160+10×16-1+4×162=45.64062
2.将十进制数转换为非十进制数
将十进制数转换为非十进制数的方法是：整数部分转换采
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单片机技术及应用
第1章 单片机基础知识
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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第1章 单片机基础知识
1.1 单片微型计算机
单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片 上的计算机，简称单片机。它包括中央处理器 （CPU），用RAM构成的数据存储器，用ROM 构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出 （I/O）接口和时钟电路。
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡， 大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
1.1.1 单片机最小系统
• 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最 少的元件组成的单片机可以工作的系统。
• 对一般的51系列单片机来说,由单片机、晶振电 路和复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我 们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加 到上述电路中,成为最小系统。
1.1.2 单片机的基本知识
部还有IEEE－754标准的80位浮点运算部件，在
25MHz时钟下，可以达到5.2Mwhetstones/s.这 些控制器都能直接支持高级语言和实时多任务处
1. CPU的发展 2. 片内存储器的发展 （1）片内存储器的发展 （2）片内EPROM开始E2PROM化 （3） 闪速存储器 （4） 串行存储器 （5） 片内程序的保密措施 3． 片内输入输出接口功能 4. 单片机在工艺上的提高 5. 5. 片内固化应用软件和系统软件
1.1.4 单片机主要品种简介
1. 4位单片机 高档8位单片机的巨大产量挤占了部分4位机的市场。
为了保住自己的领地，4位机的结构和功能也发生了很大 的改进。其一是增强片内I/O功能，把应用系统所需的 LED、LCD、VFD（FIP）显示器驱动电路都集成在单片 机芯片内，使其成为“单片”控制器。目前8位单片机和 16位单片机还很少做到这点。其二是提高指令执行速度， 新型的4位单片机采用1.5μm COMS工艺，其指令执行速 度小于1μs。其三是增大片内ROM、RAM，有的ROM已 达到32KB，RAM已达到1K×4位。其四是低压低功耗， 有的在2.2V下也能正常工作，有的甚至在μA级电流时也 能正常工作。其实有的4位单片机性能已不低于8位单片机。
1. 1. 单片机
2.
单片机是微型计算机中的一种，是把微
型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定
时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成
在一块集成电路芯片上形成的微型计算机。因
而被称为单片微型计算机，简称为单片机。
2．单片机和单片机系统
单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在 单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的 具有一定应用功能的计算机系统。
通常所说的单片机系统都是为实现某一控制 应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片 而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单 片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和
软件基础。
3．单片机应用系统和单片机开发系统
单片机应用系统是为控制应用而设计的，该 系统与控制对象结合在一起使用，是单片机开发 应用的成果。但由于软硬件资源所限，单片机系 统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计， 必须使用专门的单片机开发系统。
而MC68HC05则具有4位单片机的价格，是4位单
片机的强劲竞争者。Z80派系的单片机相对小一 些，但NEC公司的μPD78K系列的单片机功能较
强，被誉为新一代的8位单片机目前产量只占整个单片机市场的
5%。16位单片机的性能都较高，有乘除指令、快 速I/O功能。有的还有DMA传送，可支持C或者 FORTH语言等等。其主要机型是Intel • 的8096。美国国家半导体公司的HPC单片机性能 价格比较高，已占CMOS工艺16位单片机销售量 的首位。日本Hitachi公司的H8/500单片机的性能 目前最高，其指令执行速度为200ns，片内 FPROM/ROM达62K字节，片内RAM为2K字节， A/D为10位，转换时间为13.8 μs ，还有DMA功 能。
• 4. 32位单片机
•
32位单片机更多地称作32位嵌入式控制器。
它主要应用于机器人、光盘、激光打印机等的控
制器。这些控制器的地址线为24～32位，寻址能 力为16～400MB，并且都有很高的指令执行速度
和快速运算能力。例如，Intel公司的80960KB在
20MHz时钟下，其指令速度为7.5MIPS，在它内
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
4． 单片机的程序设计语言和软件
单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中 使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、 汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器 语言。
机器语言是用二进制代码表示的单片机指令，用机 器语言构成的程序称之为目标程序。汇编语言是用符号表 示的指令，汇编语言是对机器语言的改进，是单片机最常 用的程序设计语言。虽然机器语言和汇编语言都是高效的 计算机语言，但它们都是面向机器的低级语言，不便记忆 和使用，且与单片机硬件关系密切，这就要求程序设计人 员必须精通单片机的硬件系统和指令系统。
第1章 单片机基础知识
整体概述
概况一
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概况三
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第1章 单片机基础知识
1.1 单片微型计算机
单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片 上的计算机，简称单片机。它包括中央处理器 （CPU），用RAM构成的数据存储器，用ROM 构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出 （I/O）接口和时钟电路。
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡， 大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
1.1.1 单片机最小系统
• 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最 少的元件组成的单片机可以工作的系统。
• 对一般的51系列单片机来说,由单片机、晶振电 路和复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我 们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加 到上述电路中,成为最小系统。
1.1.2 单片机的基本知识
部还有IEEE－754标准的80位浮点运算部件，在
25MHz时钟下，可以达到5.2Mwhetstones/s.这 些控制器都能直接支持高级语言和实时多任务处
1. CPU的发展 2. 片内存储器的发展 （1）片内存储器的发展 （2）片内EPROM开始E2PROM化 （3） 闪速存储器 （4） 串行存储器 （5） 片内程序的保密措施 3． 片内输入输出接口功能 4. 单片机在工艺上的提高 5. 5. 片内固化应用软件和系统软件
1.1.4 单片机主要品种简介
1. 4位单片机 高档8位单片机的巨大产量挤占了部分4位机的市场。
为了保住自己的领地，4位机的结构和功能也发生了很大 的改进。其一是增强片内I/O功能，把应用系统所需的 LED、LCD、VFD（FIP）显示器驱动电路都集成在单片 机芯片内，使其成为“单片”控制器。目前8位单片机和 16位单片机还很少做到这点。其二是提高指令执行速度， 新型的4位单片机采用1.5μm COMS工艺，其指令执行速 度小于1μs。其三是增大片内ROM、RAM，有的ROM已 达到32KB，RAM已达到1K×4位。其四是低压低功耗， 有的在2.2V下也能正常工作，有的甚至在μA级电流时也 能正常工作。其实有的4位单片机性能已不低于8位单片机。
1. 1. 单片机
2.
单片机是微型计算机中的一种，是把微
型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定
时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成
在一块集成电路芯片上形成的微型计算机。因
而被称为单片微型计算机，简称为单片机。
2．单片机和单片机系统
单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在 单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的 具有一定应用功能的计算机系统。
通常所说的单片机系统都是为实现某一控制 应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片 而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单 片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和
软件基础。
3．单片机应用系统和单片机开发系统
单片机应用系统是为控制应用而设计的，该 系统与控制对象结合在一起使用，是单片机开发 应用的成果。但由于软硬件资源所限，单片机系 统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计， 必须使用专门的单片机开发系统。
而MC68HC05则具有4位单片机的价格，是4位单
片机的强劲竞争者。Z80派系的单片机相对小一 些，但NEC公司的μPD78K系列的单片机功能较
强，被誉为新一代的8位单片机目前产量只占整个单片机市场的
5%。16位单片机的性能都较高，有乘除指令、快 速I/O功能。有的还有DMA传送，可支持C或者 FORTH语言等等。其主要机型是Intel • 的8096。美国国家半导体公司的HPC单片机性能 价格比较高，已占CMOS工艺16位单片机销售量 的首位。日本Hitachi公司的H8/500单片机的性能 目前最高，其指令执行速度为200ns，片内 FPROM/ROM达62K字节，片内RAM为2K字节， A/D为10位，转换时间为13.8 μs ，还有DMA功 能。
• 4. 32位单片机
•
32位单片机更多地称作32位嵌入式控制器。
它主要应用于机器人、光盘、激光打印机等的控
制器。这些控制器的地址线为24～32位，寻址能 力为16～400MB，并且都有很高的指令执行速度
和快速运算能力。例如，Intel公司的80960KB在
20MHz时钟下，其指令速度为7.5MIPS，在它内
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
4． 单片机的程序设计语言和软件
单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中 使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、 汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器 语言。
机器语言是用二进制代码表示的单片机指令，用机 器语言构成的程序称之为目标程序。汇编语言是用符号表 示的指令，汇编语言是对机器语言的改进，是单片机最常 用的程序设计语言。虽然机器语言和汇编语言都是高效的 计算机语言，但它们都是面向机器的低级语言，不便记忆 和使用，且与单片机硬件关系密切，这就要求程序设计人 员必须精通单片机的硬件系统和指令系统。