电子课件-《单片机基础及应用(第二版)》-A05-3140 单片机基础及应用 课题三
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单片机初级教程-单片机基础第2版
中断管理与控制程序一般不独立编写，而是包含在 主程序中，根据需要通过几条指令来实现。
中断源发中断申请
中断服务程序 关中断
开始 中断入口设置 主程序初始化
中断初始化 开中断
执行主程序 结束
N
中断响应条件
是否满足？
Y
Y
中断是否受
阻？
N
把PC断点地 址压入堆栈
相应中断源的中断 入口地址送入PC， 转向中断服务程序
2．中断服务程序
8.4.2 中断程序应用举例
例1、利用定时器T0定时，在P1.0端输出一周期为20ms的方 波。已知晶振频率为12MHz。 分析：利用T0定时中断功能，对P1.0端口定时求反操作， 定时时间10ms。T0中断服务程序入口地址为000BH
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 000BH
1.CPU的中断响应条件
CPU响应中断的条件： (1)有中断源发出中断申请； (2)中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中 断； (3)申请中断的中断源的中断允许位为1 。
以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU 一般会响应中断，但如果有下列任何一种情况存在，则 中断响应会受到阻断。 (1)CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序； (2)当前的机器周期不是正在执行指令的最后一个周期； (3)正在执行的指令是返回（RETI）指令或者对专用寄存器 IE、IP进行读／写的指令，此时，在执行RETI或者读写IE 或IP之后，不会马上响应中断请求
8.2.3 与中断有关的寄存器
中断功能虽然是硬件和软件结合的产物，但 用户不必了解中断硬件电路和发生过程。对用户 来说，重点是怎样通过软件管理和应用中断功能。
1.中断允许控制寄存器
中断源发中断申请
中断服务程序 关中断
开始 中断入口设置 主程序初始化
中断初始化 开中断
执行主程序 结束
N
中断响应条件
是否满足？
Y
Y
中断是否受
阻？
N
把PC断点地 址压入堆栈
相应中断源的中断 入口地址送入PC， 转向中断服务程序
2．中断服务程序
8.4.2 中断程序应用举例
例1、利用定时器T0定时，在P1.0端输出一周期为20ms的方 波。已知晶振频率为12MHz。 分析：利用T0定时中断功能，对P1.0端口定时求反操作， 定时时间10ms。T0中断服务程序入口地址为000BH
ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 000BH
1.CPU的中断响应条件
CPU响应中断的条件： (1)有中断源发出中断申请； (2)中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中 断； (3)申请中断的中断源的中断允许位为1 。
以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU 一般会响应中断，但如果有下列任何一种情况存在，则 中断响应会受到阻断。 (1)CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序； (2)当前的机器周期不是正在执行指令的最后一个周期； (3)正在执行的指令是返回（RETI）指令或者对专用寄存器 IE、IP进行读／写的指令，此时，在执行RETI或者读写IE 或IP之后，不会马上响应中断请求
8.2.3 与中断有关的寄存器
中断功能虽然是硬件和软件结合的产物，但 用户不必了解中断硬件电路和发生过程。对用户 来说，重点是怎样通过软件管理和应用中断功能。
1.中断允许控制寄存器
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
单片机汇编语言编程
01
单片机汇编语言是针对特定单片机的低级语言，可 以直接控制硬件。
02
单片机汇编语言具有执行速度快、代码效率高等优 点，但在可读性和可维护性方面较差。
03
单片机汇编语言适用于对硬件操作和控制要求较高 的场合，如底层驱动程序开发等。
单片机软件开发的工具与环境
单片机软件开发的工具与环境 包括集成开发环境（IDE）、编 译器、调试器等。
家电智能控制
通过单片机对家电设备进行智能化改造，实现语 音控制、手机APP控制等功能，提升用户的使用 体验。
智能环境监测
单片机可以与传感器配合，实时监测室内空气质 量、温湿度等环境参数，并根据用户设定自动调 节环境状态。
单片机在工业控制中的应用
01
02
03
自动化流水线控制
单片机可以用于自动化流 水线的控制系统中，实现 生产线的顺序控制和逻辑 控制。
02
单片机硬件结构
单片机的核心部件
中央处理器(CPU)
负责执行指令和控制单片机各部分协调工作 。
输入输出接口
实现单片机与外部设备的信息交互。
存储器
分为程序存储器和数据存储器，用于存储程 序和数据。
定时器/计数器
用于产生定时信号和控制外部事件计数。
单片机的存储器结构
ROM（只读存储器）：存储固定不变的程序和数 据。
发展趋势
随着嵌入式系统技术的不断发展，单片机在性能、集成度和智能化方面将不断提升，以满 足更复杂和多样化的应用需求。
物联网技术与单片机
物联网技术概述
物联网是指通过网络技术实现物品之间的互联互通，实现 智能化识别、定位、跟踪和管理等功能。
单片机在物联网中的应用
《单片机原理与应用(第2版)》电子教案 0 绪言
息终端等。 2、按通用性可分为：通用型和专用型(如计费率电表、电子
记事簿) 。 3、按总线结构可分为：总线型和非总线型。
学完本课程以后，应达到以下要求：
1 掌握单片机的结构和相关电气技术指标。 2 掌握单片机的指令系统和程序设计的一般方法。 3 掌握单片机的定时/计数功能，掌握单片机的中
本章知识点： 1．单片机的概念； 2．单片机的技术发展阶段； 3．单片机的技术发展趋势； 4．单片机的应用系统模式； 5．本课程的性质、内容、任务和要求。
单片机:将中央处理器、随机存储器、只读存储器、 定时器/计数器芯片和一些输入/输出端口电路集 成在一个芯片上的微型计算机，又称为微控制器。 它是专为工业控制和智能仪器设计的一种集成度 很高的微型计算机。
断技术。 4 掌握单片机的接口电路技术。 5 掌握单片机的系统开发过程与步骤。 6 掌握单片机系统开发工具的使用。
片机：通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。 单片机系统：按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求
而构成的基本系统。 单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。
单片机的种类
单片机可按应用领域、通用性、总线结构分类: 1、 按应用领域可分为：家电类、工控类、通信类、个人信
1974年，美国仙童公司生产出世界上第一个单片 机—F8，随后Rockwell、Intel、Zilog、Motorola、
NEC公司都纷纷推出自己的单片机系列。先后出现了 4位、8位、16位及32位单片机。
单片机的技术发展阶段
1、 第一代：单片机探索阶段 2、 第二代：单片机完善阶段 3 、第三代：微控制器形成阶段 4 、第四代：微控制器百花齐放
记事簿) 。 3、按总线结构可分为：总线型和非总线型。
学完本课程以后，应达到以下要求：
1 掌握单片机的结构和相关电气技术指标。 2 掌握单片机的指令系统和程序设计的一般方法。 3 掌握单片机的定时/计数功能，掌握单片机的中
本章知识点： 1．单片机的概念； 2．单片机的技术发展阶段； 3．单片机的技术发展趋势； 4．单片机的应用系统模式； 5．本课程的性质、内容、任务和要求。
单片机:将中央处理器、随机存储器、只读存储器、 定时器/计数器芯片和一些输入/输出端口电路集 成在一个芯片上的微型计算机，又称为微控制器。 它是专为工业控制和智能仪器设计的一种集成度 很高的微型计算机。
断技术。 4 掌握单片机的接口电路技术。 5 掌握单片机的系统开发过程与步骤。 6 掌握单片机系统开发工具的使用。
片机：通常指应用系统主处理机，即所选择的单片机器件。 单片机系统：按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求
而构成的基本系统。 单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。
单片机的种类
单片机可按应用领域、通用性、总线结构分类: 1、 按应用领域可分为：家电类、工控类、通信类、个人信
1974年，美国仙童公司生产出世界上第一个单片 机—F8，随后Rockwell、Intel、Zilog、Motorola、
NEC公司都纷纷推出自己的单片机系列。先后出现了 4位、8位、16位及32位单片机。
单片机的技术发展阶段
1、 第一代：单片机探索阶段 2、 第二代：单片机完善阶段 3 、第三代：微控制器形成阶段 4 、第四代：微控制器百花齐放
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。
《单片机技术及应用 第二版》项目一 了解单片机
• 单片机技术的进一步发展
• 单片机技术的广泛应用
单片机技术及应用
任务1-1-2 了解单片机的常用类型
厂家 Intel Atmel 宏晶科技
型号 8031 8051 8751 80C31BH 80C51BH 87C51BH AT89C51 AT89C52 AT89C2051 AT89S51 AT89S52 STC89C51RC STC89C51RD+ STC89C52RC STC89C52RD+
单片机技术及应用
单片机技术及应用
• 项目一 了解单片机
➢任务1-1 了解单片机的基本结构与应用 ➢任务1-2 了解单片机的逻辑语言 ➢任务1-3 了解单片机学习的软硬件条件
项目一 了解单片机
任务1-1 了解单片机的基本结构与应用
• 任务1-1-1 了解单片机的发展
• 1971年Intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器；Intel公司的 霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第 一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。
• 逻辑表达式：
•
Y=A+B
• 式中符号“+”表示A、B或运算，又称逻辑 加。
• 真值表：
• 逻辑功能：有1出1，全0出0。 • 基本的逻辑运算关系： • 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1
单片机技术及应用
• （3）非运算
• 逻辑表达式：
•
Y=A
• 式中，字母A上方的短划“－”表示非运 算，又称逻辑非。
•
式中：B3、B2、B1、B0称为数码，2为基数，23、22、21、20是各
数码的位权。
• 例如：
• 单片机技术的广泛应用
单片机技术及应用
任务1-1-2 了解单片机的常用类型
厂家 Intel Atmel 宏晶科技
型号 8031 8051 8751 80C31BH 80C51BH 87C51BH AT89C51 AT89C52 AT89C2051 AT89S51 AT89S52 STC89C51RC STC89C51RD+ STC89C52RC STC89C52RD+
单片机技术及应用
单片机技术及应用
• 项目一 了解单片机
➢任务1-1 了解单片机的基本结构与应用 ➢任务1-2 了解单片机的逻辑语言 ➢任务1-3 了解单片机学习的软硬件条件
项目一 了解单片机
任务1-1 了解单片机的基本结构与应用
• 任务1-1-1 了解单片机的发展
• 1971年Intel公司研制出世界上第一个4位的微处理器；Intel公司的 霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel 4004，标志着第 一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。
• 逻辑表达式：
•
Y=A+B
• 式中符号“+”表示A、B或运算，又称逻辑 加。
• 真值表：
• 逻辑功能：有1出1，全0出0。 • 基本的逻辑运算关系： • 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=1
单片机技术及应用
• （3）非运算
• 逻辑表达式：
•
Y=A
• 式中，字母A上方的短划“－”表示非运 算，又称逻辑非。
•
式中：B3、B2、B1、B0称为数码，2为基数，23、22、21、20是各
数码的位权。
• 例如：
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2. ASCII码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
4. 不同数制之间的转换
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
• 二进制数转换成十六进制数——采用“四位合一位”法 • 十六进制数转换成二进制数——采用“一位分四位”法 • 二进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十六进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十进制整数转换成二进制整数——采用“除以2取余”法 • 十进制整数转换成十六进制整数——采用“除以16取余”法 • 十进制小数转换成二进制小数——采用“乘2取整”法
• BCD码保留了十进制的权，用四位二进制数给0～9这10个数字编码。 • BCD码种类较多，如有8421码、2421码和余3码等。 • 最常用的是 8421BCD码(以后简称BCD码)，组成它的4位二进制数码的
权分别是8、4、2、1。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
8421BCD码与十进制数的对应关系表
计算机运算基础
• 1.3.1 数制 • 1.3.2 有符号二进制数的编码 • 1.3.3 二进制编码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
1.3.1 数制
• 数制是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法 。
• 数制有很多种，在计算机中常用的数制有十进制、二进制
和十六进制。
1. 十进制
• 十六进制中共使用0～9及A～F十六个数字符号，其中A～F相当于十进制 数的10～15。
• 十六进制数一般有以下特点：
有0～9及A～F十六个数字符号，基数为16，各位的权为16n(n为整数)。
单片机原理及应用(第二版)图文 (2)
· 工作寄存器组选择位RS1、 RS0(PSW.4、 PSW.3): 可用软件置位或清零, 用于选定当前使用的4个工作寄存 器组中的某一组(详见2.4节)。
第2章 51系列单片机的硬件结构
· 溢出标志位OV(PSW.2): 做加法或减法时, 由硬件 置位或清零, 以指示运算结果是否溢出。 OV=1反映运算 结果超出了累加器的数值范围(无符号数的范围为0～255), 以补码形式表示一个有符号数的范围为(-128～+127)。 做 无符号数的加法或减法时, OV的值与进位位C的值相同; 在 做有符号数加法时, 如最高位、 次高位之一有进位, 或做 减法时, 如最高位、 次高位之一有借位, 则OV被置位, 即 OV的值为最高位和次高位的异或(C7⊕C6)。
第2章 51系列单片机的硬件结构
图 2.3 单片机外接晶体的接法
第2章 51系列单片机的硬件结构
采用外部时钟方式时, 按不同工艺制造的单片机芯片 其接法各不相同, 见表2.2。
第2章 51系列单片机的硬件结构
表2.2 单片机外部时钟接法表
第2章 51系列单片机的硬件结构
2.3.3 CPU时序
各引脚功能说明如下: 1. 主电源引脚 VCC(40脚): 接+5 V电源正端; VSS(20脚): 接+5 V电源地端。 2. 外接晶体引脚 XTAL1(19脚): 接外部石英晶体的一端。 XTAL2(18脚): 接外部石英晶体的另一端。
第2章 51系列单片机的硬件结构
3. 输入/输出引脚 (1) P0口(39～32脚): P0.0～P0.7统称为P0口。 在不接 片外存储器与不扩展I/O口时, 可作为准双向输入/输出口。 在接有片外存储器或扩展I/O口时, P0口分时复用为低8位 地址总线和双向数据总线。 (2) P1口(1～8脚): P1.0～P1.7统称为P1口, 可作为准双 向I/O口使用。 对于52子系列, P1.0与P1.1还有第二功能: P1.0可用作定时/计数器2的计数脉冲输入端T2; P1.1可用作 定时/计数器2的外部控制端T2EX。
第2章 51系列单片机的硬件结构
· 溢出标志位OV(PSW.2): 做加法或减法时, 由硬件 置位或清零, 以指示运算结果是否溢出。 OV=1反映运算 结果超出了累加器的数值范围(无符号数的范围为0～255), 以补码形式表示一个有符号数的范围为(-128～+127)。 做 无符号数的加法或减法时, OV的值与进位位C的值相同; 在 做有符号数加法时, 如最高位、 次高位之一有进位, 或做 减法时, 如最高位、 次高位之一有借位, 则OV被置位, 即 OV的值为最高位和次高位的异或(C7⊕C6)。
第2章 51系列单片机的硬件结构
图 2.3 单片机外接晶体的接法
第2章 51系列单片机的硬件结构
采用外部时钟方式时, 按不同工艺制造的单片机芯片 其接法各不相同, 见表2.2。
第2章 51系列单片机的硬件结构
表2.2 单片机外部时钟接法表
第2章 51系列单片机的硬件结构
2.3.3 CPU时序
各引脚功能说明如下: 1. 主电源引脚 VCC(40脚): 接+5 V电源正端; VSS(20脚): 接+5 V电源地端。 2. 外接晶体引脚 XTAL1(19脚): 接外部石英晶体的一端。 XTAL2(18脚): 接外部石英晶体的另一端。
第2章 51系列单片机的硬件结构
3. 输入/输出引脚 (1) P0口(39～32脚): P0.0～P0.7统称为P0口。 在不接 片外存储器与不扩展I/O口时, 可作为准双向输入/输出口。 在接有片外存储器或扩展I/O口时, P0口分时复用为低8位 地址总线和双向数据总线。 (2) P1口(1～8脚): P1.0～P1.7统称为P1口, 可作为准双 向I/O口使用。 对于52子系列, P1.0与P1.1还有第二功能: P1.0可用作定时/计数器2的计数脉冲输入端T2; P1.1可用作 定时/计数器2的外部控制端T2EX。
单片机原理及应用(第2版)课件
内部结构框图：
三、外部引脚及说明
四、总线图
2.2 CPU
微处理器又称为CPU，是单片机内部的核 心部件，它决定了单片机的重要功能特 性。它由运算器和控制器两大部分组成。
对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。
有关的寄存器
• • • • • • • 累加器ACC 寄存器B 程序状态字PSW（P34） 布尔处理器C 程序计数器PC 数据指针DPTR 堆栈指针SP
一、数据传送类
• 共29条。 • 按其操作方式，又可把它们分为三种： 数据传送、数据交换和栈操作。 • 助记符：MOV、MOVX、MOVC、 • XCH、XCHD、SWAP、 • PUSH、POP。
应用举例：
• 1、把片内RAM6AH单元内容传送到片 外RAM300H单元。 • 2、把片外I/O口2000H数据读入片内 RAM40H单元。 • 3、把片外I/O口2000H数据读入片外 RAM4000H单元。
应用举例：
• 1、将片内RAM40H和41H单元内容相加， 结果放42H。 • 2、将片外RAM2000H和2001H单元两 BCD码内容相加，结果放2002H。 • 3、试编写计算1234H+0FE7H的程序， 将和的高8位存入片内RAM41H，低8位 存入40H。
• 4、把上例中的加法运算改为减法，其他要求 相同 。 • 5、设被加数存入片内RAM30H～32H单元中， 加数存入片内RAM40H～42H，低位在前，高 位在后，各单元中均为压缩的BCD码。将结 果之和分别存入50H～52H单元中。 • 6、把R1R0和R3R2中的两个4位BCD码数相加， 结果送R5R4中，如有进位存入进位位C中。
• 有机结合的整体 • 硬件是基础 • 软件是灵魂 • 4、位 • 字节、半字节 • 字、双字
单片机原理及应用电子版教材(ppt 173页)_7696
VSS
(a) 上电复位
(b) 按键脉冲复位
RESETVCC
8051
R1 200
VCC C
22μF RSTP/DV
R2 1k
VSS
(c) 按键电平复位
图 2-15 复位电路
2021/2/27
3．复位状态
专用寄存器 PC ACC B PSW SP DPTR P0～P3 IP IE TMOD TCON TH0 TL0 TH1 TL1 SCON SBUF PCON(CHMOS)
2EH
2DH
2CH
2BH
2AH
29H
28H
24H
27H
26H
25H
24H
23H
22H
21H
20H
23H
1FH
1EH
1DH
1CH
1BH
1AH
19H
18H
22H
17H
16H
15H
14H
13H
12H
11H
10H
21H
0FH
0EH
0DH
0CH
0BH
0AH
09H
08H
20H
07H
06H
05H
04H
03H
02H
9FH～98H
8FH～88H
（1） P0口位的结构
读锁存器
地址/数据
控制
内部总线
D
Q
P0.n
写锁存器
锁存器
Q
MUX
VCC
T1 P0.n
T2
读引脚
图 2-5 P0口的位结构
2021/2/27
（2） P1口位的结构
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2×8 位 6
/
/
1× 12 位
3
1/2× 13 位
2/6
/
/
3× 16 位
15
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
表 1-2
公司 型号 片内ROM 片内RAM 中断源 串行口
A/D PWM输出 Watchdog
定时器 计数器 高速I/O DMA
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
15 异步 4×8位
有
有
2×16 有
8个宏通道
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
串行 口 /
U R AT U R AT 2URA
T U A RT
/
1SCI 1SPI
U A RT
/
U A RT
U A RT
U A RT
U A RT
定时器/ 中
计数器 断
1× 8
2
2× 16 5/6
3× 16
7
3×16 15
3× 16 位
2
1× 8 位 1/4
16 位 3-
IC5-
20
O C ，RT I
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。
《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(第2版)第2章
2020/9返/22回本章首页
第二节 数据传送指令
数据传送指令的功能是将数据从源送到目标， 源可以是立即数、寄存器、寄存器间接地址，片 外存储器或片外存储器间接地址。目标也可以是 寄存器、寄存器间接地址，片外存储器或片外存 储器间接地址。
一、源是立即数的传送指令
源(立即数）
目标(寄存器或寄存器间接地址)
JNB bit,rel 以指定的位单元内容是否等于0 为条件,决定是否转移。
JBC bit,rel 以指定的位单元内容是否等于 1为条件，决定是否转移，若条件不满足，继续 顺序执行下一条指令。与JB bit,rel的区别是 返能回同本章时首将页 位单元内容清零。
2020/9/22
（rel必须用补码以示正负）
散转指令
JMP @A+DPTR
散转指令的转移目标地址为A+DPTR。
2020/9/22
二、条件转移指令
零条件转移指令 JZ rel
A为0转移。
比较转移指令
JNZ rel
A非0转移。
CJNE A,direct,rel
CJNE A,#data,rel
CJNE Rn,#data,rel
。有了以上指令，要进行这些操作，就比较方便。
二.对具有位地址的空间进行操作的指令
CLR
bit
SET
bit
CPL
bit
ANL
C，bit
ORL
C，bit
2020/9/22
三、位控制转移指令
JC rel 。
进位位CY等1作为是否转移的条件
JNC rel 。
以进位位CY等0作为是否转移的条件
JB bit,rel 以指定的位单元内容是否等 于1为条件,决定是否转移。
第二节 数据传送指令
数据传送指令的功能是将数据从源送到目标， 源可以是立即数、寄存器、寄存器间接地址，片 外存储器或片外存储器间接地址。目标也可以是 寄存器、寄存器间接地址，片外存储器或片外存 储器间接地址。
一、源是立即数的传送指令
源(立即数）
目标(寄存器或寄存器间接地址)
JNB bit,rel 以指定的位单元内容是否等于0 为条件,决定是否转移。
JBC bit,rel 以指定的位单元内容是否等于 1为条件，决定是否转移，若条件不满足，继续 顺序执行下一条指令。与JB bit,rel的区别是 返能回同本章时首将页 位单元内容清零。
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（rel必须用补码以示正负）
散转指令
JMP @A+DPTR
散转指令的转移目标地址为A+DPTR。
2020/9/22
二、条件转移指令
零条件转移指令 JZ rel
A为0转移。
比较转移指令
JNZ rel
A非0转移。
CJNE A,direct,rel
CJNE A,#data,rel
CJNE Rn,#data,rel
。有了以上指令，要进行这些操作，就比较方便。
二.对具有位地址的空间进行操作的指令
CLR
bit
SET
bit
CPL
bit
ANL
C，bit
ORL
C，bit
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三、位控制转移指令
JC rel 。
进位位CY等1作为是否转移的条件
JNC rel 。
以进位位CY等0作为是否转移的条件
JB bit,rel 以指定的位单元内容是否等 于1为条件,决定是否转移。
单片机原理及应用电子课件
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单片机原理及应用电子课件
•6号题
•温故知新检测
• 程序计数器PC的作用是什么？
•
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单片机原理及应用电子课件
•7号题
•温故知新检测
•AT89C51 的 CPU 主 要 由哪几部分组成?
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单片机原理及应用电子课件
•8号题
•温故知新检测
•单片机CPU运算器的核心 部件是什么？ •其主要功能有哪些？
P3口的功能作用。 9. 了解堆栈指针SP及堆栈的作用； 10. 掌握堆栈的设置及使用方式； 11. 熟悉AT89C51复位条件、复位电路和复位后
常用的SFR的状态。 12. 理解时钟电路组成、时钟和机器周期的概念。
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•课前预习和复习检测
•1号题
•2号题
•3号题
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单片机原理及应用电子课件
2.2 AT89C51单片机引脚及其功能
AT89C51有40条引脚，与其他51系列 单片机引脚是兼容的。这40条引脚可分为 I/O端口线、电源线、控制线、外接晶体线 四部分。其封装形式有两种：双列直插封装 (DIP)形式和方形封装形式，如图2.2所示。
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•4号题
•5号题
•6号题
•7号题
•8号题
•9号题
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•1号题
•温故知新检测
• 微机中常用的进制有哪些？ • 各有何特点？
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•2号题
•温故知新检测
• 什么是BCD码和BCD数？ • BCD数的加减运算有何特点？
单片机原理与应用第1章-第二版1
1.1 单片机的概念
1.1.1 单片机的概念 随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展， 把计算机的运算器和控制器（即CPU），存储器 （程序存储器和数据存储器）和多种接口集成在一 块芯片上，称为微处理器（Microprocessor），也 叫微控制器，在我国习惯上又叫单片机。 微型计算机问世20年来，发展速度之迅猛，应用范 围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。单片机作 为嵌入式微控制器其应用非常普及。是电类专业需 要掌握的一门常用电子技术。
⒊MCS-96系列单片机
Intel公司于1983年研制出MSC-96系列16 位单片机。它与8位机比较，主要有两个特点。 第一，集成度高。它的内部除了有常规I/O口、 定时/计数器、全双工串行口外，还有高速I/O 部件、多路10位A/D转换、脉宽调制输出以及 监视定时器；第二，运算速度快。MCS-96具 有丰富的指令系统、先进的寻址方式和带符 号运算等功能，使运算速度大大提高，它的 16位运算器不但可以对字或字节操作，还可 以进行带或不带符号数的乘除运算。
⒉MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高档8位单 片机系列产品。该系列包括: 基本型 8051/8751/8031； 强化型 8052/8032； 改进型 8044/8344/8744， 超级型 83C252/87C252/80C252等。
基本型采用HMOS工艺，片内集成有8位 CPU；片内驻留4K字节ROM（8031片内无 ROM）和128字节RAM以及21个特殊功能寄存 器；片内还包括两个16位定时器/计数器、1个 全双工串行I/O口（UART）、32条I/O端口线、 5个中断源和两级中断，寻址能力达128K字节 （其中程序存储器ROM和数据存储器RAM各 64K字节）。指令系统中设置了乘、除运算指 令、数据查找指令和位处理指令等。当主机时 钟频率为12MHz时，大部分指令执行周期只需 lμs或2μs，乘除指令也仅需4μs。
《单片机应用技术》课件
掌握单片机调试技巧，快速排查和解决常见问题。
案例分析
1 智能温度控制器
通过单片机实现智能温 度控制，并了解使用单 片机解决温度控制问题 的一般步骤。
2 电子秤
设计和制作一个使用单 片机的精确电子秤，控 制和测量物体的重量。
3 遥控小车
使用单片机和无线通信 模块设计和制作一个遥 控小车，并了解遥控系 统的原理。
《单片机应用技术》PPT 课件
欢迎来到《单片机应用技术》PPT课件，本课程将深入讲解单片机的基础知 识、常用应用场景、编程技巧，并通过案例分析和实践项目展示来帮助您更 好地理解和了解到课程的目标和对学习者的要求，以及本课程的主要内容和学习方法。
单片机基础知识
实践项目展示
机械臂
展示一个由单片机控制的灵活 机械臂，演示机械臂运动和抓 取物体的能力。
气象监测系统
展示一个单片机控制的气象监 测系统，包括温度、湿度和气 压的测量和显示。
LED立方体
展示一个由单片机驱动的LED 立方体，展示各种灯光效果和 动画。
总结和答疑
在本节中，我们将回顾课程的重点内容并回答学员们提出的问题。
概述
介绍单片机的定义和基本 特征，以及其在现代电子 产品中的重要性。
结构
探索单片机的内部结构和 各个模块的功能，理解单 片机的工作原理。
常用器件
介绍单片机常用的外围器 件和传感器，以及它们在 电子项目中的应用。
常用单片机应用场景
智能家居
探索如何利用单片机技术实现 智能家居系统，提高家居的便 利性和舒适度。
自动化灌溉系统
了解自动化灌溉系统的原理和 设计，以及它在农业和园艺中 的应用。
安防系统
通过单片机技术实现安全监控 和入侵检测，提高家庭和企业 的安全性。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
指令系统
指令格式
单片机的指令由操作码和操 作数组成。不同的指令格式 决定了单片机的功能和灵活 性。
地址寻址方式
单片机可以通过直接寻址、 间接寻址和相对寻址等多种 方式访问内部存储器和外部 存储器。
数据寻址方式
单片机可以通过立即寻址、 寄存器寻址和变址寻址等方 式处理和传输数据。
外部扩展
输入输出口
总结与展望
通过本电子课件的学习，我们深入了解了单片机的原理、应用和编程。期待 您在未来的项目中运用这些知识，开创更加美好的未来！
单片机的输入输出口可以连接各 种外部设备，如传感器、显示器 和通信接口。
端口地址设置
通过正确设置端口地址，我们可 以实现单片机与外部设备之间的 数据传输和控制。
中断控制
中断是单片机处理实时事件的一 种机制，可以提高系统的响应能 力。
单片机的编程
1
汇编语言
汇编语言是用于编写单片机程序的低级
编程实例
2
单片机原理与应用技术 (第2版)电子课件
欢迎来到单片机原理与应用技术的电子课件。在这里，我们将深入探讨单片 机的基本原理、工作方式和应用领域。通过丰富的内容和精心设计的布局， 我们将带您领略单片机的奥秘和魅力。
单片机概述
单片机是一种集成电路，它集中了微处理器、存储器和输入输出设备。它被 广泛应用于电子产品、自动化控制和嵌入式系统中。
通过将数据输出到单片机的输入口，我们可以控制数码管显示不同的数字和字符，实现有趣的显示效果。
实验三: 温度测量
通过连接温度传感器到单片机的输入口，我们可以测量环境的温度并进行实 时的温度显示和控制。
实验四: 按键输入
通过连接按键到单片机的输入口，我们可以实现用户的交互操作，例如控制 LED灯的开关和数码管的显示。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件第4章教材
◆ 方式1
方式1与方式0基本相同，唯一区别在于：方式1计数寄存器的位数为16 位，由THx和TLx 寄存器各提供 8位计数初值，最大计数值为 216=65536。 定时时间： T =(65536－M0)×12/fosc
◆ 方式2
方式2是8位的可自动重装载计数初值的定时/计数方式，最大计数值为 28=256。定时时间： T =(256－M0)×12/fosc
1、中断处理的过程 中断处理过程分为4 个阶段，即中断请求、 中断响应、中断服务和 中断返回。MCS-51系 列单片机的中断处理流 程如图所示。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
2、中断申请的撤除 1) 定时器中断请求的撤除
对于定时器 T0 或 T1 溢出中断， CPU 在响应中断后即由硬件
◆ 方式3
方式3只适合于定时/计数器0(T0)。当T0工作在方式3时，TH0和TL0成 为两个独立的计数器。这时 TL0 可作定时 / 计数器，占用 T0 在 TCON 和 TMOD寄存器中的控制位和标志位；而TH0只能用作定时器，占用T1的 资源TR1和TF1。在这种情况下，T1仍可用于方式0、1、2，但不能使用 中断方式。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
小 结
• 中断是指当机器正在执行程序的过程中，一旦遇到某些 异常情况或特殊请求时，暂停正在执行的程序，转入必 要的处理(中断服务子程序)，处理完毕后，再返回到原 来被停止程序的间断处(断点)继续执行。引起中断的事 情称为中断源。中断请求的优先级由用户编程和内部优 先级共同确定。 • 中断编程包括中断入口地址设置、中断源优先级设置、 中断开放或关闭、中断服务子程序等。本章通过实例分 别介绍了采用汇编语言程序和C语言程序编写中断程序。
单片机原理与应用技术(第版)电子课件
3、指令周期
指令的执行时间称作指令周期。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
2.2.4
复位电路
1、复位电路
复位目的是使单片机或系统中的其它部件处于某种确定的初 始状态。
C1
＋5V
＋5V
C1
RST
R1
RST
K
80C51
R2 R1
80C51
上电复位电路
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
﹡数据指针DPTR：16位。用来存放16位的地址。 它由两个8位的寄存器DPH和DPL组成。间接寻址或变址 寻址可访问片外的64KB范围的RAM或ROM数据。
•程序状态字寄存器PSW：8位。其各位含义为：
CY：进位、借位标志。有进位、借位时 CY=1，否则CY=0； AC：辅助进位、借位标志； F0：用户标志位，由用户自己定义； RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位； OV：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则OV=0； P：奇偶标志位。ACC中结果有奇数个1时P=1，否则 P=0。
外部 FFFFH FFFFH
PC是16位的计数器，所以能寻址64KB的ROM。 8051内部有4KB的掩膜ROM，8751在内部有4KB的EPROM，而8031在 内部没有程序存储器。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
2.3.2
00H 1FH 30H
数据存储器
工作 寄存器区 位寻址区 通用 RAM区 32个字节 16个字节 0000H 外部RAM （或I/O） 64K
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
2.4.4
P3口
P3口也是1个8位准双向I/O口，除具有与P1口同样的功能（即可以作通 用I/O口使用）外，还具有第2功能。当工作在第2功能时，每位都具有 新的功能，各位的定义如表2.6所示。
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课题三 彩 灯 显 示
ANL A ， @ Ri；将间接地址 @ Ri 的内容与 A 的值做与运算，结果存回 A ANL A ， # data； 立即数 # data 与 A 的值做与运算，结果存回 A ANL direct ，A；A 的值与直接地址 direct 的内容做与运算，结果存回直接； 地址 direct 中 ANL direct ，# data；立即数 # data 与直接地址 direct 的内容做与运算，结果 存回直；接地址 direct 中
课题三 彩 灯 显 示
四、 数据传送、控制转移、位操作及子程序调用与返回指令
１． 数据传送指令 数据传送指令有 29 条。 ２． 控制转移指令 控制转移指令共有 17 条，包括无条件转移指令、条件转移指令、子程序调 用及返回指令。
课题三 彩 灯 显 示
３． 位操作指令 在 MCS-51 系列单片机系统中，有 17 条位处理指令，可以实现位传送、 位逻辑运算、位转移等操作。 ４． 子程序调用与返回指令 子程序调用与返回指令共有 4 条，两条子程序调用指令，两条返回指令。
任务 1 LED 指示灯闪烁显示 任务 2 花样彩灯显示 任务 3 流水灯显示
任务 1 LED 指示灯闪烁显示
课题三 彩 灯 显 示
学习目标
１． 理解单片机机器周期及时序的概念。 ２． 掌握汇编语言的指令格式及指令中的常用符号。 ３． 熟悉汇编语言的伪指令和寻址方式。 ４． 掌握汇编语言的数据传送、控制转移、位操作指令的功能及用法。
１． 单片机内部的时间单位
MCS-51 系列单片机各种周期的相互关系
课题三 彩 灯 显 示
（１） 振荡周期 振荡周期是指为单片机提供定时信号的振荡源的周期。 （２） 时钟周期 时钟周期也称为状态周期，用 S 表示。 （３） 机器周期 单片机每访问一次存储器的时间称为一个机器周期。 （４） 指令周期 单片机完成一条指令所需要的时间称为指令周期。
课题三 彩 灯 显 示
任务引入
本任务是设计实现 8 只发光二极管从左到右依次循环点亮 0.5s。
课题三 彩 灯 显 示
相关知识 一、 逻辑运算指令
１． 与、或、异或运算指令 （１） 与操作 ANL A， Rn；将工作寄存器 Rn 与累加器 A 的值做与运算，结果存回 A ANL A ，direct；将直接地址 direct 的内容与 A 的值做与运算，结果存回 A
课题三 彩 灯 显 示
五、 程序设计基本结构
程序设计基本结构 a） 顺序结构 b） 分支结构 c） 循环结构
课题三 彩 灯 显 示
六、 延时程序设计
软件延时的原理是利用 CPU 执行一段程序，只消耗 CPU 一定的时间，不 做其他具体的功能控制。其主要设计思想是利用多次循环来延长程序的执行时 间，从而实现延时功能。延时的时间 = 程序指令执行的总机器周期数 × CPU 机器周期的时间。
３． 伪指令 伪指令是对汇编过程进行某种控制的特殊指令，其格式与通常的操作指令 一样，并可加在汇编程序的任何地方。
课题三 彩 灯 显 示
（１） ORG 汇编起始地址指令 指令格式为：ORG 16 位地址或标号 （２） END 汇编结束指令 指令格式为：［ 标号：］ END （３） EQU 赋值指令 指令格式为：字符名称 EQU 数据或汇编符 （４） DB 定义字节指令 指令格式为：［ 标号：］ DB 字节数据表
课题三 彩 灯 显 示
４． 寻址方式 寻址方式就是指 CPU 寻找操作数或操作数地址的方式。 （１） 立即寻址
（２） 直接寻址
课题三 彩 灯 显 示
（３） 寄存器寻址
（４） 寄存器间接寻址
寄存器间接寻址示意图
课题三 彩 灯 显 示
（５） 变址寻址
变址寻址示意图
课题三 彩 灯 显 示
（６） 位寻址 １） 直接位地址（00H ~7FH）。 ２） 字节地址带位号。 ３） 特殊功能寄存器名带位号。 ４） 位符号地址。 （７） 相对寻址 相对寻址的目的地址为： 目的地址 = 当前 PC 值 + rel = 转移指令的地址 + 转移指令的字节数 + rel
任务 2 花样彩灯显示
课题三 彩 灯 显 示
学习目标
１． 掌握查表指令的功能与用法。 ２． 能设计花样彩灯显示的硬件电路。 ３． 能用查表指令编写花样彩灯显示程序。
课题三 彩 灯 显 示
任务引入
本任务是设计实现 8 只发光二极管构成的彩灯由外向内，再由内向 外循环亮灭，时间间隔为 0.5s。
课题三 彩 灯 显 示
课题三 彩 灯 显 示
２． 单片机内部指令执行的时序
单片机指令执行时序图 a） 单字节指令执行时序 b） 双字节指令执行时序
课题三 彩 灯 显 示
二、 单片机并行 I/O 口的电路结构及应用
１． P0 口电路结构及应用
P0口的位结构电路原理图
课题三 彩 灯 显 示
２． P1 口电路结构及应用 ３． P2 口电路结构及应用
相关知识
一、 查表指令
１． 以 PC 为基地址的查表指令 MOVC A， @ A+PC 。 ２． 以 DPTR 为基地址的查表指令 MOVC 彩 灯 显 示
二、 加 1 和减 1 指令
１． 加 1 指令 INC
课题三 彩 灯 显 示
２． 减 1 指令 DEC
课题三 彩 灯 显 示
三、 查表程序设计
所谓查表，就是把事先计算或测到的数据按照一定的顺序排列成表格，存 放在单片机的程序存储器中。
任务 3 流水灯显示
课题三 彩 灯 显 示
学习目标
１． 掌握逻辑运算指令、移位指令的功能及用法。 ２． 能设计流水灯显示的硬件电路。 ３． 能用逻辑运算指令、移位指令编写流水灯显示程序。
课题三 彩 灯 显 示
５． 掌握汇编语言子程序的调用方法。 ６． 掌握程序设计的基本结构。 ７． 掌握单片机并行 I/O 口的电路结构及应用。 ８． 能编写发光二极管闪烁显示程序。
课题三 彩 灯 显 示
任务引入
单片机控制发光二极管闪烁
课题三 彩 灯 显 示
相关知识 一、 单片机内部的时间单位及时序
P1 口的位结构电路原理图
P2 口的位结构电路原理图
课题三 彩 灯 显 示
４． P3 口电路结构及应用
P3 口的位结构电路原理图
课题三 彩 灯 显 示
三、 汇编语言程序设计入门
１． 汇编语言指令概况 指令是使计算机完成基本操作的命令，通常一条指令对应一种基本操作。 ２． 汇编语言指令格式
课题三 彩 灯 显 示