单片机原理及应用第1章 单片机基础知识
第一章 单片机基础知识
第一章单片机入门知识概述1.1 单片机的发展历程单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。
综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。
单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。
（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。
既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。
（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。
特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。
（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。
1. 单片机技术的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。
纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
（1）单片机寿命长这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。
随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有20岁以上，产量仍是上升的。
这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。
《单片机原理及应用》第1章 绪论.
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图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
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。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
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1.1.1 数制及其转换
1.二进制数及其转换
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1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
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1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。
单片机原理及应用复习内容
单片机原理及应用复习内容单片机原理及应用复习内容第1章复习内容1. 微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机、嵌入式处理器它们之间有何区别？答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。
而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。
2. AT89S51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一型号的产品？“S”的含义是什么？答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash 存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。
3. 单片机可分为商用、工业用、汽车用以及军用产品，它们的使用温度范围各为多少？答：商用：温度范围为0～+70℃；工业用：温度范围为-40～+85℃；汽车用：温度范围为-40～+125℃；军用：温度范围为-55～+150℃。
4. 解释什么是单片机的在系统编程（ISP）与在线应用编程（IAP）。
答：单片机的在系统编程ISP（In System Program），也称在线编程，只需一条与PC机USB口或串口相连的ISP下载线，就可把仿真调试通过的程序代码从PC机在线写入单片机的Flash存储器内，省去了编程器。
在线应用编程（IAP）就是可将单片机的闪存内的应用程序在线修改升级。
5. 什么是“嵌入式系统”? 系统中嵌入了单片机作为控制器，是否可称其为“嵌入式系统”?答：广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。
但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。
目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。
目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。
6. 嵌入式处理器家族中的单片机、DSP、嵌入式微处理器各有何特点？它们的应用领域有何不同？答：单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。
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
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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C语言版
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1.2.2 单片机的应用领域
单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领 域有：
① 工业控制
②仪器仪表
③ 计算机外部设备与智能接口
④ 商用产品
⑤家用电器
⑥ 消费类电子产品
⑦ 通讯设备和网络设备
⑧ 儿童智能玩具
⑨ 汽车，建筑机械，飞机等大型机械设备
叫做单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），简称单片机。
单片机为工业测控而设计，又称微控制器
(MCU)。
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1.1.2 单片机的发展历史
一 、4位单片机阶段
1975年美国德克萨斯仪器公司（TI）首次 推出4位单片机TMS-1000。
16位单片机可用于高速复杂的控制系统。
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四、32位单片机
近年来，各个计算机生产厂家已进入更 高性能的32位单片机研制、生产阶段。
应用于电子收款机、机顶盒、保安系统、 自动售货机、医疗系统、航空系统等。
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1.2 单片机的特点及应用领域
主要内容
1.2.1 单片机的特点 1.2.2 单片机的应用领域 1.2.3 单片机发展趋势
4位单片机主要用于家用电器、电子玩具等。
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二、 8位单片机阶段
1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS48 系列
• 1978-1982 高档8位单片机 Intel MCS51系列：
• -51子系列：8031/8051/8751
《MCS51单片机原理与应用》第1章单片机基础
《MCS51单片机原理与应用》第1章单片机基础第一章单片机基础单片机，又称微控制器（Microcontroller），是一种集成在电路上的微型计算机，广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
MCS51单片机是其中一种具有代表性的单片机系列，由美国Intel公司于1980年代初推出，并一直广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
1、1单片机的特点单片机作为一种微型计算机，具有以下特点：（1）体积小：单片机体积小巧，可以方便地集成到各种设备中。
（2）重量轻：单片机重量轻，有利于在移动设备和航空航天等领域应用。
（3）功耗低：单片机的功耗较低，可以延长设备的使用时间。
（4）可靠性高：单片机具有较高的可靠性，可以在恶劣环境下稳定工作。
（5）成本低：单片机的制造成本较低，可以降低设备的整体成本。
1、2单片机的分类单片机可以根据不同的分类标准进行分类，如根据位数、用途、内核等。
其中，根据位数可以分为4位、8位、16位和32位单片机；根据用途可以分为通用型单片机和专用型单片机；根据内核可以分为CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）单片机。
1、3单片机的发展历程单片机的发展历程可以分为以下几个阶段：（1）早期阶段：早期的单片机主要采用8位处理器，功能较为简单，主要用于控制和显示设备。
（2）中期阶段：中期的单片机开始采用16位处理器，具有更快的处理速度和更多的功能，广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
（3）现代阶段：现代的单片机已经开始采用32位处理器，具有更快的处理速度和更多的功能，同时开始支持网络和多媒体处理等功能。
1、4单片机的应用领域单片机广泛应用于各种领域，如工业控制、智能家居、智能医疗、航空航天等。
在这些领域中，单片机主要起到控制和监测的作用，可以通过对输入信号的读取和对输出信号的驱动来实现对设备的控制和监测。
单片机还可以通过与其他设备的通信实现数据的传输和处理，从而实现对整个系统的智能化管理。
《单片机原理及应用教程》第8章：MCS51单片机的系统扩展新五年级数学上册五年级植树问题练习题1、同学们在一条100米长的跑道一旁种树，两端各种一棵。
单片机原理及应用第1章 概述
第1章 概 述 第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是 一个正在迅速发展的阶段。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随 着Internet的发展和Internet技术与信息家电、工业控制 技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将 代表着嵌入式技术的真正未来。
整理课件
第1章 概 述
1.2 单片机的发展概况
1.2.1 数据总线位数的发展
1．4位单片机阶段
自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS1000后，各个计算机生产公司竞相推出4位单片机。例如美国国 家半导体公司(National Semiconductor)的COP402系列，日本电 气公司(NEC)的μPD75XX系列，美国洛克威尔公司(Rockwell)的 PPS/1系列，日本松下公司的MN1400系列，富士通公司的MB88 系列等。
的接口电路设计技术。
整理课件
第1章 概 述
单片机与嵌入式系统
• 嵌入式系统定义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础， 并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作 系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现 对其他设备的控制、监视或管理等功能。
(4) 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满 足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O 接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯 片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。
整理课件
第1章 概 述
1.3.2 单片机的优点及应用
(1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地 组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。
庄友谊《单片机原理及应用》单片机第1章
庄友谊教授的经典著作《单片机原理及应用》深入浅出地介绍了单片机技术。 接下来我们将为您带来本书第一章的精彩内容。
单片机的基本概念与分类
基本概念
单片机是一种在一个芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器、外设和输入/输出（I/O） 接口的微型计算机系统。
分类
单片机按位宽划分可分为8位、16位、32位等。按指令集划分可分为CISC和RISC。按功能 可分为通用型和专用型。
2
并行通信
使用外部总线如地址总线、数据总线、控制总线进行数据传输，速度较快。
3
I2C
使用两根双向数据线（SDA，SCL），可连接多个设备，具有高速率、低功耗等 优点。
单片机的电源管理及低功耗设计技术
电源管理
单片机电源管理是一个关键性问题，涉及电 源、电池管理、电子开关、电源控制等，可 有效提高系统效率和延长电池寿命。
低功耗设计
单片机低功耗设计是为了满足电池供电应用、 电能管理、环保要求等，需要考虑待机功耗、 运行功耗、睡眠功耗等。
单片机调试与故障处理的方法与技巧
调试
调试单片机时常用的方法有仿真、在线调试、打 印调试、替换元件等，需掌握相关工具和技术。
故障处理
故障可能源于硬件、软件、接线、程序等，可采 用逐步排查法、替换法、观测法等，必要时可使 用万用表。
原理
应用
计时器是单片机中的重要外设，用于延时、定时 和计数。采用时钟信号和预设定数的方式来实现。
计时器可用于控制周期性操作，如PWM波产生、 脉冲计数、通信时序控制、定时检测等。
单片机通信技术的分类与应用
两种。
应用
通信技术广泛应用于单片机系统中，如串口通信、I2C、SPI、CAN总线等。
STM8S系列单片机原理与应用作者潘永雄第1-5章第1章
第1章 基 础 知 识 在计算上述算式时，先计算12 34，并把中间结果记录 下来；再计算56 7，并记录中间结果；接着将上述两步中 间结果相加得到和，并记录下来；再减去8。以上计算步骤 由人脑控制，如果改用计算机进行，可用计算机STM8汇编 语言指令写出如下的计算步骤：
第1章 基 础 知 识 LD A,#12 ; 将被乘数12送CPU内寄存器A
第1章 基 础 知 识 (3) 控制总线(Control ，简称CB)。控制总线是计算机
系统中所有控制信号线的总称，在控制总线中传送的信息是控
制信息。
第1章 基 础 知 识
2．时钟周期、机器周期及指令周期
(1) 时钟周期。计算机在时钟信号的作用下，以节拍方
式工作，因此，必须有一个时钟发生器电路。输入微处理器
第1章 基 础 知 识
(2) 数据总线(Data Bus，简称DB)。数据总线一般为双向，
用于CPU与存储器、CPU与外设，或外设与外设之间传送数据 (包括数据及指令码)信息。在计算机中，为了提高数据处理的 速度，总是一次处理由多位二进制数组成的信息，即在运算器 中，数据线的数目应与待处理的数据位数相同。因此，运算器
第1章 基 础 知 识 (6) 程序状态字寄存器PSW用于记录运算过程中的状态，
如是否溢出、进位等。假设累加器A的内容为83H，执行指令
ADD A,#8AH 加，并把结果存在A中 ; 累加器A与立即数8AH相
将产生进位，因为83H+8AH的结果为10DH，而累加器A
长度只有8位，只能存放低8位，即0DH，无法存放结果中的 最高位。因此，在CPU内设置一个进位标志C，当执行加法运 算出现进位时，进位标志C为1。 程序状态字寄存器中各标志位的含义与CPU的类型有关， 在2.2.1节中将详细介绍STM8内核CPU内各标志位的含义。
单片机应用(共8张PPT)
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。
第一章单片机原理及应用(张毅刚主编).
20世纪70年代问世。 已广泛应用在： 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用
电器、电力电子、机电一体化设备等方面。
1.1 什么是单片机 在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器
(RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。
具有一台计算机的属性。也称为： • 微控制器 MCU(MicroController Unit) • 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController
在下述的各个领域广泛的应用：
1. 工业自动化 2. 智能仪器仪表 3．消费类电子产品 4. 通讯 5．武器装备 6．终端及外部设备控制 7．多机分布式系统
1.6 MCS-51系列单片机
20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 8051内核技术转让给厂家。
如：AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。
对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。
“专用”单片机具有十分明显的综合优势。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段: 第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片
的形式，且功能比较简单。
第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。 以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。
宝贝车机器人系列
宝贝车－六脚 宝贝车－履带
机器人对象
相扑机器人
直立步行机器人
机器人对象
铁甲虫机器人系列
机器人对象
六自由度机械手
人形机器人
思考题及习题
1．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机 它们之间有何区别？
2．除了单片机这一名称之外，单片机还可称为
单片机原理及应用考试复习知识点
单片机原理及应用考试复习知识点第1章计算机基础知识考试知识点：1、各种进制之间的转换1各种进制转换为十进制数方法：各位按权展开相加即可;2十进制数转换为各种进制方法：整数部分采用“除基取余法”,小数部分采用“乘基取整法”;3二进制数与十六进制数之间的相互转换方法：每四位二进制转换为一位十六进制数;2、带符号数的三种表示方法1原码：机器数的原始表示,最高位为符号位0‘+’1‘-’,其余各位为数值位;2反码：正数的反码与原码相同;负数的反码把原码的最高位不变,其余各位求反;3补码：正数的补码与原码相同;负数的补码为反码加1;原码、反码的表示范围：-127～+127,补码的表示范围：-128～+127;3、计算机中使用的编码1BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数;2ASCII码：7位二进制数表示字符;0～9的ASCII码30H～39H,A的ASCII码41H,a的ASCII码61H;第2章 80C51单片机的硬件结构考试知识点：1、80C51单片机的内部逻辑结构单片机是把CPU、存储器、输入输出接口、定时/计数器和时钟电路集成到一块芯片上的微型计算机,主要由以下几个部分组成;1中央处理器CPU包括运算器和控制器;运算电路以ALU为核心,完成算术运算和逻辑运算,运算结果存放于ACC中,运算结果的特征存放于PSW中;控制电路是单片机的指挥控制部件,保证单片机各部分能自动而协调地工作;程序计数器PC是一个16位寄存器,PC的内容为将要执行的下一条指令地址,具有自动加1功能,以实现程序的顺序执行;2存储器分类：随机存取存储器RAM：能读能写,信息在关机后消失;可分为静态RAMSRAM和动态RAMDRAM两种;只读存储器：信息在关机后不会消失;掩膜ROM：信息在出厂时由厂家一次性写入;可编程PROM：信息由用户一次性写入;可擦除可编程EPROM：写入后的内容可由紫外线照射擦除;电可擦除可编程EEPROM：可用电信号进行清除和改写;存储容量：存储容量指存储器可以容纳的二进制信息量,M位地址总线、N位数据总线的存储器容量为2M×N位;80C51单片机的存储器有内部RAM128B,高128B为专用寄存器、外部RAM64KB、内部ROM4KB掩膜ROM、外部ROM64KB;3输入输出接口4个8位并行I/O口P0、P1、P2、P34其它资源一个全双工串行口、5个中断源、2个16位的定时/计数器、时钟电路;2、80C51单片机的信号引脚1电源部分：VCC接+5V、VSS接地;2时钟电路部分：XTAL1和XTAL2接晶振;1个机器周期=6个状态=12个拍节6MHZ的晶体机器周期2us,12MHZ的晶体机器周期1us;3I/O口部分：P0——8位数据总线/地址总线低8位、P1——用户口、P2——地址高8位、P3——第二功能;4控制部分：地址锁存控制信号ALE,用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存地起来;外部程序存储器读选通信号PSEN,低电平有效,以实现外部ROM单元的读操作;访问程序存储器控制信号EA,低电平时只读外部ROM,高电平时先读内部ROM,再读外部ROM;复位信号RST,当输入的复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效;复位值：PC=0000H,SP=07H,P0=0FFH;3、内部RAM的基本结构与功能80C51的内部数据存储器低128单元区,称为内部RAM,地址为00～7FH;1寄存器区00～1FH共分为4组,组号依次为0、1、2、3,每组有8个寄存器,在组中按R7~R0编号;由PSW中RS1、RS0位的状态组合来决定哪一组;2位寻址区20H～2FH可对单元中的每一位进行位操作,16个字节单元共128个可寻址位,位地址为00～7FH;位起始地址D0=字节地址-20H83用户RAM区30H～7FH堆栈、缓冲区堆栈是在内部RAM中开辟的,最大特点就是“后进先出”的数据操作原则;两项功能：保护断点和保护现场;两种操作：进栈和出栈;SP堆栈指针,它的内容就是堆栈栈顶单元的地址;4、专用寄存器内部数据存储器高128单元1累加器AACC2寄存器B3程序状态字PSWCY——进位标志位,最高位的进位或借位;AC——半进位标志位,低4位向高4位的进位或借位;OV——溢出标志位,同符号数相加,结果为异符号,有溢出；异符号数相减,结果和减数符号相同,有溢出;P——A中1的个数,奇数个P=1,偶数个P=0;4数据指针DPTR：80C51中惟一一个供用户使用的16位寄存器;高8位DPH,低8位DPL;第3章 80C51单片机指令系统考试知识点：1、寻址方式1立即寻址data,data16例：MOV A,00H2直接寻址direct内部RAM：00～7FH、特殊功能寄存器例：MOV A,00H 3寄存器寻址A、B、Rn、DPTR4寄存器间接寻址Ri、DPTR例：MOVX A,DPTR5变址寻址A+DPTR,A+PC例：MOVC A,A+DPTR6位寻址bit20～2FH：00～7FH、特殊功能寄存器例：MOV C,00H7相对寻址rel例：JZ rel2、数据传送类指令1内部RAM数据传送指令MOV 目的,源；目的→源交换指令：XCH A,direct/Rn/Ri；A和源交换XCHD A,Ri；只换低4位SWAP A；A的高低4位交换注意：A作目的操作数会影响P;PUSH directPOP direct2外部RAM数据传送指令MOVX A,Ri/DPTR；外部地址内容→AMOVXRi/DPTR,A；A→外部地址内容3ROM数据传送指令MOVC A,A+DPTR/A+PC；查表指令3、算术运算指令1加法指令ADD/ADDC A,data/ direct/ Rn/Ri；会影响CY、AC、OV、P INC A/ direct/ Rn/Ri/DPTR；加1,PDA A；十进制调整,大于9加62减法指令SUBB A,data/ direct/ Rn/Ri；会影响CY、AC、OV、PDEC A/ direct/ Rn/Ri；减13乘除指令MUL AB；AB→BA,会影响CY=0,OV,PDIV AB；A/B的商→A,余数→B4、逻辑运算及移动指令1逻辑运算指令ANL/ORL/XRL A,data/ direct/ Rn/RiANL/ORL/XRL direct,A/data与→清0,或→置1,异或→取反CLR/CPL A；清0和取反2移位指令RL/RR/RLC/RRC A注意：每左移一位相当于乘2,每右移一位相当于除2,带进位的移会影响CY和P;5、控制转移类指令1无条件转移指令LJMP addr16；addr16→PC,64KBAJMP addr11；PC+2→PC,addr11→PC10～0,2KBSJMP rel；PC+2+rel→PC,256BJMP A+DPTR；A+DPTR→PC,64KB2条件转移指令累加器A判0转移指令JZ rel；A为0JNZ rel；A不为0比较不相等转移指令CJNE A/Rn/Ri,data,relCJNE A,direct,rel注意：第一操作数和第二操作数不相等,程序转移,若第一大于第二,CY=0,第一小于第二,CY=1;第一操作数和第二操作数相等,程序顺序执行,CY=0;减1不为0转移指令DJNZ Rn/direct,rel；Rn/direct-1不为0,程序转移;3调用和返回指令LCALL addr16；PC+3→PC,先入低8位,再入高8位,addr16→PCACALL addr11；PC+2→PC,先入低8位,再入高8位,addr11→PC10～0 RET；先出高8位,再出低8位6、位操作类指令1位传送指令MOV C,bitMOV bit,C2位赋值指令CLR C/bitSETB C/bit3位逻辑运算指令ANL/ORL C,bit或/bitCPL C/bit注意：实现逻辑表达式4位控制转移指令JC rel；CY=1JNC rel；CY=0JB bit,rel；bit=1JNB bit,rel；bit=0JBC bit,rel；bit=1,转移,清0第4章 80C51单片机汇编语言程序设计考试知识点：1、汇编语言的语句格式标号：操作码操作数；注释标号：语句地址的标志符号;操作码：语句执行的操作内容,用指令助记符表示;操作数：为指令操作提供数据;注释：对语句的解释说明;2、伪指令起始地址ORG、结束END、赋值EQU、字节DB、字DW、空DS、位BIT 3、汇编语言程序的基本结构形式1顺序结构2分支结构3循环结构：数据传送问题、求和问题4、定时程序例：延时100ms的子程序,设晶振频率6MHZ;DELAY：MOV R5,250LOOP2：MOV R4,49LOOP1：NOPNOPDJNZ R4,LOOP1DJNZ R5,LOOP2RET5、查表程序1要查找的数据在表中的位置给A2表的首地址给DPTR 3MOVC A,A+DPTR 4数据表第5章 80C51单片机的中断与定时考试知识点：1、中断源和中断请求标志位2、和中断相关的寄存器的设置1定时器控制寄存器TCONIT0=0,为电平触发方式; 低电平有效;IT0=1,为边沿触发方式; 输入脚上电平由高到低的负跳变有效; IE0=1,说明有中断请求,否则IE0=0; 2中断允许控制寄存器IE0INT 0INTEA: 开放或禁止所有中断;ES：开放或禁止串行通道中断;ET1：开放或禁止定时/计数器T1溢出中断;EX1：开放或禁止外部中断源1;ET0：开放或禁止定时/计数器T0溢出中断;EX0：开放或禁止外部中断源0;3中断优先级控制寄存器IP1为高优先级、0为低优先级;如果同级的多个中断请求同时出现,则按CPU查询次序确定哪个中断请求被响应;查询次序为：外部中断0、T0中断、外部中断1、T1中断、串行中断;3、响应中断的必要条件1有中断源发出中断请求;2中断允许寄存器IE相应位置“1”,CPU中断开放EA=1;3无同级或高级中断正在服务;4现行指令执行到最后一个机器周期且已结束;若现行指令为RETI或需访问特殊功能寄存器IE或IP的指令时,执行完该指令且其紧接着的指令也已执行完;中断响应的主要内容是由硬件自动生成一条长调用指令,指令格式为“LCALL addr16”;这里的addr16就是程序存储器中断区中相应中断的入口地址;4、中断程序设计1在0000H处存放一条无条件转移指令转到主程序;2在入口地址处存放一条无条件转移指令转到中断服务子程序;3设置触发方式IT0/IT14设置IE和IP;5设置SP;6原地踏步;7中断服务子程序;最后RETI;5、定时计数的基本原理1定时功能：每个机器周期计数器加1;2计数功能：T0和T1输入计数脉冲,每一来一个脉冲计数器加1;6、用于定时计数的寄存器的设置1定时器控制寄存器TCONTF1、TF0——计数溢出标志位;当计数器产生计数溢出时,由硬件置1;采用查询方式,它是供查询的状态位;采用中断方式,作为中断请求信号;TR1、TR0——计数运行控制位;为1时,启动定时器/计数器工作；为0时,停止定时器/计数器工作;2工作方式控制寄存器TMOD其格式如下：GATE：门控位;当GATE=1时,同时INTx为高电平,且TRx置位时,启动定时器,外部启动;当GATE=0时,每当TRx置位时,就启动定时器,是内部启动方式;C/T：选择定时器功能还是计数器功能;该位置位时选择计数器功能；该位清零时选择定时器功能;M1M0：这两位指定定时/计数器的工作方式,可形成四种编码,对应四种工作方式：7、各种工作方式计数初值计算公式方式0：定时时间T=8192-计数初值×机器周期计数次数C=8192-X方式1：定时时间T=65536-计数初值×机器周期计数次数C=65536-X方式2：定时时间T=256-计数初值×机器周期计数次数C=256-X8、定时器程序设计查询方式：1在0000H处存放一条无条件转移指令,转到主程序;2设置工作方式TMOD;3设置计数初值;4启动定时计数;5等待时间到或计数计满;LOOP：JBC TF0/TF1,LOOP1SJMP LOOP LOOP1：……6重新设置计数初值除方式2,再转第5步; 中断方式：1在0000H 处存放一条无条件转移指令,转到主程序;2在入口地址处存放一条无条件转移指令转到中断服务子程序; 3设置工作方式TMOD; 4设置计数初值; 5启动定时计数; 6设置IE 和IP; 7设置SP; 8原地踏步;9中断服务子程序;重新设置计数初值除方式2,最后RETI;例 选用定时器/计数器T1工作方式0产生500μS 定时,在输出周期为1ms 的方波,设晶振频率=6MHZ;1根据定时器/计数器1的工作方式,对TMOD 进行初始化;按题意可设：GATE=0用TR1位控制定时的启动和停止, =0置定时功能,M1M0=00置方式0,因定时器/计数器T0不用,可将其置为方式0不能置为工作方式3,这样可将TMOD 的低4位置0,所以TMOD ＝00H;2计算定时初值- X ×2＝500将低5位送TL1,高8位送TH1得：TH1＝F8H,TL1＝06H 3 编制程序查询方式 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0300HMAIN ： MOV TMOD,00H ；TMOD 初始化 MOV TH1,0F8H ；设置计数初值T C132MOV TL1,06HSETB TR1 ；启动定时 LOOP ： JBC TF1,LOOP1 ；查询计数溢出 AJMP LOOPLOOP1：CPL ；输出取反MOV TL1,06H ；重新置计数初值MOV TH1,0F8HAJMP LOOP ；重复循环 END例 用定时器/计数器T1以工作方式2计数,要求每计满100次进行累加器加1操作;1TMOD 初始化M1M0=10方式2, =1计数功能,GATE=0TR1启动和停止,因此TMOD=60H; 2计算计数初值-100=156D=9CH 所以 TH1=9CH 3编制程序中断方式 ORG 0000HAJMP MAIN ；跳转到主程序ORG 001BH ；定时/计数器1中断服务程序入口地址 AJMP INSERT1 ORG 0030HMAIN ：MOV TMOD 60H ；TMOD 初始化 MOV TL1,9CH ；首次计数初值 MOV TH1,9CH ；装入循环计数初值 SETB TR1 ；启动定时/计数器1SETB EA ；开中断SETB ET1SETB PT1 ；T1为高优先级 MOV SP,40HSJMP ﹩ ；等待中断INSERT1：INC A RETITC 82END第6章单片机并行存储器扩展考试知识点：1、单片机并行扩展总线的组成1地址总线：传送地址信号2数据总线：传送数据、状态、指令和命令3控制总线：控制信号2、80C51单片机并行扩展总线1以P0口的8位口线充当低位地址线/数据线2以P2口的口线作高位地址线3控制信号：使用ALE作地址锁存的选通信号,以实现低8位地下锁存;以PSEN信号作为扩展程序存储器的读选通信号;以EA信号作为内外程序存储器的选择信号;以RD和WR作为扩展数据存储器和I/O端口的读/写选通信号;3、单片机并行存储器扩展的方法各种外围接口电路与单片机相连都是利用三总线实现;1地址线的连接将外围芯片的低8位地址线A7~A0经锁存器与P0口相连,高8位地址线A15~A8与P2口相连;如果不足16位则按从低至高的顺序与P0、P2口的各位相连;2数据线的连接外围芯片的数据线D7~D0可直接与P0口相连;3控制线的连接ROM：OE—PSENRAM：OE—RD、WE—WR片选信号CE的连接方法：1接地,适用于扩展一块存储器芯片; 2线选法。
单片机原理及应用电子教案
单片机原理及应用电子教案第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的特点与应用领域1.3 单片机的组成部分及工作原理1.4 单片机的发展趋势与前景第二章：单片机的基本组成原理2.1 中央处理器（CPU）2.2 存储器2.3 输入/输出接口（I/O）2.4 时钟电路与复位电路2.5 电源电路第三章：单片机编程基础3.1 指令系统与编程语言3.2 程序设计基本步骤与方法3.3 常用编程软件与开发环境3.4 编程实例与技巧第四章：单片机中断系统与定时器/计数器4.1 中断系统概述4.2 中断处理程序的编写与实现4.3 定时器/计数器的基本原理与编程4.4 定时器/计数器的应用实例第五章：单片机串行通信接口5.1 串行通信的基本概念与标准5.2 单片机串行通信接口及其编程5.3 串行通信协议与波特率的计算5.4 串行通信应用实例第六章：单片机外围设备与接口技术6.1 并行接口与I/O扩展6.2 模拟量接口与ADC/DAC转换6.3 键盘接口与扫描原理6.4 显示器接口与驱动电路6.5 常用外围设备及其接口技术第七章：单片机在工业控制中的应用7.1 工业控制概述与单片机的作用7.2 常用工业控制算法与实现7.3 工业现场通信协议与接口技术7.4 工业控制系统实例分析7.5 单片机在工业控制中的挑战与发展趋势第八章：单片机在嵌入式系统中的应用8.1 嵌入式系统概述8.2 嵌入式系统设计与开发流程8.3 嵌入式操作系统与中间件8.4 嵌入式系统中的单片机选型与接口技术8.5 嵌入式系统应用实例分析第九章：单片机编程进阶技巧与优化9.1 编程规范与风格9.2 常用算法与数据结构9.3 编程优化技巧与方法9.4 代码调试与测试9.5 高级编程技术与实例分析第十章：单片机项目实践与创新10.1 单片机项目实践流程与方法10.2 创新性单片机项目设计与实践10.3 项目案例分析与点评10.4 单片机竞赛与创新活动指导10.5 单片机技术在未来的发展展望重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程解析：单片机的定义是理解其原理和应用的基础，了解其发展历程有助于我们更好地理解其发展趋势和应用领域的拓展。
单片机原理与应用掌握的基础知识
单片机原理与应用掌握的基础知识什么是单片机•单片机是一种集成电路芯片，内部包含了微处理器核心、存储器以及各种外设接口电路。
•单片机通过程序控制，可以完成各种操作和控制任务。
•单片机常用于嵌入式系统、智能控制等领域。
单片机的工作原理•单片机通过外部输入信号，经过处理后输出相应的控制信号。
•单片机的工作原理可以简单概括为：接收输入 -> 处理 -> 输出控制信号。
•单片机内部的微处理器核心是实现这一过程的关键。
单片机的基本组成部分•微处理器核心：包括中央处理器、存储器和时钟电路等。
•存储器：分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
•输入输出接口：用于与外部器件进行数据交互。
•程序计数器：用于存储当前执行的指令地址。
•控制部件：负责指令的执行和控制信号的生成。
单片机的应用领域•家用电器控制：如电视、空调、洗衣机等。
•工业自动化：如生产线控制、传感器控制等。
•智能家居：如智能灯光控制、智能门锁等。
•电子设备：如嵌入式系统、无线通信等。
单片机编程基础知识•硬件连接：单片机通常需要通过引脚与外部电路连接，完成输入输出功能。
•程序设计：单片机需要通过编写程序实现各种功能和控制任务。
•编程语言：单片机常用的编程语言有C语言和汇编语言。
•开发环境：单片机的开发需要借助开发工具和调试器来完成。
单片机常见的应用案例1.温度控制器：通过单片机接收温度传感器的信号，控制加热或制冷设备，实现温度的控制。
2.智能家居系统：利用单片机实现对家居设备的控制，包括灯光、窗帘、门锁等的自动化控制。
3.电子秤：通过单片机接收称重传感器的信号，并显示出对应的重量信息。
4.电子闹钟：通过单片机控制液晶显示屏，实现时间的显示和闹钟功能。
5.无人机控制系统：单片机可以用来控制无人机的飞行、摄像等功能。
单片机的发展趋势•多核：随着单片机技术的发展，未来的单片机可能会采用多核设计，提高处理能力。
•物联网：随着物联网的兴起，单片机在物联网设备中的应用越来越广泛，需求也越来越大。
单片机原理与应用课程课后习题答案
单片机原理及应用》习题答案第一章基础知识1．微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？答：一台微型计算机由中央处理单元(CPU、存储器、I/O接口及I/O设备等组成, 相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。
按其功能可分为RAM和ROM输入/输出(I/O、接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。
2•将下列十进制数分别转换成为二进制数，十六进制数和BCD码数的形式：100，64，78，80解： 1 、100=1100100B=64H=0001 0000 0000BC；D2、64=1000000B=40H=0110 0100BC；D3) 78=1001110B=4EH=0111 1000BCD3.写出下列十六进制无符号数对应的十进制数和二进制：0D5H，64H，2CH，4FEH解：1) 0D5H=213=11010101；B2)64H=100=1100100B；3)2CH=44=101100B；4)4FEH=1278=B。
4.写出下列十进制数对应的二进制原码、反码和补码：+35，+50，-10，-20解：1) + 35=( 23H)原=(23H 反=(23H)补；2 ) + 50=( 32H)原=(32H 反=(32H)补；3)—10=( 8AH 原=(0F5H 反=(0F6H 补；4)—20=( 94H)原=(0EBH 反=(0ECH 补；5.根据给定的原码、反码、补码求真值。
1)(0CBH) 原=(-75) 真值；2) (8BH技=(-116)真值；3) (9BH)=(-101)真值；4) (6BHk=(+107)真值；解：1) (0CBH)原=(-75)真值；2) (8BH)反=(-116)真值；3) (9BH)补=(-101)真值；4) (6BH)补=(+107)真值；6.试分别判断下列各组数据大小？1)A=0.011B B=0.011 C=0.011H2)A=1001B B=1001 C=1001H解：1) A=0.011B=0X 2-1+1X 2-2+1X 2-3=0.25+0.125=0.375 ；B=0.011C=0.011H=0X 16-1+1 X 16"2+1X 16-3=0.5所以：A>B>C2)A=1001B=9；B=1001；C=1001H=4097所以：A<B<C7.先将下列各组数据转换为补码表示的带符号数，然后用进行补码运算，再将结果还原成原码，并写出对应的十进制数检验结果是否正确。
单片机原理及应用第1章单片机基础知识
集成开发环境（IDE）
提供编写、编译和调试单片 机程序的软件。
仿真器和调试器
用于调试和验证单片机程序 的硬件设备。
编程器
用于将编写好的程序下载到 单片机。
单片机的应用领域
工业自动化
用于控制和监视生产线、机械和设备。
智能家居
使家庭设备和系统实现自动化控制。
医疗设备
用于监测和控制医疗设备的运行。
汽车电子
单片机原理及应用
本演示文稿将介绍单片机的基础知识，包括单片机的概述、分类、工作原理、 编程方式、应用领域等。带你深入了解这一令人着迷的技术。
单片机的概述
单片机是一种集成了中央处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机。
单片机的分类
按工作方式
基于哈佛结构和冯·诺依曼结 构的单片机。
按指令集
常见的单片机有8051、AVR等 不同的指令集。
电阻和电容
用于调整电路的电流和电压。
传感器
用于接收和转换物理量或环境信号。
晶体管
作为开关或放大器，在电子电路中起重要作用。
单片机的编程方式
1 汇编语言
直接操作硬件，灵活但难 度较大。
2 C语言
高级语言编程，易于学习 和使用。
3 图形化编程
使用开发工具如Arduino等 进行图形化编程。
单片机的开发工具
在汽车中实现车身控制、信息娱乐和驾驶辅助功能。
单片机的发展历程
1
1980s
2
飞速发展的单片机应用于各个领域，如
计算机、家电等。
3
1970s
诞生了第一颗单片机，如Intel的8048。
1990s
单片机芯片和开发工具不断增加，加快 了单片机技术的普及。
《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。
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
单片机及控制-第一章单片机基础知识
单片机及控制-第一章单片机基础知识单片机及控制第一章单片机基础知识在当今科技飞速发展的时代，单片机作为一种重要的微控制器，广泛应用于各个领域，从家用电器到工业自动化，从汽车电子到航空航天，都能看到单片机的身影。
那么，什么是单片机？它又是如何工作的呢？让我们一起来揭开单片机的神秘面纱，走进单片机的基础知识世界。
单片机，顾名思义，就是将计算机的主要功能部件集成在一块芯片上的微型计算机。
它通常包括中央处理器（CPU）、存储器（包括程序存储器和数据存储器）、输入/输出接口（I/O 接口）、定时器/计数器以及中断系统等。
这些部件协同工作，使得单片机能够完成各种复杂的控制任务。
中央处理器（CPU）是单片机的核心，它负责执行指令和进行数据运算。
就像人的大脑一样，指挥着整个系统的运行。
单片机的 CPU 虽然性能不如我们常见的个人电脑 CPU 那么强大，但它具有功耗低、体积小、成本低等优点，非常适合用于控制特定的设备和系统。
存储器是单片机用来存储程序和数据的地方。
程序存储器用于存放单片机运行所需的程序代码，数据存储器则用于存储运行过程中的临时数据。
程序存储器通常是只读存储器（ROM），如闪存（Flash），而数据存储器可以是随机存取存储器（RAM）。
输入/输出接口（I/O 接口）是单片机与外部世界进行交互的通道。
通过这些接口，单片机可以接收外部的输入信号，如传感器的检测信号，也可以向外输出控制信号，驱动执行机构工作。
例如，控制电机的转动、点亮 LED 灯等。
定时器/计数器在单片机中也起着重要的作用。
它们可以用于实现定时功能，比如定时发送数据、控制周期性的操作等。
计数器则可以用于对外部脉冲进行计数，实现测量、计数等功能。
中断系统则让单片机能够及时响应外部的紧急事件。
当有中断请求发生时，单片机可以暂停当前正在执行的任务，转而去处理中断服务程序，处理完后再返回原来的任务继续执行。
单片机的工作过程可以简单地描述为：首先，通过编程将所需的控制程序写入程序存储器。
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25：工作频率可到25MHz 40：工作频率可到40MHz 50：工作频率可到50MHz
数据存储器RAM大小 RC：RAM为512B
RD+：RAM为1280B
塑料扁平式PQFP/TQFP 带引线的塑料芯片封装
(Plastic Quad Flat Package)封装 PLCC44(Plastic Leaded Chip Carrier)
STC单片机实物图
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STC89C52RC 40C-PDIP40
40个引脚
封装形式
PDIP：Plastic Dual In-line Package，双列直插式 PLCC：Plastic Leaded Chip Carrier，带引线的塑料芯片封装 PQFP：Plastic Quad Flat Package，塑料方型扁平封装
程序存储器ROM大小 51：ROM为4KB 52：ROM为8KB 53：ROM为15KB 54：ROM为16KB 58：ROM为32KB 516：ROM为64KB
工作电压 C：5.5V~3.4V LE：2.0V~3.8V S：芯片含有可串行下载功能的Flash存储器，
即具有ISP可在线编程功能
芯片内所含程序存储器ROM种类 0：MASKROM(掩膜ROM) 7：EPROM/OTP 9：Flash E2PROM
20世纪80年代中期Intel公司将MCS-51的核心技术授权给了
很多其他公司，如：Atmel、Philips、STC、Siemens、
Winbond等，这些厂商生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，
准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机，这些单片机的
系统结构与8051相同，并且都采用CHMOS工艺，因而常用
单片机原理与接口技术
• 盐城工学院 电气工程学院 • 单片机课程组
第1章 单片机基础知识
1.1 单片机概述 1.2 微型计算机系统组成 1.3 微型计算机的运算基础知识
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1.1 单片机概述
什么是单片机? 单片机与微型计算机的关系 常用的单片机系列 单片机的应用 初识单片机控制系统 单片机实验板
80C51系列来称呼它们。
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表1-1 不同制造厂商的80C51单片机型号列表
制造厂商
单片机型号
AT(Atmel)
AT89C51，AT89C52，AT89C53，AT89C55，AT89LV52， AT89S51，AT89S52，AT89LS53等
Philips(飞利浦) P80C54，P80C58，P87C54，P87C58，P87C524，P87C528等
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1.1.1 什么是单片机?
单片机是指在一块半导体芯片上，集成了微处理器、 存储器、输入/输出接口、定时器/计数器以及中断系 统等功能部件，构成一台完整的微型计算机。
存储 微处 I/O 定时器 中断 器 理器 接口 /计数器 系统
单片机实物
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单片机可通过执行使用者编写的程序，控 制芯片的各个引脚在不同的时间输出不同 的电平，从而控制与单片机各个引脚相连 的外围电路的电气状态。所以又被称为微 控制器。
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单片机为什么可以根据程序实现灵活的运算及控制？ 依赖于其内部精妙的电路结构设计。
管脚 芯片
塑料基底
细导线
器件上盖
芯片 塑料基底
管脚
单片机的内部结构
在塑料基底的中央 有一个微型的芯片， 还有连接芯片和单片 机管脚的细导线。
单片机起主要作用 的是芯片部分，细导 线只是起到了在芯片 和管脚之间传递信号 的作用。
Siemens (西门子)
C501-1R，C501-1E，C513A-H，C503-1R，C504-2R
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Atmel单片机实物图
单片机芯片 AT89C51
AT89S51
AT89S52
AT89C2051
双列直插式 (Dual In-line Package) 封装
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双列直插式DIP40 (Dual In-line Package)封装
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1. 8051单片机
MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的高性能 单片机。
型号：8051、8751、8031、8032、8052等。
其中8051是最典型的产品，其它单片机都是在8051的基础上 进行功能的增、减改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼 MCS-51系列单片机。
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1.1.2 单片机与微型计算机的关系
微型计算机有两个主要发展方向： 一是向高速度、高性能、大容量的高档微型计算 机方向发展； 二是向稳定可靠、小而廉、能适应各种控制领域 需要的单片机方向发展。
单片机是微型计算机发展的一个重要分支！
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1.1.3 常用的单片机系列
MCS-51系列及与之兼容的8051系列单片机 Atmel公司的AVR系列 Microchip公司的PIC系列 Motorola公司的单片机 TI公司的MSP430系列单片机 基于ARM核的32位单片机
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1.1.2 单片机与微型计算机的关系
计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大 规模集成电路四代的演变。微型计算机属于第四代计算机。
微型计算机的发展以微处理器的发展为特征，主要表现： (1) 芯片集成度的提高(从最初的约2000个晶体管/片发展 到目前的几百万个晶体管/片)； (2) 处理器位数的增加（从4位增加到64位）； (3) 时钟频率的加快(从1MHz到约几个GHz)； (4) 价格的逐渐降低等方面。
8051内核芯片
芯片生产厂家为STC
STC公司8051单片机芯片的命名规则
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2. Atmel公司的AVR系列
AVR系列单片机是1997年Atmel公司为了充分发挥其Flash的 技术优势，而推出的全新配置的精简指令集(Reduced Instruction Set Computer ，简称RISC)单片机。
STC89C51RC，STC89C52RC，STC89C53RC，
STC
STC89LE51RC，STC89LE52RC，STC12C5412AD等
Winbond(华邦)
W78C54，W78C58，W78E54，W78C58等
Intel(英特尔)
i87C54，i87C58，i87L54，i87C51FB，i87C51FC