PIC单片机原理及应用(第一章)
PIC单片机原理及应用
PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向
7 2021/4/20
PIC 单片机的特色
❖ 指令单字节化
数据总线和指令总线分离，ROM和RAM寻址空间互相独立， 宽度不同。 确保数据安全性、提高运行速度和实现全部指令单字节化。
MCS-51系列ROM和RAM都是8位，指令长度1~3字节，长短不一！
PIC12C50X/PIC16C5X 系列单片机的指令字节为12位； PIC16C6X/7X / 8X 系列单片机的指令字节为14位； PIC17CXX 系列单片机的指令字节为16位；
PIC 系列单片机代表着单片机发展的新动向
14 2021/4/20
PIC 单片机的特色
❖ I2 和 SPI 串行总线端口
I2（Inter IC Bus）和 SPI（ Seril Peripheral Interface）是在 芯片之间实现同步串行数据传输的技术。方便灵活的扩展 外围器件，大大简化单片机应用系统的结构，极易形成产 品电路的模块化结构。 大屏幕彩电中都引入了I2技术。
26 2021/4/20
PIC12F629/675系统结构与工作原理
❖ PIC12F629/675简化结构框图
T1G T1CKI T0CKI
Flash程序 存储器 1K * 14
程序计数器PC 8级堆栈13位
RAM 寄存器 64*8
GP0/AN0/CIN+
指令寄存器 内部
4MHz 振荡器
指令译码 与控制
PIC单片机原理及应用
2005.12
1 2021/4/20
内容提要
单片机概述 PIC单片机的特色 PIC单片机的程序设计
2 2021/4/20
单片机概述
福州大学 PIC 第一章 绪论
微机原理及应用目的:1、了解微机的结构与工作原理。
2、学会使用单片机。
3、学会应用系统开发。
教材：《PIC单片机入门与实践》，张明峰编著，北京航空航天大学出版社。
微机原理及应用36学时，28学时理论课，8学时实验。
期未成绩=期未卷面*60%+实验*20%+平时*20% Email:SLZ@怎么学习微机原理?1、了解微机提供的资源（存储器的结构、特殊功能寄存器、指令、中断系统）。
2、学会编程。
3、熟悉开发系统与开发工具的功能。
4、多应用。
第1章微型计算机概论微型计算机是一种既有快速运算能力，又有极强逻辑判断能力和大容量存储功能的电子设备，它是20世纪人类最卓越的科学发明之一。
本章介绍微型计算机的基础知识，主要内容有微型计算机的发展历史及应用领域、计算机硬件、软件系统的基本组成。
1.1 微型计算机的发展历史及应用我们今天所说的计算机，是指利用电子技术实现计算并具有逻辑判断和程序存储功能的设备。
1.1.1 微型计算机的发展历史从计算机发展的历史看，微型计算机已属于第四代计算机，而微型计算机的发展又已经历了四代。
代数时间处理器位数典型产品集成度（器件/片）第一代19714位和低档8位Intel 4004、Intel 80082000第二代19738位Intel 8080、MC 68005400第三代197816位Inte1 8086、MC 6800068000第四代198132位Intel 80386、MC 6802017万1.1.2 微型计算机的应用科学计算数据处理过程控制计算机辅助设计/辅助制造(CAD/CAM) 计算机网络1.1.3 微型计算机系统主要技术指标 字长：计算机的字长取8的整数倍数，如8位、16位、32位、64位等速度：计算机的速度指标可用主频及运算速度来评价（G）、（万次/秒）存储系统容量：内存和外存（M）（G）1.2 微型计算机系统的组成计算机的硬件通常包括运算器、存储器、控制器、输入设备及输出设备等五个部分1.2.2 软件系统软件系统是一台计算机中的系统软件、应用软件、程序设计语言和支持软件及各种文档的总称。
单片机原理及应用习题集(含答案)
（B）11100001B
3、十进制 29 的二进制表示为原码（ （A）11100010B （B） 10101111B
4、十进制 0.625 转换成二进制数是（ ）。 （A）0.101 （B） 0.111 （C）0.110 ）。 （C） 07 ）。 （C） 11 ） （D） 1011 （D） 47 （D）0.100
5、二进制数、十进制数、十六进制数各用什么字母尾缀作为标识符?无标识符时表示什么进 制数? 6、试比较 MCS-51，MSP430，EM78，PIC，M6800 及 AVP 等系列单片机的特点。 第二章 MCS-51 单片机的硬件结构与工作原理 2-1 单项选择 1、要 MCS-51 系统中，若晶振频率屡 6MHz，一个机器周期等于( A 1 B 2 C 3 D 0.5 ）： D 存储器 ) μ s
2、以下不是构成的控制器部件（
A 程序计数器、 B 指令寄存器、 C 指令译码器、 3、以下不是构成单片机的部件（ A 微处理器（CPU）、B 存储器 4、下列不是单片机总线是（ A 地址总线 B 控制总线 C 数据总线 ）
C 接口适配器（I＼O 接口电路） D 打印机 ） D 输出总线
5、PSW=18H 时，则当前工作寄存器是（ ） （A）0 组 (B)1 组 （C）2 组 ） （Ｂ）４个ＴＴＬ低电平负载 （Ｄ）１０个ＴＴＬ低电平负载 ) （D）3 组
（A）C （B）F0 （C）OV （D）P 5、下面条指令将 MCS-51 的工作寄存器置成 3 区（ （A）MOV PSW，#13H （B）MOV PSW，#18H （C）SETB PSW.4 CLR PSW.3 (D) SETB PSW.3 CLR PSW.4 6、执行 MOVX A，DPTR 指令时，MCS-51 产生的控制信号是（ （A）/PSEN （B）ALE （C）/RD （D）/WR 7、MOV C，#00H 的寻址方式是（ ） ） ）
PIC单片机原理及应用10
第1章 概述
主讲：许辉 邮箱：xuh@
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1.1 PIC单片机简介
1、 PIC单片机是由Microchip Technology Inc.（美国微
芯科技公司）推出的单片机系列产品。美国微芯科技公
司成立于1989年，是全球领先的单片机和模拟半导体供 应商。 2、 PIC单片机（Peripheral Interface Controller）是一种用来 可开发的去控制外围设备的可编程集成电路（IC）。内
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1.4 PIC单片机特点
4、 CMOS工艺特性
功耗低 电压范围宽 工作温度范围宽：-40～ +125摄氏度
5、 驱动能力强
每个输出引脚可以驱动多达20-25mA的负载 一般端口总驱动能力约60-70mA
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1.4 PIC单片机特点
6、 接口丰富，能实现各种功能
掩模ROM：一个产品周期后降低成本用，适合大批量定型产品，必 须请制造商借助专用设备完成
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I/O口具有20mA的驱动能力 8路、10位的AD转换 I2C，SPI，USART，USB，CAN接口 WDT(看门狗) CCP（脉宽/捕捉/比较） 内置EEPROM 3路定时器 多种中断源 支持休眠的低功耗模式 流式的并行接口 内置LCD控制器 芯片加密 ……
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1.4 PIC单片机特点
1、哈佛双总线结构/改进的哈佛架构 芯片内部的数据总线和指令总线分离 字长采用不同的字节宽度、有效扩展指令 保证2级流水线，绝大部分指令单字节、单周期，提高指令执行速度 改进的哈佛架构具备灵活寻址模式的C 编译器优化指令集架构
2015-PIC单片机原理及应用1
嵌入式系统(embedded system)是计算机硬件和软件的集合体。它包
括一个处理器,涉及对硬件的直接控制,是为了嵌入到对象体系中完成
某种特定的功能而设计的,是嵌入式计算 机系统的简称。 嵌入式系统可以是以微控制器 (单片机)或是以微处理器为主构成的计
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系统集成
1. 复位模块
主复位信号SYSRST 信号
RESET指令：只要何时执行了RESET 指令， 器件都会产生主复位信号SYSRST 信号， 从而将器件置于特殊复位状态
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1. 复位模块
引脚复位（MCLR）：只要MCLR 引脚拉为低 电平，输入脉冲比规定的最小宽度长，当 引 脚被释放产生高电平后，在下一个指令时钟周 期将产生SYSRST 信号并开始复位向量取指。
FLASH Memory型
程序存储器简介
中断向量是中断源的识别标志，可用来形成相应 的中断服务程序的入口地址或存放中断服务程序的 首地址 把所有的中断向量集中起来，按中断类型号从小 到大的顺序存放到存储器的某一区域内，这个存放 中断向量的存储区叫做中断向量表，即中断服务程
序入口地址表
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用于保存用户编写的应用程序代码， 同时还可以用于保存程序执行时用 到的数据
2
PIC单片机原理及应用
第1章 概述
3
1.1 单片机简介
什么是单片机？
单片机（single chip microcontroller）是一种集成在电路芯片，
是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、 定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、 模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一 个小而完善的计算机系统。
PIC详细功能及原理介绍
1PIC 单片机开板详细功能及原理使用说明第1章 PIC单片机开发板简介1.1 产品概述本套开发板为天祥电子工程师综合市场上现有的多种PIC开发板的功能之优点,结合工程师们多年项目经验之需求,特别为PIC单片机爱好者们研制的具有强大功能的PIC单片机学习开发板。
该开发板集常用的单片机外围资源、烧写电路于一身。
配合天祥电子出品的配套视频教程及提供的资料和例程，可以让您在最短的时间内，全面的掌握PIC单片机编程技术。
板子的供电和下程序下载共用一根USB线与电脑连接，使用方便，性能稳定。
最大的特点是配套有郭老师亲自讲解的视频教程，让学习者轻松上手。
该开发板特别适合单片机初学者以及电子爱好者自学使用。
与PIC单片机开发板配套的视频教程全部十三讲，非常详细的讲解软件的使用、程序的编写，整个过程全部用单片机的C语言讲解，全新的讲课风格，跳过复杂的单片机内部结构知识，首先从单片机的应用讲起，一步步深入到内部结构，让学生彻底掌握其实际应用方法。
2第2章 MPLAB IDE集成开发环境第3章 PIC开发板资源介绍3.1 单片机引脚资源及系统时钟选择3.1.1 系统组成本模块主下由以下部分组成：1)40脚芯片插座2)PIC16F57芯片插座3)28脚芯片插座4)20脚芯片插座5)18脚芯片插座6)14脚芯片插座7)8脚芯片插座8)PIC10FXXX芯片插座9)时钟源OSCA（供40/28引脚单片机和PIC16F57单片机使用）10)时钟源OSCB（供18引脚单片机使用）11)时钟源OSCC（供20/14/8脚单片机使用）12)各I/O端口的输出接口3.1.2 芯片引脚资源各芯片的引脚资源详细信息请参考各芯片的数据手册，由于硬件设计原因，在本实验板中有一些引脚需要特别说明：1)PIC10FXXX的第8脚做复位脚和编程电压输入脚，不用于I/O功能（GP3）。
2)8引脚单片机的第4脚做复位脚和编程电压输入脚，不用于I/O功3能（GP3）。
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
PIC单片机基础教程
PIC单片机基础教程PIC 单片机基础教程第一章PIC 系列单片机结构原理目前在全世界，利用单片机设计的嵌入式系统带来的工业年产值已超过几万亿美元。
在美国，但是使用嵌入式电脑的全数字电视产品预计每年将产生超过1500亿美元的于世界市场，我国的占有率好不到1 % 。
这说明单片机应用早我国才刚刚起步，有着广阔的前景。
因此，培养单片机应用人才，特别是在大学和中等专业学校相关专业中普及单片机知识，有着重要现实意义。
1.1单片机概述微型计算机是一种以电子器件为基础，可以介入输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进行算术和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。
微型计算机机油快速运算能力，又有极强的逻辑判断能力和的容量存储功能，是20世纪人类最卓越的发明之一，而单片微型计算机就是将CPU 、RAM、ROM、定时器/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的尖端武器和日常生活中最广泛使用的计算机。
近年来，单片机得到突飞猛进的发展，已经完全深入到了人们的生活和工作的各个方面。
单片机的发展过程和性能的日益完善，实际上是对传统控制技术的一场革命，开创了为控制技术的新天地，现代控制系统的核心内涵就是嵌入式计算机应用系统（MCU），而单片机就是最典型、最广泛和最普及的嵌入式计算机应用系统。
可以毫不夸张地说，在现代化的设备中，单片机无处不在，如电信、家用电器、工业控制、仪器仪表、汽车和玩具等；单片机也比比皆是，如自动调台收音机、VCD、遥控空调、微波炉、智能玩具、人体秤和心电监护仪等。
随着科技的发展，单片机必将在更多的方面发挥作用。
目前，全世界各大公司的单片机品种已经形成多个系列，同一系列的单片机在软件和硬件方面有很大的相同之处。
例如，PIC16F87X 系列单片机有着相同的内核、相同和兼容的指令系统。
各种单片机在其内部所处理的对象都是用二进制数表示的信息，因此在学习单片机原理之前，首先要了解二进制数和二进制编码。
1、1、1 二进制数和编码1 计算机中的二进制数字的表示，有二进制、十进制和十六进制等。
单片机原理及应用PIC
应用软件：是用汇编语言或高级语言为解决某种 实际问题而编写的程序。
程序设计语言：通常分为面向机器的汇编语言和 面向用户的高级语言。
8
1.3 微控制器系统
在计算机的发展历史上，特别是在第一台 小型控制器件形成以后，沿着两条完全不同的 用途、不同的价格、和不同的技术内涵，而被 充实于我们的日常生活中。
➢ 目前，各个单片机生产厂家还是立足于8位单片机的竞 争，因为从其降临以来，一直成为应用最广泛的器件。 2002年美国MICROCHIP和MOTOROLA两家公司，已占据着 世界8位单片机产量最高的前两个芯片制造商。
11
单片机内部结构
一般的单片机的结构可以用图1.2所示的方 块图描述，用三大总线（DB、AB、CB）实现 模块之间的信息传递。
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1.3.1 单片机系统
单片机的发展过程和性能的日益完善，实 际上是对传统控制技术的一场革命，开创了微 控技术的新天地。
现代控制系统的核心内涵就是嵌入式计算 机应用系统（MCU），而单片机就是最典型、 最广泛、最普及的嵌入式计算机应用系统。
10
➢ 单片机的降临，主要也是源于其性能价格比。一般单 片机用于控制的目的，而对于其承担的计算功能却要 求不高，只要能按照一定的程式进行在线检测和即时 控制工作。
34
同时在PIC16F877片内又配置另一种可掉电 保护的数据存储器EEPROM，共有256×8位宽的存 储单元，可以长期存放用户或系统的重要参数： 如时间、配置及数据表格等，是一种非常重要的 硬件资源。
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数据存储器单元功能分配
体（BANK）0 体（BANK）1 体（BANK）2 体（BANK）3
超经典!PIC单片机原理及应用实验(含代码)
《单片机原理及应用》实验指导书适用年级：08 物电信编制人：彭晓珊编制时间：2010.3实验室：嵌入式工程师实训室1《单片机原理及应用》第一次实验实验名：开发环境认识实验主要内容：认识MPLAB 开发软件，熟悉QL200B 实验箱目的要求：熟练掌握MPLAB 开发软件的开发流程，熟悉QL200B 实验箱的组成。
主要仪器：QL200B 实验箱+PC+万用表《单片机原理及应用》第二次实验实验名：跑马灯实验主要内容：进一步认识MPLAB 开发软件，熟悉QL200B 实验箱硬件，熟悉软件延时的设计。
目的要求：实现一个简单的流水灯程序，即轮流点亮 C 口的8 个灯（先点亮RC0，再熄灭RCO 点亮RC1……）。
硬件要求：拨码开关S11 全部置ON，其余全部为OFF。
主要仪器：QL200B 实验箱+PC参考程序如下：#include<p16f877A.inc> ;调用头文件__CONFIG_DEBUG_OFF&_CP_ALL&_WRT_HALF&_CPD_ON&_LVP_OFF&_BODEN_OFF&_PWRTE_ON&_ WDT_OFF&_HS_OSC;**********************用户寄存器定义********************count equ 20h ;移位次数寄存器2del_va1 equ 0ffh ;外层延时参数del_va2 equ 0afh ;内层延时参数org 00h ;程序人口地址;**********************主程序开始***********************mainnop ;ICD 所需要的一条空指令clrf PORTC ;先清楚C 口所有显示banksel TRISC ;选择I/O 口方向寄存器所在的体clrf TRISC ;设置C 口全为输出clrf STATUS ;返回体0movlw .8movwf count ;装载循环次数8（C 口共8 位）bsf STATUS,C ;置进位标志位为1，因循环移位是带进位循环的looprlf PORTC,1 ;C 口左移1 位call delay3call delayCALL delay ;调用三次延时程序（保证亮度，以及流水灯闪烁速度）bcf STATUS,C ;清0 进位标志位（永远只有一只LED 亮）DECFSZ count,1 ;判断是否一轮循环结束goto loop ;否，继续循环移位GOTO main ;是，程序重头开始;***********************延时程序*************************delaymovlw del_va1 ;延时程序外层参数movwf 30hmovlw del_va2 ;延时程序内层参数movwf 31hdecfsz 31h,1goto $-1decfsz 30h,1goto $-4return;********************程序结束****************************end4《单片机原理及应用》第三次实验实验名：LED 显示控制实验主要内容：进一步认识MPLAB 开发软件，熟悉QL200B 实验箱硬件，熟悉静态和动态显示LED 的设计。
1-PIC单片机基础教程课件-第一章
第一章 单片机结构原理
1.1单片机概述 1.2 PIC单片机基本结构及信号引脚 1.3常用存储器 1.4 时钟电路与时序
1.5复位、唤醒与看门狗功能
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.1 单片机概述
微型计算机是一种以电子器件为基础，可以接受 输入信息，并能够对各种输入的数字化信息进行算术 和逻辑运算，最后产生输出的电子设备。 微型计算机既有快速运算能力，又有极强逻辑判 断能力和大容量存储功能，它是20世纪人类最卓越的 科学发明之一。 单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定 时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的 微型计算机。
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.2 PIC单片பைடு நூலகம்基本结构及信号引脚
1.2.1 PIC单片机内部基本结构 2．PIC16F87X系列单片机概述
PIC16F87X系列单片机是一种具有FLASH程序存 储器的8位COMS单片机，品种有28引脚采用双列直 插和表面封装的16F870、16F872、16F873、和 16F876 四种型号及40引脚采用双列直插和表面封装 等3种封装形式的16F871、16F874、16F877。它们 属于PIC单片机系列的中级产品，可以满足不同的 应用要求。
第一章
PIC系列单片机结构原理
1.1 单片机概述
1、二进制转换成十进制 一个十进制数是以 10的位权关系来转化的， 同理一个二进制数是以2的位权关系来转化的。
（1010）2=1×23+0×22+1×21+0×20
=8+0+2+0=（10）10 2、十进制转化成二进制 采取除以2取余数。
2 2 2 2 2 2 6 1 3 6 3 1 ……余 0 （最低位） ……余 1 ……余 0 ……余 1 ……余 1 （最低高） 0 取 值 顺 序
PIC单片机原理及应用10
1.6 PIC单片机命名规则
1、 8位PIC单片机编号包括下列5个部分：
PICXXXXXXX 器件类型 -XX 振荡频率 X 温度 /XX 封装 XXX 存储器编程方式
2、器件类型和代号关系
代号 C LC
类型 CMOS 低功耗CMOS
CR
LCR LV
CMOS ROM
低功耗CMOS ROM 低电压
根据不同的操作，ALU 可能会影响SR 寄存器中的进位标志位（C）、 全零标志位（Z）、负标志位（N）、溢出标志位（OV）和辅助进位标 志位（DC）的值。
在减法操作中，C 和DC 位分别作为借位和辅助借位位。
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2.2.2 DSP 引擎
DSP 引擎由一个高速17 位x 17 位乘法器、一个桶形移位寄存器和一个 40 位加法器/ 减法器（两个目标累加器、舍入逻辑和饱和逻辑）组成。 dsPIC30F 器件采用单周期指令流，可以执行DSP 指令或MCU 指令。许 多硬件资源可以被DSP 和MCU 指令共用。 DSP 引擎的功能如下： 1. 小数或整数DSP 乘法（IF）。 2. 有符号或无符号DSP 乘法（US）。 3. 常规或收敛舍入（RND ）。 4. ACCA 自动饱和使能/ 禁止（SATA ）。 5. ACCB 自动饱和使能/ 禁止（SATB ）。 6. 对于写数据存储器，自动饱和使能/禁止（SATDW ）。 7. 累加器饱和模式选择（ACCSAT ）。
CPU 内核
系统 集成
外设
外设功能是允许器件与外界交换信息。 1. I/O 端口 2. 定时器 3. 输入捕捉模块 4. 输出比较模块 5. 正交编码器接口（QEI） 6. 10 位AD 转换器 7. 12 位AD 转换器 8. UART 模块 9. SPITM 模块 10.I2CTM 模块 11. CAN 模块 12.数据转换器接口（DCI ）模块
PIC单片机原理及应用(第一章)
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1.3 嵌入式微控制器系统
在计算机的发展历史上，特别是在第一台 小型控制器件形成以后，沿着两条完全不同的 用途（运算和控制）、不同的价格、和不同的 技术内涵的计算机，被充实到PU、存储器、输入 /输出和定时/计数器等部件的一台微型计算机。
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2、内存储器
注：存储单元地址及存储单元内容。
15
3、微型计算机硬件系统的组成方式
• 总线结构
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CPU
Address BUS
位数？
Data BUS*
位数？
Control BUS
Memory
I/O Interface
Peripherals
注意：总线的概念将贯穿于全书，一定要将它们的结构组
成、功能、连接方法弄通和掌握。
➢ 存储系统容量 ：内存和外存，以字节（8位二进 制信息）为单位，（KB，MB，GB）。
➢ 具体换算关系： B，KB，MB，GB 12
1.2 微型计算机系统的组成
1.2.1 微型计算机硬件组成 计算机的硬件通常包括运算器、控制器、存储 器、输入设备及输出设备等五个部分。
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1、CPU的结构及工作原理
5
1.1.1 微型计算机的发展历史
从计算机发展的历史看，微型计算机已属于第四 代计算机，而微型计算机的发展又已经历了四代。 微处理器（CPU）的发展表述微型计算机的发展。
代数 时间 处理器位数 第一代 1971 4位和低档8位 第二代 1973 8位 第三代 1978 16位 第四代 1981 32位
PIC第一章PPT1
电子工程与信息科学系事业不可浮，文章不可虚。
诚信不可抛，歪风不可仿。
骄傲不可有，自信不可无。
强者不可惧，弱者不可怠。
朋友不可假，人民不可欺。
钱财不可贪，廉洁不可没。
雄志不可变，原则不可丢。
初始化准备好否？读状态交换数据完否？N N YY微机外设1外设2外设30外设m传送完超时N N 置超时标志Y 结束置正常标志为实现“教适学”，对本课程有任何要求，请“实时提出”，共同努力圆满完成本课程“教与学”的任务!微机是20世纪70年代崛起的一项新技术，它的诞生不亚于蒸气机诞生所产生的第一次工业技术革命。
今天，“计算机”加“信息”已成为一个国家现代化的标志。
国外专家分析认为“中国缺乏的就是能确保打赢现代化战争的尖端智能电子装备”。
微机原理”和“单片机应用技术”是多学科技术结晶的体现。
学习微机原理和单片机应用技术，可为今后掌握各种微处理器的体系结构与系统的组成原理、编程方法和智能系统的集成奠定一个基础，也是今后从事自主创新的基础研究和应用技术研究的基础。
汇编语言程序可实现高级语言程序不能完成的任务，可直接控制计算机底层硬件，机器代码最短，执行速度最快、所需存储容量最小。
它对深入理解计算机体系结构和操作系统的工作原理具有较大的帮助。
1。
随着新技术的采用，导致CPU的功能越来越强大、内部结构和电路越来越复杂，因此面对这“黑匣子”必须对CPU外部引脚的物理功能和电参数要完全理解；同样对CPU外围电路相关的IC外部引脚的物理功能和电参数也必须完全理解。
根据对系统中各“黑匣子”外部引脚所实现的物理功能和对电参数的完全理解，再根据已知系统主时钟的工作频率和所实现任务的要求，采用合理的集成技术。
从编程角度掌握微机系统的硬件资源，因此对CPU需了解内部各寄存器，特别是可编程寄存器的功能和外部引脚的物理功能及各信号间的时序关系（时序关系和系统集成结构、程序编程有关）。
3。
为实现正确编程必须对系统存储器的地址空间进行合理分配，采用正确的寻址方式访问存储器或I/O接口。
PIC18系列单片机原理及实践ppt课件
2018/11/15
大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
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（三）高级模/数转换特性
10位、8通道的模/数（A/D）转换模块： 可利用休眠状态进行转换，以减少系统干扰、提高精度； 模拟比较模块：可编程多路输入/输出技术；
比较器参考电压模块；
可编程的低电压探测模块（PLVD）：支持低电压检测时 产生中断；
1.
2. 3.
12XXX的指令宽度为12位，指令系统为33条；
16XXX系列的指令宽度为14位，指令系统为35条； 18XXX系列的指令宽度为16为，指令系统为58条。 这种特点决定了不同系列的产品其指令系统没有很好的 兼容性。
2018/11/15
大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
13
1.4 PIC微控制器的程序ROM
通过两个引脚可进行在线串行编程（ICSP）；
通过2个脚在线调试器。
2018/11/15
大连理工大学 电工电子实验中心 陈育斌
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（五）CMOS芯片工艺性能
低电压，高速度FLASH/EEPROM技术； 全静态设计； 宽范围的工作电压：2.0-5.5V； 工业级和扩展级温度范围； 低功耗： —在5V、4MHz下典型值1.6mA；
PIC18系列单片机原理及实 践
如何学习PIC单片机
在产品的设计中，对于PIC单片机的选型采用的是“因 地制宜”的策略——根据需要合理选择各种系列产品， 这样可以做到产品的最佳“性价比”。这也是PIC单片 机的一种“优势”。如洗衣机、电冰箱或电梯控制系统 等会采用从低到高不同的PIC系列产品。
最大拉/灌电流可达25mA； 3个外部中断引脚； 4个定时器TMR0、TMR1、TMR2、TMR3； 捕捉/比较/脉宽调制（CCP）模块/增强型CCP模块； 两种工作方式的主同步串行通讯（MSSP）：
《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。
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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
PIC单片机原理及应用
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2013-7-11
◆ 匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的 设计上做出了重要的贡献。1946年6月， 他又提出了“程序存储”和“二进制运 算”的思想； ◆ 进一步构建了计算机由运算器、控制 器、存储器、输入设备和输出设备组成 这一计算机的经典结构。
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◄ Up ► Down ◙ Main Retu机 ◆ Intel的8051单片机 ◆ Microchip的PIC单片机
◆ Atmel的AVR单片机
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2013-7-11
1.5 单片机的应用领域
（1）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。
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2013-7-11
（4）数据采集系统 ◆在实时控制系统中，要求数据采集具有 较好的同步性和实时性，若采用单个计 算机顺序采集，存在不能同时采集、实 时性不强等缺点，会造成计算、处理上 的误差而引起分析统计困难。
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2013-7-11
◆ ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有 100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次 加法运算。与现代的计算机相比，有许多不 足，但它的问世开创了计算机科学技术的新 纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大 的影响。
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Address BUS Data BUS* Control BUS
Memory I/O Interface
位数？ 位数？
Peripherals
注意：总线的概念将贯穿于全书，一定要将它们的结构组 成、功能、连接方法弄通和掌握。
1.2.2 软件系统
软件系统是一台计算机中的系统软件、应 用软件、程序设计语言和支持软件及各种文档 的总称。 系统软件：包括操作系统、服务程序、汇 编程序、解释程序和编译程序等。 用于对计 算机自身的管理和控制。 程序设计语言：通常分为面向机器的汇编 语言(低级语言）和面向用户的高级语言。 应用软件：是用汇编语言或高级语言为解 决某种实际问题而编写的程序。
1.3.1 单片机系统
单片机的发展过程和性能的日益完善，实 际上是对传统控制技术的一场革命，开创了微 控技术的新天地。
现代控制系统的核心内涵就是嵌入式计算 机应用系统（ MCU ），而单片机就是最典型、 最广泛、最普及的嵌入式计算机应用系统。
单片机有哪些特点
单片机具备体积小、价格低、性能强、 速度快、用途广、可靠性高、灵活性强等优点， 它与通用的计算机相比，还具有以下一些特点： ．存储器ROM和RAM的相互独立 ．采用面向控制的指令系统 ．输入/输出端口的强大功能
1.1.3 微型计算机系统主要技术指标
字长 ：运算单元一次运算所能处理的二进制数 的位数，计算机的字长取8的整数倍数，如8位、 16位、32位、64位等；
速度 ：计算机的速度指标可用主频及运算
速度来评价。（ MHz,GHz ）、（ MIPS ：百万指令 数/秒）； 存储系统容量 ：内存和外存，以字节（8位二进 制信息）为单位，（KB，MB，GB）。
Pentum 3 233MH
8086 5MH 0.75 MIPS 8080 2MH 0.64 MIPS
Intel 386 33MH 2.9 MIPS
1.1.2
微型计算机的应用
两大类：数值数据处理 非数值数据处理 科学计算； 数据处理； 过程控制； 计算机辅助设计/辅助制造 (CAD/CAM) ； 计算机网络。 计算机的应用领域在广度和深度两方面都 是无止境的。
典型产品 Intel 4004、Intel 8008 Intel 8080、MC 6800 Inte1 8086、MC 68000 Intel 80386、MC 68020
集成度（器件/片） 200el处理器的主频的发展
Intel Pentum 4 2.4GH Intel 486 50MH 41 MIPS Pentum 4 3GH
单片机的主要应用
人有所思，单片机就可为。单片机的应用 必将随着社会的发展和技术的进步，而获得更 广阔应用。 ．电信 ．家用电器 ．工业控制 ．仪器仪表 ．汽车 ．玩具
1.3.2 PIC系列单片机
PIC系列单片机，可以满足用户的各种 需要。从中档产品PIC16F877作为切入点， 提供非常完备、易学易用的MPLAB-ICD集成 开发环境。 特别是对于单片机的新手，仿佛从茫 然迷惑的大海搭上一艘便捷平稳的小船， 感到非常轻松自如。
课程: 单片机原理与接口技术
一. 内容: PIC单片机原理与接口技术 参考教材: PIC单片机原理及应用 李荣正 等编著; 北京航空航天大学 二. 内容: MCS-51单片机原理与接口技术 参考教材: 单片机原理及应用 张毅刚 主编; 高等教育出版社 三. 内容: 单片机C语言 参考教材: PIC单片机原理与接口技术 石广范 主编; 哈尔滨工业大学出版社
1.1.1 微型计算机的发展历史
从计算机发展的历史看，微型计算机已属于第四 代计算机，而微型计算机的发展又已经历了四代。 微处理器（CPU）的发展表述微型计算机的发展。
代数 时间 处理器位数 第一代 1971 4位和低档8位 第二代 1973 第三代 1978 第四代 1981 8位 16位 32位
第1章 微型计算机概论
微型计算机是一种既有快速运算能力， 又有极强逻辑判断能力和大容量存储功能的 电子设备，它是20世纪人类最卓越的科学发 明之一。 本章介绍微型计算机的基础知识，主要 内容有微型计算机的发展历史及应用领域、 计算机硬件、软件系统的基本组成及单片机 的发展过程。
1.1
微型计算机的发展历史及应用
单片机的降临，主要也是源于其性能价格比。 一般单片机用于控制的目的，而对于其承担的 计算功能却要求不高，只要能按照一定的程式 进行在线检测和即时控制工作。 目前，各个单片机生产厂家还是立足于 8 位单 片机的竞争，因为从其降临以来，一直成为应 用 最 广 泛 的 器 件 。 2002 年 美 国 MICROCHIP 和 MOTOROLA 两家公司，已占据着世界 8 位单片机 产量最高的前两个芯片制造商。
一. 内容: PIC单片机原理与接口技术
第1章 微型计算机概论 第2章 PIC单片机的组成 第3章 PIC存储器 第4章 PIC指令系统 第5章 MPLAB集成开发系统 第6章 汇编语言程序设计 第7章 输入/输出端口 第8章 定时器／计数器 第9章 中断系统 第10章 串行通信方式 第11章 A/D转换器
1.3 嵌入式微控制器系统
在计算机的发展历史上，特别是在第一台 小型控制器件形成以后，沿着两条完全不同的 用途（运算和控制）、不同的价格、和不同的 技术内涵的计算机，被充实到我们的日常生活 中。
单片机：在一块芯片上集成了CPU、存储器、输入 /输出和定时/计数器等部件的一台微型计算机。
一般的单片机的结构可以用图所示的方块图描述， 用三大总线（ DB 、 AB 、 CB ）实现模块之间的信 息传递。
具体换算关系： B，KB，MB，GB
1.2 微型计算机系统的组成
1.2.1 微型计算机硬件组成 计算机的硬件通常包括运算器、控制器、存储 器、输入设备及输出设备等五个部分。
1、CPU的结构及工作原理
2、内存储器
注：存储单元地址及存储单元内容。
3、微型计算机硬件系统的组成方式
• 总线结构
CPU
我们今天所说的计算机，是指利用电子技术 实现计算并具有逻辑判断和程序存储功能的设备。
计算机的发展到目前为止共经历了四个时代： 1、从1946年到1959年，称之为“电子管计算机时代”。（第一台） 2、从1960年到1964年，称之为“晶体管计算机时代”。 3、从1965年到1970年，称之为“中小规模集成电路计算机时代”。 4、从1971年到现在，称之为“大规模集成电路计算机时代”。 （微型计算机）