单片机原理及其应用课件
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单片机原理及应用.ppt
单片机原理及应用
30
方式1
10位数据异步通讯方式——用于双机通信
单片机原理及应用
31
方式1
单片机原理及应用
方式1
SM0、SM1=01
方式1一帧数据为10位，1个起始位（0），8个数据位， 1个停止位（1），其中起始位和停止位是自动插入 的。先发送或接收最低位。帧格式如下：
方式1波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 SMOD为PCON寄存器的最高位的值（0或1）。
扩展输出口
扩展输入口
数据传输波特率固定为fosc/12 由RXD引脚输入或输出数据（低位在前,高位在后）
由TXD引脚输出同步时钟信号
25
方式0
单片机原理及应用
实例1 利用74LS164扩展并行输出口,并实现发光二极管循环控制功能
26
方式0
74LS164为8位串并转换移位寄存器 能将串行输入数据转为并行输出
T1 溢出率 = fosc /{12×[256 －（TH1）]} 在单片机的应用中，常用的晶振频率为：12MHz和11.0592MHz。所 以，选用的波特率也相对固定。常用的串行口波特率以及各参数的关系 如表所示。
23
串行口初始化
单片机原理及应用
串行口初始化，主要是设置产生波特率的 定时器1、串行口控制和中断控制。具体步 骤如下：
4
单片机原理及应用
同步通讯数据格式——数据以块为单位连续传送。
在发一组数据时，只在开始用若干个同步字符作为双方的号令， 然后连续发送整组数据。 特点——数据是以数据块为单位连续传送的，结构紧凑， 传输效率高，但要求双方有准确的时钟，对硬件要求高。
5
单片机原理及应用
波特率为每秒钟发送二进制数码的位数，即b/S （位/秒）。
《单片机原理及应用》ppt课件
• 可靠性：选用经过稳定测试、质量可靠的 外围设备。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
外围设备配置原则与选型建议
常用外围设备类型
如键盘、显示器、打印机、A/D和D/A转换器等。
选型注意事项
关注设备的性能指标、接口类型、尺寸大小及价格等因素。
典型外围设备配置案例分析
案例一
基于单片机的温度监控系统
外围设备配置
温度传感器、A/D转换器、LCD 显示器等。
典型应用系统设计案例分析
智能家居控制系统
以单片机为核心，实现对家居 环境的监测和控制，如温度、
湿度、光照等。
工业自动化控制系统
通过单片机实现对工业设备的 自动化控制，提高生产效率和 产品质量。
物联网终端设备
将单片机作为物联网终端设备 的核心控制器，实现数据采集 、处理和传输等功能。
医疗电子设备
利用单片机实现医疗电子设备 的智能化和便携化，如血压计
子程序的定义、参数传递、局部 变量与全局变量的使用等。
典型汇编语言程序实例分析
逻辑运算程序
与、或、非等基本逻辑运算的 汇编实现。
控制转移程序
条件转移、无条件转移等控制 转移的汇编实现。
算术运算程序
加法、减法、乘法、除法等基 本算术运算的汇编实现。
数据传送程序
内存与寄存器之间、寄存器与 寄存器之间数据传送的汇编实 现。
如医疗监护仪、便携 式医疗设备等。
作为物联网终端设备 的核心控制器，实现 数据采集、传输和控 制等功能。
常见单片机类型及特点
8051系列
PIC系列
具有高性能、低功耗、易于编程和调试等 特点，广泛应用于工业控制和智能家居等 领域。
具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和 强大的中断处理能力等特点，适用于各种 复杂的应用场景。
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
1 2
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》PPT课件全集
化为机器码。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
触摸屏接口技术
了解触摸屏与单片机的接 口技术，包括硬件连接、 通信协议等。
触摸屏应用
了解触摸屏在嵌入式系统 中的应用，包括人机交互 、智能控制等方面。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
项目背景需求分析及总体方案设计
项目背景
随着智能化技术的不断发展，智 能小车作为智能交通系统的重要 组成部分，具有广泛的应用前景
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
常用伪指令包括数据定义伪 指令、符号定义伪指令、段
定义伪指令等。
指令集是处理器可以识别和执 行的一组机器指令的集合，每 种处理器都有自己独特的指令
集。
顺序、分支和循环程序设计方法
顺序程序设计方法是指程序按照语句 的先后顺序逐条执行，不改变执行顺 序。
循环程序设计方法是指程序中某段代 码重复执行多次，直到满足退出条件 为止，常用的循环结构有for循环、 while循环和do-while循环。
分支程序设计方法是根据条件判断结 果来选择不同的执行路径，常用的分 支结构有if-else结构和switch-case结 构。
子程序设计和参数传递技巧
子程序是一段完成特定功能的程序代码，可以被主程序或其他子程序调用 。
子程序设计需要注意参数传递、返回值处理、局部变量和全局变量的使用 等问题。
参数传递可以通过寄存器、堆栈或内存等方式实现，具体实现方式取决于 处理器架构和编程语言规范。
触摸屏接口技术
了解触摸屏与单片机的接 口技术，包括硬件连接、 通信协议等。
触摸屏应用
了解触摸屏在嵌入式系统 中的应用，包括人机交互 、智能控制等方面。
07
综合项目：智能小车控制系统设计
项目背景需求分析及总体方案设计
项目背景
随着智能化技术的不断发展，智 能小车作为智能交通系统的重要 组成部分，具有广泛的应用前景
I/O接口
单片机与外部设备进行数据传输的通道， 包括并行接口、串行接口等。
指令系统与寻址方式
指令系统
单片机所能执行的全部指令的集合，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传 送指令、控制转移指令等。
寻址方式
单片机在执行指令时确定操作数地址的方式，包括立即寻址、直接寻址、间接寻 址、寄存器寻址等。不同的寻址方式可以实现对不同存储空间的访问，提高单片 机的灵活性和效率。
单片机原理及应用(455页PPT课件)
运算器
数值 增量或减量； 运算 带进位和不带进位的加法、减法及8位的乘、除法运算； 逻辑 逻辑运算AND、OR和XOR； 运算 位操作有位置位、位复位和位取反；
位操作 左移位、右移位；
半字节交换；
数制 转换 BCD码运算修正；
算数逻辑运算单元 ALU
ACC 暂存器2
暂存器`
PSW
ALU
对数据进行算数、逻辑运算
中断 控制
内
部
总线 扩展
中
控制 器
断
并行 可编程 I/O
可编 程 串行 口
外部 中断
控制
P0 P1 P2 P3 （数据/地址）
输入输出端口
RXD TXD
单片机的基本组成
外部 钟源
振荡 器和 时序 电路
外部 事件计 数
两个16位 存储器
的精（4确KB）定时电路（256B）
单片机的CPU结构 02
CPU结构
运算器
CPU由中央控制器和运算器组成
P0.0 - P0.7
P2.0 - P2.7
Vcc Vss
P0口驱动器
P2口驱动器
中央控制器
电源控制
P0口锁存器
P1口锁存器
片内ROM
地址寄存器（16）
B寄存器 中断逻辑
ACC 暂存器2
暂存器1
堆栈
定时器0
定时器1
串行口
PSW
ALU
数据 存储器 （256B）
总线 扩展 控制 器
存储器
并行 可编程 I/O
可编 程 串行 口
P0 P1 P2 P3
存储单片机的程序与 随机数据（哈佛结构）
外部 钟源
外部 事件计 数
《单片机原理与应用》ppt课件
条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。
单片机原理及应用说课ppt课件
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单片机原理及应用说 课ppt课件
目录
• 课程介绍与目标 • 单片机基本原理 • 单片机外部扩展技术 • 单片机接口技术 • 单片机应用系统设计实例分析 • 实验教学内容安排与考核方式 • 课程总结与展望
01 课程介绍与目标
课程背景与意义
信息技术发展迅速， 单片机作为嵌入式系 统核心，应用广泛
适应社会对单片机应 用人才的需求，提高 学生就业竞争力
新能源与节能环保
在新能源和节能环保领域，单片机将应用于太阳能、风能 等可再生能源的转换和控制，以及能源管理和节能控制等 方面。
工业自动化与智能制造
在工业自动化领域，单片机将作为控制器和执行器广泛应 用于各种自动化设备中，提高生产效率和产品质量。
人工智能与机器人
随着人工智能技术的不断发展，单片机将作为机器人的核 心控制单元，实现机器人的感知、决策和执行等功能。
内部结构和工作原理
内部结构
主要包括中央处理器（CPU）、 存储器（ROM、RAM）、I/O接 口、定时器/计数器、中断系统
等。
工作原理
单片机通过执行存储在存储器中 的程序，实现对外部设备的控制 和数据处理。程序由一系列指令 组成，指令在CPU中执行，完成
各种操作。
时序与复位
单片机的时序是指各部件之间协 调工作的时间顺序。复位操作是 将单片机恢复到初始状态，以便
D
简易计算器设计
设计目标
实现基本的数学运算功能，包括加、 减、乘、除等。
设计思路
采用单片机作为核心控制器，通过按 键输入数字和运算符，经过处理后在 显示屏上显示结果。
硬件组成
单片机、按键、显示屏、电阻、电容 等。
软件设计
编写程序实现按键输入识别、数学运 算处理、结果显示等功能。
单片机原理及应用PPT课件
02
单片机基本原理
单片机的硬件结构
01
02
03
04
中央处理器
负责执行指令和控制单片机工 作。
存储器
用于存储程序和数据。
输入/输出接口
实现单片机与外部设备的通信 。
时钟电路
提供单片机工作所需的时钟信 号。
单片机的指令系统
指令集
单片机所能执行的指令集合。
指令格式
指令的编码格式和长度。
寻址方式
确定操作数所在地址的方式。
统上运行。
项目管理工具
IAR Embedded Workbench提供了 项目管理工具，方便用户管理项目文
件和资源。
高效编译器和调试器
IAR Embedded Workbench提供了 高效的编译器和调试器，支持多种单 片机型号。
图形化界面设计工具
IAR Embedded Workbench支持图 形化界面设计，方便用户设计人机交 互界面。
单片机原理及应用
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发环境 • 单片机应用实例 • 单片机发展趋势与展望
01
单片机概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，它集成 了中央处理器、存储器、输入/输出 接口等主要计算机部件，形成一个完 整的微型计算机系统。
特点
单片机具有体积小、功耗低、可靠性 高、价格便宜等特点，广泛应用于各 种智能控制领域。
单片机的应用领域
工业控制
单片机可以用于各种自 动化设备的控制，如智 能仪表、传感器、执行
器等。
智能家居
单片机可以用于智能家 居系统的控制，如智能 照明、智能安防、智能
家电等。
《单片机原理及应》课件
指令的执行过程
中断的基本概念
中断的产生、优先级和向量地址等。
中断处理过程
中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等阶段。
中断服务程序的编写
如何编写中断服务程序以及中断服务程序的入口地址。
03
CHAPTER
单片机开发流程
03
选择合适的单片机
基于应用需求和单片机特点，选择最适合项目的单片机型号。
01
无线通信技术的引入，使得单片机能够实现远程控制和数据传输，提高了应用的灵活性。
单片机可以作为智能家居的核心控制芯片，实现家电的远程控制和智能化管理。
智能家居
通过单片机和物联网技术的结合，可以实现物流过程的实时追踪和监控。
物流追踪
单片机可以应用于农业智能化领域，如智能灌溉、温室控制等，提高农业生产效率。
总结词：应用范围
详细描述：单片机在各个领域都有广泛的应用，如智能家居、工业控制、汽车电子、医疗器械等。通过单片机，可以实现智能化控制和远程监控等功能。
总结词：发展轨迹
详细描述：单片机的发展经历了多个阶段，从最早的4位单片机到8位、16位、32位等更高性能的单片机，其功能和性能不断提升。同时，单片机的开发平台和编程语言也在不断演进，使得开发更加便捷高效。
烧录程序到单片机
使用烧录器将可执行文件烧录到单片机中。
04
CHAPTER
单片机应用实例
05
CHAPTER
单片机发展趋势与展望
嵌入式系统
单片机正逐渐向嵌入式系统发展，通过集成更多的功能和接口，实现更复杂的应用。
低功耗设计
随着节能环保意识的提高，低功耗设计成为单片机的一个重要发展方向。
无线通信技术
明确应用需求
根据项目需求，确定单片机的功能和性能要求。
中断的基本概念
中断的产生、优先级和向量地址等。
中断处理过程
中断请求、中断响应、中断处理和中断返回等阶段。
中断服务程序的编写
如何编写中断服务程序以及中断服务程序的入口地址。
03
CHAPTER
单片机开发流程
03
选择合适的单片机
基于应用需求和单片机特点，选择最适合项目的单片机型号。
01
无线通信技术的引入，使得单片机能够实现远程控制和数据传输，提高了应用的灵活性。
单片机可以作为智能家居的核心控制芯片，实现家电的远程控制和智能化管理。
智能家居
通过单片机和物联网技术的结合，可以实现物流过程的实时追踪和监控。
物流追踪
单片机可以应用于农业智能化领域，如智能灌溉、温室控制等，提高农业生产效率。
总结词：应用范围
详细描述：单片机在各个领域都有广泛的应用，如智能家居、工业控制、汽车电子、医疗器械等。通过单片机，可以实现智能化控制和远程监控等功能。
总结词：发展轨迹
详细描述：单片机的发展经历了多个阶段，从最早的4位单片机到8位、16位、32位等更高性能的单片机，其功能和性能不断提升。同时，单片机的开发平台和编程语言也在不断演进，使得开发更加便捷高效。
烧录程序到单片机
使用烧录器将可执行文件烧录到单片机中。
04
CHAPTER
单片机应用实例
05
CHAPTER
单片机发展趋势与展望
嵌入式系统
单片机正逐渐向嵌入式系统发展，通过集成更多的功能和接口，实现更复杂的应用。
低功耗设计
随着节能环保意识的提高，低功耗设计成为单片机的一个重要发展方向。
无线通信技术
明确应用需求
根据项目需求，确定单片机的功能和性能要求。
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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单片机原理及应用电子课件
•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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单片机原理及应用电子课件
•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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单片机原理及应用电子课件
•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？
单片机原理及应用全套完整课件
显示器接口技术及应用实例
1 2
显示器接口原理
显示器接口是单片机将数据显示到外部设备的常 用方式，通过显存和控制信号实现数据的显示和 刷新。
显示器接口电路
显示器接口电路包括显存、显示控制器、驱动电 路等部分，以实现数据的稳定显示和刷新。
3
显示器接口应用实例
通过实例介绍如何使用单片机实现数据显示和控 制，如LED数码管显示、LCD液晶显示等。
单片机发展历程
早期单片机
早期的单片机功能相对简 单，主要用于控制领域，
如Intel公司的8048、 8051等。
现代单片机
随着技术的发展，现代单 片机功能越来越强大，集 成了更多的外设接口和通 信接口，如ARM公司的
ARM7、ARM9等。
未来单片机发展趋势
未来单片机将更加注重低 功耗、高性能、高集成度 和智能化等方向的发展。
目标
培养学生掌握单片机系统开发的 基本技能，具备独立设计单片机 应用系统的能力。
课件结构与安排
结构
按照由浅入深、循序渐进的原则，分为基础篇、提高篇和应用篇三个部分。
安排
基础篇主要介绍单片机的基本概念和原理；提高篇着重讲解单片机的指令系统 和编程语言；应用篇则通过实例分析，介绍单片机的典型应用和开发流程。
串行扩展技术及应用实例
串行扩展原理
通过串行接口与单片机连接，数据传输速度较慢，但节省单片机资 源。
典型应用
如SPI、I2C等串行总线扩展方式。
实例分析
以某串行扩展应用为例，详细介绍其硬件连接、软件编程及调试方法 。
存储器扩展技术及应用实例
存储器扩展需求
当单片机内部存储器不足时，需要进行外部存储器扩 展。
单片机原理及应用全套完整课 件
单片机原理及应用电子版教材pptx
7
计算机系统组成
01
02
03
硬件系统
包括中央处理器、存储器 、输入输出设备等
2024/1/25
软件系统
包括系统软件、应用软件 等
计算机的工作原理
基于存储程序控制，即程 序和数据一样存放在存储 器中，由中央处理器执行
8
单片机内部结构
中央处理器（CPU）：单 片机的核心部分，负责执 行各种指令
2024/1/25
25
软件程序设计实例分析
主程序设计
中断服务程序设计
实现系统的初始化、任务调度和异常处理 等功能。
根据硬件中断源编写相应的中断服务程序 ，实现实时响应和处理。
功能模块程序设计
调试与测试
针对各个功能模块编写相应的程序，实现 特定的功能需求。
采用仿真器、逻辑分析仪等工具进行程序 调试和硬件测试，确保系统设计的正确性 和可靠性。
30
感谢观看
THANKS
2024/1/25
31
汇编语言指令集
详细讲解单片机常用的汇编语言指令，包括数据 传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
汇编语言编程实例
3
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
2024/1/25
12
C语言编程
2024/1/25
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
Keil C51开发环境搭建
详细讲解Keil C51开发环境的安装、配置和使用方法，包括编辑器、编译器、调试器等 工具的使用。
2024/1/25
基于Keil C51的单片机应用开发
《单片机原理及应用》课件第5章
1. 接口电路 采用MAX232芯片接口的PC机与51单片机串行通信接口 电路如图5.6所示。 MAX232芯片中有两路发送/接收器, 与51 单片机接口时, 只选其中一路即可。 连接时, 应注意其发送与 接收引脚的对应关系, 否则可能造成器件或计算机串口的永久 性损坏。
图 5.6 PC机与51单片机串行通信接口示例电路
图 5.7 PC机发送文件子函数流程
PC机发送文件子函数Sendf( )的程序清单如下: Void sendf(char *fname) { FIlE *fp; char ch; int handle, count, sum=0; if((fp＝fopen(fname, ″r″))==NULL) { printf(″不能打开输入文件!＼n″);
while(rport( )!＝′?′);
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
／*收到联络信号″?″*／
sport(′$′);
ch: ′·′;
sport(ch);
／*发应答信号″·″*／
temp＝rport( );
／*收总字节数*／
count=temp;
rep:
for(; count; count--)
{ch＝rport( );
／*从串口接收一个字符*／
RS-232C主要用于定义计算机系统的一些数据终端设 备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间接口的电气特性。 CRT、 打印机与CPU的通信大都采用RS-232C总线。
1. RS-232C接口的电平转换 RS-232C标准是在TTL电路之前研制的, 它的电平不是 +5 V和地, 而是采用负逻辑, 其逻辑电平为: 逻辑“0”:+3 V～+15 V 逻辑“1”: -3 V～-15 V 因此, RS-232C不能和计算机的TTL电平直接相连, 使用 时必须加上适当的电平转换电路芯片, 否则将使TTL电路烧 坏。
图 5.6 PC机与51单片机串行通信接口示例电路
图 5.7 PC机发送文件子函数流程
PC机发送文件子函数Sendf( )的程序清单如下: Void sendf(char *fname) { FIlE *fp; char ch; int handle, count, sum=0; if((fp＝fopen(fname, ″r″))==NULL) { printf(″不能打开输入文件!＼n″);
while(rport( )!＝′?′);
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
／*收到联络信号″?″*／
sport(′$′);
ch: ′·′;
sport(ch);
／*发应答信号″·″*／
temp＝rport( );
／*收总字节数*／
count=temp;
rep:
for(; count; count--)
{ch＝rport( );
／*从串口接收一个字符*／
RS-232C主要用于定义计算机系统的一些数据终端设 备(DTE)和数据通信设备(DCE)之间接口的电气特性。 CRT、 打印机与CPU的通信大都采用RS-232C总线。
1. RS-232C接口的电平转换 RS-232C标准是在TTL电路之前研制的, 它的电平不是 +5 V和地, 而是采用负逻辑, 其逻辑电平为: 逻辑“0”:+3 V～+15 V 逻辑“1”: -3 V～-15 V 因此, RS-232C不能和计算机的TTL电平直接相连, 使用 时必须加上适当的电平转换电路芯片, 否则将使TTL电路烧 坏。
2024版单片机原理及其应用PPT课件讲义
并行扩展应用实例
分析并行扩展在存储器扩 展、I/O端口扩展等方面的 应用实例，包括电路图、 程序设计及实现方法。
串行扩展技术及应用实例分析
1 2 3
串行通信基础 介绍串行通信的基本概念、通信协议（如UART、 I2C、SPI等）及数据传输方式（异步、同步）。
串行接口芯片
阐述串行接口芯片的工作原理、常见类型（如 MAX232、TL16C550等）及其与单片机的连接 方式。
数据格式和传输速率等。
串行通信优缺点
串行通信具有传输距离远、成本 低等优点，但传输速度相对较慢。
串行接口电路组成和工作原理
串行接口电路组成
串行接口电路主要由发送器、接收器、控制逻辑和电平转换电 路等组成。
工作原理
在发送数据时，发送器将并行数据转换为串行数据，然后通过 传输线发送给接收器；接收器将接收到的串行数据转换为并行 数据，供后续电路处理。控制逻辑负责协调发送器和接收器的 工作，确保数据传输的正确性。
等，定位软件故障。
THANK YOU
感谢聆听
选择合适的单片机型号
根据系统需求选择合适的单片机型号， 考虑处理速度、存储容量、外设接口 等因素。
设计合理的电路结构
简化电路结构，减少元器件数量，降 低系统复杂度和成本。
考虑电磁兼容性
合理布局布线，采取屏蔽、滤波等措 施，提高系统电磁兼容性。
调试技巧
使用示波器、逻辑分析仪等工具进行 信号测试和分析，定位硬件故障。
03
人机交互设备应用实例
分析人机交互设备在单片机系统中的应用实例，包括电路图、程序设计
及实现方法。例如，基于单片机的简易计算器设计，通过键盘输入数据，
显示器显示结果，实现基本计算功能。
单片机原理与应用教学课件(完整版)
03
指令系统与汇编语言程序设计
Chapter
指令格式及寻址方式
指令格式
通常由操作码和操作数组成，操作码指明操作性质 ，如数据传送、算术运算、逻辑运算等；操作数指 定参与操作的数据及数据所在地址。
寻址方式
包括立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址 、相对寻址等。不同的寻址方式适用于不同的场合 ，具有不同的特点和优势。
可移植性
C语言具有良好的跨平台特性，编写的程序可轻松 移植到不同型号的单片机上。
丰富的库函数
C语言提供了丰富的库函数，可大大简化单片机程 序的开发过程。
Keil C51编译器使用教程
01
02
03
04
05
安装Keil C51编 …
创建工程文件
编写源代码
编译与链接
调试与仿真
下载并安装Keil C51编译器 ，配置相关环境变量。
中断概念
中断是指CPU在执行程序的过程中，由 于外部或内部事件（如输入/输出操作、 定时器溢出等）的请求，暂时停止当前 程序的执行，转而去处理该事件，处理 完毕后再返回原程序继续执行的过程。
VS
中断处理过程
中断处理过程包括中断请求、中断响应、 中断服务和中断返回四个阶段。在中断请 求阶段，外部或内部事件向CPU发出中断 请求信号；在中断响应阶段，CPU响应中 断请求，保存现场信息并转入中断服务程 序；在中断服务阶段，CPU执行中断服务 程序，处理中断事件；在中断返回阶段， CPU恢复现场信息并返回原程序继续执行 。
数据传送类指令详解
MOV指令
用于在内部RAM、特殊功能寄存器SFR、累 加器A之间或它们与数据存储器RAM之间进 行数据传送。
MOVC指令
《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。
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
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40只引脚双 列直插封装 （DIP）
44只引脚方形封装方式（4只引脚没用）
40只引脚按功能分为3类： （1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚：/PSEN、/EA 、ALE、RESET（RST）。 （3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的
1．算术逻辑运算单元ALU 进行加、减；与、或、异或；循环移位，求补等
运算。 2．累加器 A
使用最频繁的寄存器，有时也可写为Acc。 A的作用： （1）是ALU单元的输入之一，又是运算结果的存放
单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。
3．程序状态字寄存器PSW
（1）Cy（PSW.7）： A的高位进位标志。 Cy又是位处理机的位累加器。
（2）Ac(PSW.6)： A的辅助进位标志位，又称半 字节进位标志位。当运算结果从A的D3位产生进 位或借位时Ac＝1，否则Ac＝0。常用于BCD码运 算调整。
（3）F0（PSW.5）：标志位 用户软件可使用的一个状态标志位。
（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4组工作寄存器 区选择控制位。
RS1 RS0 00 01 10 11
所选的4组寄存器 0区（内部RAM地址00H～07H） 1区（内部RAM地址08H～0FH） 2区（内部RAM地址10H～17H） 3区（内部RAM地址18H～1FH）
（5）OV（PSW.2）：溢出标志位 指示运算是否产生溢出。OV=C7⊕C6 各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，
(4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱 动4个LS型TTL负载。
要特别注意准双向口与双向三态口的差 别。
准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先 写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮 制器所构成
2.3.1 运算器 对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。
将在第3章介绍。 （6）PSW.1位: 保留位，未用 （7）P(PSW.0)：奇偶标志位
P=1，A中“1”的个数为奇数 P=0，A中“1”的个数为偶数
2.3.2 控制器 控制器任务：识别指令，控制各功能部件，协调
工作。 指令执行过程：
从程序存储器取指令 送指令寄存器保存 指令译码器对指令译码 译码结果送控制逻辑电路、定时控制逻辑电路 产生各种定时与控制信号，使相应部件执行对 应的操作。
MCS-51单片机配置
• 8位CPU； • 振荡器和时钟电路； • 4K／8K字节的程序存储器ROM或EPROM； • 128／256字节的数据存储器RAM； • 可寻址外部程序存储器和数据存储器各64K字节； • 二十多个特殊功能寄存器； • 4个并行I／O口 • 1个全双工串行I／O口； • 2／3个16位定时／计数器； • 5／6个中断源，有2个优先级，同级中断则按优先
2.2.2 控制引脚 提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
(1) RST/VPD(9脚)： 复位与备用电源。 (2) ALE//PROG（30脚）：第一功能ALE为地址锁存
允许。（可驱动8个LS型TTL负载。） /PROG为本引脚的第二功能。为编程脉冲输入
端。
(3) PSEN（29脚）：读外部程序存储器的选通信号。 (可以驱动8个LS型TTL负载。)
顺序查询 • 具有较强功能的位处理(布尔)能力。
介绍图2-1中的各功能部件： 1.CPU（微处理器）：运算器，控制器。含位处理 2.数据存储器（RAM）
片内为128个字节（52子系列的为256个字节） 3.程序存储器（ROM/EPROM）
8031: 无此部件； 8051: 4K字节ROM； 8751: 4K字节EPROM ； 89C51: 4K字节闪存。
4.中断系统 : 5个中断源，2级优先级 5.定时器/计数器
2个16位定时计数器，有四种工作方式 6.串行口
1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。 7. P1口、P2口、P3口、P0口
为4个并行8位I/O口。 8. 特殊功能寄存器（SFR）
共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。
2.2 MCS-51的引脚功能
单片机原理及其应用课件
第1章 概述 第2章 MCS-51单片机硬件结构 第3章 MCS-51寻址方式和指令系统 第4章 MCS-51汇编程序设计 第5章 中断系统 第6章 定时器/计数器及串行口 第7章 存储器扩展 第8章 接口电路扩展 第9章 应用举例
计算机组成
复习
微型计算机结构
复习
CPU组成
复习
微机组成
复习
第2章 MCS-51单片机硬件结构
2.1 MCS-51单片机基本结构 2.2 MCS-51的引脚功能 2.3 MCS-51的CPU 2.4 MCS-51的存储器结构 2.5 并行I／O口结构 2.6 时钟电路与时序 2.7 复位操作与复位电路
2.1 MCS-51单片机基本结构
图2-1 MCS-51单片机基本结构示意图
(4) /EA/VPP (31脚) /EA为内外程序存储器选择控制 端。 /EA=1，访问片内程序存储器。但在PC（程序计数 器）值超过0FFFH（对于8051、8751片内程序存储 器的4K字节地址范围）时，将自动转向执行外部程 序存储器的程序。 /EA=0，单片机只访问外部程序存储器。
VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压（例如+21V或 +12V）。对89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。
外部引脚。
2.2.1 电源及时钟引脚 1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。
2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：接外接晶振引脚。如果采用
外接时钟振荡器时，此引脚应接地。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一端。如果
采用外接时钟振荡器时，此引脚接收时钟。
2.2.3 I/O口引脚 (1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线
（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS 型TTL负载。
(2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负 载。
(3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位） 复用，可驱动4个LS型TTL负载。
44只引脚方形封装方式（4只引脚没用）
40只引脚按功能分为3类： （1）电源及时钟引脚: Vcc、Vss；XTAL1、XTAL2。 （2）控制引脚：/PSEN、/EA 、ALE、RESET（RST）。 （3）I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的
1．算术逻辑运算单元ALU 进行加、减；与、或、异或；循环移位，求补等
运算。 2．累加器 A
使用最频繁的寄存器，有时也可写为Acc。 A的作用： （1）是ALU单元的输入之一，又是运算结果的存放
单元。 （2）数据传送大多都通过累加器A。
3．程序状态字寄存器PSW
（1）Cy（PSW.7）： A的高位进位标志。 Cy又是位处理机的位累加器。
（2）Ac(PSW.6)： A的辅助进位标志位，又称半 字节进位标志位。当运算结果从A的D3位产生进 位或借位时Ac＝1，否则Ac＝0。常用于BCD码运 算调整。
（3）F0（PSW.5）：标志位 用户软件可使用的一个状态标志位。
（4）RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：4组工作寄存器 区选择控制位。
RS1 RS0 00 01 10 11
所选的4组寄存器 0区（内部RAM地址00H～07H） 1区（内部RAM地址08H～0FH） 2区（内部RAM地址10H～17H） 3区（内部RAM地址18H～1FH）
（5）OV（PSW.2）：溢出标志位 指示运算是否产生溢出。OV=C7⊕C6 各种算术运算指令对该位的影响情况较复杂，
(4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱 动4个LS型TTL负载。
要特别注意准双向口与双向三态口的差 别。
准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先 写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮 制器所构成
2.3.1 运算器 对操作数进行算术、逻辑运算和位操作。
将在第3章介绍。 （6）PSW.1位: 保留位，未用 （7）P(PSW.0)：奇偶标志位
P=1，A中“1”的个数为奇数 P=0，A中“1”的个数为偶数
2.3.2 控制器 控制器任务：识别指令，控制各功能部件，协调
工作。 指令执行过程：
从程序存储器取指令 送指令寄存器保存 指令译码器对指令译码 译码结果送控制逻辑电路、定时控制逻辑电路 产生各种定时与控制信号，使相应部件执行对 应的操作。
MCS-51单片机配置
• 8位CPU； • 振荡器和时钟电路； • 4K／8K字节的程序存储器ROM或EPROM； • 128／256字节的数据存储器RAM； • 可寻址外部程序存储器和数据存储器各64K字节； • 二十多个特殊功能寄存器； • 4个并行I／O口 • 1个全双工串行I／O口； • 2／3个16位定时／计数器； • 5／6个中断源，有2个优先级，同级中断则按优先
2.2.2 控制引脚 提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。
(1) RST/VPD(9脚)： 复位与备用电源。 (2) ALE//PROG（30脚）：第一功能ALE为地址锁存
允许。（可驱动8个LS型TTL负载。） /PROG为本引脚的第二功能。为编程脉冲输入
端。
(3) PSEN（29脚）：读外部程序存储器的选通信号。 (可以驱动8个LS型TTL负载。)
顺序查询 • 具有较强功能的位处理(布尔)能力。
介绍图2-1中的各功能部件： 1.CPU（微处理器）：运算器，控制器。含位处理 2.数据存储器（RAM）
片内为128个字节（52子系列的为256个字节） 3.程序存储器（ROM/EPROM）
8031: 无此部件； 8051: 4K字节ROM； 8751: 4K字节EPROM ； 89C51: 4K字节闪存。
4.中断系统 : 5个中断源，2级优先级 5.定时器/计数器
2个16位定时计数器，有四种工作方式 6.串行口
1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式。 7. P1口、P2口、P3口、P0口
为4个并行8位I/O口。 8. 特殊功能寄存器（SFR）
共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区。
2.2 MCS-51的引脚功能
单片机原理及其应用课件
第1章 概述 第2章 MCS-51单片机硬件结构 第3章 MCS-51寻址方式和指令系统 第4章 MCS-51汇编程序设计 第5章 中断系统 第6章 定时器/计数器及串行口 第7章 存储器扩展 第8章 接口电路扩展 第9章 应用举例
计算机组成
复习
微型计算机结构
复习
CPU组成
复习
微机组成
复习
第2章 MCS-51单片机硬件结构
2.1 MCS-51单片机基本结构 2.2 MCS-51的引脚功能 2.3 MCS-51的CPU 2.4 MCS-51的存储器结构 2.5 并行I／O口结构 2.6 时钟电路与时序 2.7 复位操作与复位电路
2.1 MCS-51单片机基本结构
图2-1 MCS-51单片机基本结构示意图
(4) /EA/VPP (31脚) /EA为内外程序存储器选择控制 端。 /EA=1，访问片内程序存储器。但在PC（程序计数 器）值超过0FFFH（对于8051、8751片内程序存储 器的4K字节地址范围）时，将自动转向执行外部程 序存储器的程序。 /EA=0，单片机只访问外部程序存储器。
VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压（例如+21V或 +12V）。对89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。
外部引脚。
2.2.1 电源及时钟引脚 1．电源引脚 （1）Vcc（40脚）：+5V电源； （2）Vss（20脚）：接地。
2．时钟引脚 （1）XTAL1（19脚）：接外接晶振引脚。如果采用
外接时钟振荡器时，此引脚应接地。 （2）XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一端。如果
采用外接时钟振荡器时，此引脚接收时钟。
2.2.3 I/O口引脚 (1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线
（低8位）及数据总线分时复用口，可驱动8个LS 型TTL负载。
(2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负 载。
(3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线（高8位） 复用，可驱动4个LS型TTL负载。