单片机原理与应用 第1章 单片机概述
第1章单片机概述
第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。
单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。
这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。
8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。
1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。
8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。
经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。
单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
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。
单片机原理及应用(第3版)参考答案
单片机原理及应用（第3版）参考答案《单片机原理及应用(第3版)》习题参考答案姜志海黄玉清刘连鑫编著电子工业出版社目录第1章概述 ............................................................. 2 第2章 MCS,51系列单片机硬件结构 . (5)第3章 MCS,51系列单片机指令系统 .......................................10 第4章 MCS,51系列单片机汇编语言程序设计 ............................... 13 第5章 MCS,51系列单片机硬件资源的应用 ................................. 18 第6章 MCS,51系列单片机并行扩展接口技术 ............................... 23 第7章 MCS,51系列单片机串行总线扩展技术 ............................... 28 第8章单片机应用系统设计 . (30)第1章概述1(简述微型计算机的结构及各部分的作用微型计算机在硬件上由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。
运算器是计算机处理信息的主要部分;控制器控制计算机各部件自动地、协调一致地工作;存储器是存放数据与程序的部件;输入设备用来输入数据与程序;输出设备将计算机的处理结果用数字、图形等形式表示出来。
通常把运算器、控制器、存储器这三部分称为计算机的主机，而输入、输出设备则称为计算机的外部设备(简称外设)。
由于运算器、控制器是计算机处理信息的关键部件，所以常将它们合称为中央处理单元CPU(Central Process Unit)。
2(微处理器、微型计算机、微型计算机系统有什么联系与区别,微处理器是利用微电子技术将计算机的核心部件(运算器和控制器)集中做在一块集成电路上的一个独立芯片。
单片机原理与应用（盛珣华）习题和思考题答案
单⽚机原理与应⽤（盛珣华）习题和思考题答案习题和思考题答案第⼀章单⽚机概述1. 第⼀台电⼦数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构，计算机由哪⼏部分组成？运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来，经历了哪四代的变化？经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
4. 微型计算机有哪些应⽤形式？系统机、单板机、单⽚机。
5. 什么叫单⽚机？其主要特点有哪些？单⽚机就是在⼀⽚半导体硅⽚上，集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、并⾏I／O、串⾏I／O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的⽤于测控领域的微型计算机，简称单⽚机。
单⽚机技术易于掌握和普及、功能齐全，应⽤⼴泛、发展迅速，前景⼴阔、嵌⼊容易，可靠性⾼。
6. 举例说明单⽚机的应⽤？略7. 当前单⽚机的主要产品有哪些？各⾃有何特点？MCS是Intel公司⽣产的单⽚机的系列符号，MCS-51系列单⽚机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的，是最早进⼊我国，并在我国应⽤最为⼴泛的单⽚机机型之⼀，也是单⽚机应⽤的主流品种。
其它型号的单⽚机：PIC单⽚机、TI公司单⽚机、A VR系列单⽚机。
8. 简述单⽚机应⽤系统的开发过程。
（1）根据应⽤系统的要求进⾏总体设计总体设计的⽬标是明确任务、需求分析和拟定设计⽅案，确定软硬件各⾃完成的任务等。
总体设计对应⽤系统是否能顺利完成起着重要的作⽤。
（2）硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板（即⽬标系统），制作前可先⽤仿真软件（如Proteus软件）进⾏仿真，仿真通过后再⽤硬件实现并进⾏功能检测。
（3）软件设计软件编程并调试，⽬前⼀般⽤keil软件进⾏设计调试。
调试成功后将程序写⼊⽬标单⽚机芯⽚中。
（4）综合调试进⾏硬软件综合调试，检测应⽤系统是否达到设计的功能。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程解释单片机的概念，它是如何定义的。
介绍单片机的发展历程，从最初的4位、8位到现在的32位、64位。
1.2 单片机的特点与分类阐述单片机的主要特点，如集成度高、体积小、成本低等。
分类介绍单片机的类型，如51系列、AVR系列、PIC系列等。
1.3 单片机的应用领域列举单片机在各个领域的应用实例，如家电、工业控制、医疗设备等。
第二章：单片机的基本组成与工作原理2.1 单片机的硬件组成介绍单片机的主要硬件组成部分，如CPU、存储器、定时器/计数器、并行/串行接口等。
2.2 单片机的软件组成讲解单片机的软件系统，包括固件、编程语言、编译器等。
2.3 单片机的工作原理详细解释单片机的工作流程，包括启动、执行程序、中断处理等。
第三章：单片机的编程基础3.1 单片机的编程语言介绍单片机编程的主要语言，如C语言、汇编语言等。
3.2 单片机的编程环境与工具讲解单片机编程所需的环境与工具，如Keil、MPLAB等。
3.3 单片机的编程实例通过具体的编程实例，讲解如何编写、调试单片机程序。
第四章：单片机的接口技术4.1 并行接口技术介绍单片机的并行接口，如I/O口、数据总线、地址总线等。
4.2 串行接口技术讲解单片机的串行接口，如UART、SPI、I2C等。
4.3 单片机与其他设备的接口技术阐述单片机与显示屏、传感器、电机等设备的接口技术。
第五章：单片机的应用案例5.1 温度控制器的设计与实现通过具体案例，讲解如何使用单片机设计温度控制器。
5.2 智能家居系统的设计与实现讲解如何使用单片机设计智能家居系统，包括灯光控制、安防监控等。
5.3 控制系统的设计与实现介绍如何使用单片机控制的运动、感知等功能。
第六章：单片机的电源管理6.1 单片机电源需求与供电方式讨论单片机的电源需求，包括电压和电流规格。
介绍单片机的供电方式，如直流供电、电池供电等。
6.2 电源管理电路设计说明如何设计单片机的电源管理电路，包括稳压器、电压监测、电源去耦等。
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。
单片机应用技术教案
单片机应用技术教案第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程1.2 单片机的主要组成部分1.3 单片机的应用领域1.4 单片机的发展趋势第二章：单片机的基本原理与工作原理2.1 单片机的基本原理2.2 单片机的工作原理2.3 单片机的运行模式2.4 单片机的指令系统第三章：单片机的编程语言与开发工具3.1 单片机的编程语言3.2 常用的单片机编程软件3.3 编程环境的搭建与使用3.4 编程实例与技巧第四章：单片机的接口技术与外围电路设计4.1 单片机的接口技术4.2 单片机与外部设备的数据传输4.3 外围电路的设计与实现4.4 电路图的绘制与仿真第五章：单片机的应用实例与项目实践5.1 单片机在智能家居中的应用5.2 单片机在工业控制中的应用5.3 单片机在物联网中的应用5.4 单片机项目的实践与案例分析第六章：单片机的编程进阶6.1 寄存器寻址与直接寻址6.2 间接寻址与寄存器间接寻址6.3 位操作指令与位寻址6.4 跳转指令与循环指令的应用第七章：单片机的中断系统与定时器/计数器7.1 单片机的中断系统概述7.2 中断优先级与中断处理程序7.3 定时器/计数器的原理与编程7.4 定时器/计数器的应用实例第八章：单片机的串行通信技术8.1 串行通信的基本概念8.2 单片机的串行通信接口8.3 串行通信协议与编程8.4 串行通信的应用案例第九章：单片机的扩展与接口技术9.1 单片机扩展的必要性9.2 存储器扩展与I/O端口扩展9.3 并行接口与串行接口的设计9.4 扩展电路的测试与优化第十章：单片机的项目设计与实践10.1 项目设计的基本流程10.2 需求分析与系统设计10.3 硬件设计与软件设计10.4 项目实践与调试技巧10.5 项目成果的评价与总结重点和难点解析一、单片机的定义与发展历程重点：单片机的基本概念，单片机的分类与发展趋势。
难点：单片机的发展历程的理解，对未来单片机发展趋势的预测。
《单片机原理与应用设计》总结
单片机原理与应用设计第一章单片机概述在一块半导体硅片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）、和各种I/O接口的集成电路芯片由于其具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机主要应用于测试和控制领域。
单片机的发展历史分为四个阶段。
1974—1976年是单片机初级阶段，1976—1978年是低性能单片机阶段，1978—1983年是高性能单片机阶段，期间各公司的8位单片机迅速发展。
1983至现在是8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。
单片机的发展趋势将向大容量、高性能、外围电路内装化等方面发展。
单片机的发展非常迅速，其中MCS-51系列单片机应用非常广泛，而在众多的MCS-51单片机及其各种增强型、扩展型的兼容机中，AT89C5x系列，尤其是AT89C51单片机成为8位单片机的主流芯片之一。
第二章89C51单片机的硬件结构89C51单片机的功能部件组成如下：8位微处理器，128B数据存储器片外最多可外扩64KB，4KB程序存储器，中断系统包括5个中断源，片内2个16位定时器计数器且具有4种工作方式。
1个全双工串行口，具有四种工作方式。
4个8位并行I/O口及特殊功能寄存器。
89C51单片机的引脚分为电源及时钟引脚、控制引脚及I/O口。
电源为5V 供电，P0口为8位漏极开路双向I/O口，字节地址80H，位地址80H—87H。
可作为地址/数据复用口，用作与外部存储器的连接，输出低8位地址和输出/输入8位数据，也可作为通用I/O口，需外接上拉电阻。
P1、P2、P3为8位准双向I/O 口，具有内部上拉，字节地址分别为90H，A0H，B0H。
其中P0、P2口可作为系统的地址总线和数据总线口，P2口作为地址输出线使用时可输出外部存储器的的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址线。
P1是供用户使用的普通I/O口，P3口是双向功能端口，第二功能很重要。
《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
单片机原理及应用第二版课后习题答案
单片机原理及应用（第二版）（参考答案）第1章单片机概述参考答案1.1 答：微控制器，嵌入式控制器1.2 答：CPU、存储器、I/O口、总线1.3 答：C1.4 答：B1.5 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。
嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。
目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。
嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。
与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。
而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。
为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。
1.6 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。
它们的差别是在片内程序存储器上。
8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。
1.7 答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。
1.8 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。
1.9 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。
单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。
DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述一、教学目标：1. 了解单片机的定义、发展历程和分类。
2. 掌握单片机的主要性能指标和应用领域。
3. 熟悉单片机的结构组成和基本工作原理。
二、教学内容：1. 单片机的定义和发展历程。
2. 单片机的分类及特点。
3. 单片机的主要性能指标。
4. 单片机的应用领域。
5. 单片机的结构组成和基本工作原理。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的定义、发展历程、分类、性能指标和应用领域。
2. 演示法：展示单片机的实物图片和结构组成图。
四、教学准备：1. 教学PPT。
2. 单片机实物图片和结构组成图。
五、教学过程：1. 导入：引导学生思考什么是单片机，为什么要学习单片机。
2. 讲解：详细讲解单片机的定义、发展历程、分类、性能指标和应用领域。
3. 演示：展示单片机的实物图片和结构组成图，让学生更直观地了解单片机。
4. 互动：提问学生，了解他们对单片机的认识，解答他们的疑问。
5. 总结：概括本节课的重点内容，布置课后作业。
第二章：单片机编程基础一、教学目标：1. 掌握单片机的编程语言和编程环境。
2. 熟悉单片机的指令系统及其功能。
3. 学会使用单片机编程软件进行程序编写和烧录。
二、教学内容：1. 单片机的编程语言。
2. 单片机的编程环境。
3. 单片机的指令系统及其功能。
4. 单片机编程软件的使用方法。
三、教学方法：1. 讲授法：讲解单片机的编程语言、编程环境和指令系统。
2. 演示法：展示单片机编程软件的使用方法。
3. 实践法：让学生动手编写简单的单片机程序并进行烧录。
四、教学准备：1. 教学PPT。
2. 单片机编程软件。
3. 编程实例及烧录设备。
五、教学过程：1. 导入：回顾上节课的内容，引导学生进入本节课的学习。
2. 讲解：详细讲解单片机的编程语言、编程环境和指令系统。
3. 演示：展示单片机编程软件的使用方法，并进行编程实例演示。
4. 实践：让学生动手编写简单的单片机程序并进行烧录，体会编程过程。
单片机原理及应用(C语言版)习题答案(主编周国运)
单片机原理及应用（C语言版）习题答案（主编周国运）单片机原理及应用（c语言版）习题答案第1章单片机概述2．单片机存有哪些特点？答:（1）单片机的存储器rom和ram是严格区分的。
rom称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。
ram则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。
（2）使用面向掌控的指令系统。
（3）单片机的i/o引脚通常是多功能的。
（4）单片机的外部扩展能力强。
（5）单片机体积小，成本低，运用有效率，不易产品化。
（6）面向控制，能有针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。
（7）抗干扰能力弱，适用于温度范围阔。
（8）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。
3．单片机的应用领域存有哪些？答:（1）工业控制。
单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。
如数控机床、自动生产线控制、电机控制、测控系统等。
（2）仪器仪表。
如智能仪表、医疗器械、数字示波器等。
（3）计算机外部设备与智能USB。
例如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。
（4）商用产品。
如自动售货机、电子收款机、电子秤等。
（5）家用电器。
例如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。
（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。
（10）智能楼宇设备。
（11）交通控制设备。
4．常用的单片机存有哪些类型？答:1．avr单片机；2．motorola单片机；3．microchip单片机；4．scenix单片机；5．epson单片机；7．gms90单片机；8．华邦单片机9．zilog单片机；10．ns单片机；11．ax1001单片机第2章mcs-51单片机结构与原理1．mcs-51单片机内部涵盖哪些主要逻辑功能部件？请问:（1）1个8位的微处理器cpu。
（2）8kb的片内程序存储器flashrom（51子系列的flashrom为4kb），用于烧录运行的程序、常数数据。
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
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。
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知识。
0.2
单片机课程设计： 课程目标与毕业要求
专业认证OBE理念： 课程教学环节应支撑 毕业要求指标点
熟练掌握MCS-51系列单片机开发环境，熟练使用JD51单片机
A
开发平台，并在开发平台上进行自主扩展设计，锻炼分析问题的 能力；
2.1 明确设计需求，确定设计目标、实际限制条件，确定设计性
B
能指标。 通过对实际复杂工程问题进行需求分析，设计满足性能指标的系统， 并通过功能和性能测试，能持续改进方案，方案设计具有创新意识， 并综合考虑社会、健康、法律、文化以及环境等因素； 3.3 对设计系统进行功能和性能测试，进行必要的方案改进。
作业：
在自己的PC或笔记本中安装KEIL 上网搜索：51单片机、51单片机资料、51单片机 视频、51单片机开发板等。 完成综述性报告：单片机的应用现状综述
05
2X16
2X16 2X16
4X8
4X8 4X8
1
1 1
5
5 5
注：1）8031/51、8751为HMOS工艺，80C31/51、87C51为CHMOS工艺。 2）8751/87C51片内为4KB EPROM;8051/80C51片内为4KB 掩膜ROM。
型号
片内 寄存 系列芯片主 内部单片机主要技术指标 定时器/ A/D I/O 高速输 -MCS-96 串行 PWM 速度 寻址 ROM/ 器 RAM 计时器 通道引脚 入/输出 口 MHz 空间 EPROM 232 0 2 8 48 HSIO 1 1 12,16 64K
第三阶段（1988年～）：8位单片机巩固、完善及16位 单片机推出阶段。以MCS-96系列为代表。8098/8096、 80C198/80C196，32位单片机 80960
02
A
单片机的发展趋势
CPU的改进：采用双CPU结构，以提高处理能力； 增加数据总线宽度；采用流水线结构。 存储器的发展：加大存储容量；片内EPROM开 始FLASH化；程序保密化。 片内I/O的改进：增加并行口的驱动能力；增加 I/O口的逻辑控制功能；通信及网络功能加强。
注：80C196 片内无ROM 83C196 片内有8KB ROM 87C196 片内有8KB EPROM
05
单片机主要技术指标-8051单片机的主要功
• 单片机开发系统有单片单板机和仿真器。实现单片机应 用系统的硬、软件开发。
06
单片机实验平台简介
单片机实验箱
JD51单片机实验板
JD51单片机实验板
单片机原理与应用
第一章 单片机概述
电子信息工程学院
0.1
单片机基础： 课程目标与毕业要求
专业认证OBE理念： 课程教学环节应支撑 毕业要求指标点
掌握MCS-51系列单片机原理、结构、指令系统接口技术等，能利
A
用单片机完成分析解决实际工程问题，能运用本课程原理在技术限 定条件下评估方案的可行性。 4.2 设计候选方案，考虑技术限制条件，评估方案可行性。 掌握单片机资源的综合应用，培养学生综合运用知识解决实际问题
04 PHILIPS(荷兰菲力浦公司)
ATMEL
Fairchild(美国仙童)公司
Intel(美国英特尔)公司 MCS-51及其增强型系列 单片机的主要生产厂家和机型
Motorola（盖摩托罗拉）公司
与MCS系列兼容的51系列
F8系列和3870系列 6500/1系列 TMS7000系列 NS8070系列
B
C
02
A
单片机的发展趋势
集成更多的外围电路
B
引脚的多功能
C
低功耗和专用型单机发展加快
03
单片片机在工业测控中的应用 单片机在单片机网络与通信技术中的应用 单片机在日常生活及家电中的应用 商业流通领域、汽车电子及航空电子
公司
典型产品系列 8×C552系列89C66X 6801系列和6805系列
04
06
单片机的主要 生产厂家和机 型 单片机实验平 台简介
01
A
单片机的历史及发展概况
单片机是一个集成电路芯片，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/计数器等 功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系 统。 单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称 为微控制器（Microcontroller或MCU）。 单片机可分为专用和通用两类，其中最常用的是MCS-51系 列单片机，8051单片机是MCS-51系列单片机的基本型， SST89E58单片机与8051单片机是兼容的。
型号
8031 8051 8751 80C31 80C51 87C51
-MCS-51系列芯片主 片内 片内 单片机主要技术指标 寻 址 中断源 ROM RAM 范 围 计数器 并行口 串行口
无 128B 2X64KB 2 X16 2X16 2X16 4X8 4X8 4X8 1 1 1 5 5 4KB 128B 2X64KB 4KB 128B 2X64KB 5 无 128B 2X64KB 4KB 128B 2X64KB 4KB 128B 2X64KB
Rockwell（美国洛克威尔）公司 TI(美国德克萨司仪器仪表)公司 NS(美国国家半导体)公司
RCA(美国无线电)公司
NEC（日本电气）公司 HITACHI(日本日立)公司 Microchip Zilog(美国齐洛格)公司
CDP180系列
PD7800系列 HD6301,HD63L05, HD6305 PIC16 5X系列 Z8系列及SUPER8
C
能够设计多种技术方案，并考虑实际工程复杂综合的因素，对方 案进行评估，提高利用单片机解决复杂实际工程问题的能力。 4.2 设计候选方案，考虑技术限制条件，评估方案可行性。
01
目录
CONTENTS
单片机的历 史及发展概 况 单片机的应 用 典型单片机的 主要性能指标
02
单片机的发展 趋势
03 05
JD51型学习板可做的实验
LED 电路，8 只独立LED 发光管，可做 指示或各种闪 烁效果用。
数码管电路，4只共阳一体8 段数码显示管，可实现各 种数据显示，如计数、时钟等。 蜂鸣器电路，可用于设计各种提示音、演奏音乐等。
键盘电路，学习按键控制相关编程。
LCD 显示电路，编程控制LCD 显示。
B
的能力及动手能力，使学生掌握利用单片机开发、研制智能系统的
能力，能运用这些原理和方法进行性能分析和优化设计。 5.2 能够开发、选择与使用恰当的技术、资源和现代工具，进行复杂 工程问题的预测与模拟。
C
锻炼学生的自主学习能力，培养学生主动扩展专业视野，独立思 考和追踪课题研究设计能力的培养。 12.1 具备主动学习的能力，能够运用信息和文献工具，自主学习
05
单片机主要技术指标
字长：8位机、16位机、32位机。 内存容量：容量单位：1K=210=1024， 1M=220 8K、64K、16M、64M。
运算速度：时钟频率、主频、每秒运算次数
6MHz、12MHz、24MHz、100MHz、 300MHz。
内存存取周期：50ns 、70ns、200ns。
B
C
01
A
单片机的历史及发展概况
第一阶段（1974～1978）：初级单片机阶段。以Intel公司 的MCS-48为代表。 第二阶段（1978～1983）：高性能单片机阶段。以MCS51系列为代表。8051单片机是MCS-51系列单片机的基本 型，SST89E58单片机与8051单片机是兼容的。
B
C
05
80C196KB 无
83C196KB 8K
87C196KB 8K
232
232
0
0 0 0
2
2 2 2
8
8 8 8
48
48 48 48
HSIO
HSIO HSIO HSIO
1
1 1 1
1 12,16 64K
1 3 3 12,16 16,20 16,20 64K 64K 64K
8XC196KC 16K 488 8XC196KD 32K 1000
JD51型学习板可做的实验
串口电路，学习编程实现JD51 和PC 或其他符合该通信 协议的电路之间的通信 红外电路，通过选配的红外遥控器，学 习红外解码并可 实现红外遥控JD51 温度模块电路，采用一线式温度传感器实现温度的采集 并可显示在数码管或者LCD 上，通过温度数据处理便可 实现温度控制器功能 除了以上提到的可编程电路本学习板还有一些常用的不 可编程电路，包括电源电路、复位电路、晶振电路等。