《微机原理与应用》PPT课件
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(3)数据以二进制码表示；
(4)指令由操作码和地址码组成；
(5)指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器（即程序计数器PC）指 明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，也可按运算结果或 外界条件而改变；
(6)机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运 算器。
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几个概念：
（4）系统总线：指连接计算机内部各功能部件的公共数 据通道，其性能表现为数据传输宽度和工作时钟。
（5）外部设备配置：如显示、网络、通信等设备。
（6）系统软件配置：系统软件,应用软件。
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单片机的主要特点：
（1）受集成度限制，片内存储容量比较小。一般ROM为4/8k字节，最大 64k字节，RAM为128/256字节。
2．开发的特点：
软件和硬件不可分割，即在应用系统的硬件设计时，同时生成软件设 计框图和实现方法；或者考虑到编程的组态、易维护等原因反过来修 改硬件设计。
3．开发手段：
硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行，用示波器、万用 表也可使用逻辑分析仪测试电路。软件调试目前多用KEIL51软件，它 集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计， 界面友好，易学易用，是目前对单片机进行调试最好的软件之一。
4．开发工具：
设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和RAM暂时出借给用
户控制板（控制系统），利用开发系统进行调试，然后把调试好的程
序固化到EPROM中。
（1）把8031芯片和EEPROM拔掉，通过仿真头插上虚拟单片机（开发系
统）。
（2）开发系统的功能有：硬件电路的检查与诊断；用户程序的输入与
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• 微型计算机的主要指标：
（1）字长：指微处理器内部一次可以并行处理的二进制 代码的位数。字长越长精度越高，处理速度越快。
（2）存储容量：指计算机内部能存储二进制代码的多少。 8位二进制（8bit ）代码称为1个字节（1Byte）, 16bit 称为1个字（word）。
（3）指令执行时间：指计算机执行一条指令所需的平均 时间。越短越好，一方面取决于时钟频率，另一方面取 决于指令系统的设计、CPU体系结构。
• 计算机：由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成 的具有计算能力的系统；
• 微型计算机：运算器和控制器(中央处理单元,CPU) 集成在 一个芯片上的计算机；
• 单片机：在一个半导体芯片上集成了运算器、控制器、存储 器、输入/输出接口的计算机。
• 单片机简单、容易学习，在整体掌握MCS-51单片机的开发应 用后，很容易扩展到其它系列的单片机的学习和使用。
修改；程序的运行调试：单步、断点和连续等；程序能固化到EPROM
中等。
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wenku.baidu.com
1.1.3 MCS-51的应用特性
1．温度范围：民品0℃～70℃，工业级为-40 ℃～85℃，而军品级为55℃～125℃。
2．有多种产品型号可供选择：从学习MCS-51系列单片机来讲，初学者 只需以8031为例，然后逐步深入。
3）以CPU为核心，将A/D，D/A，前置电路和显示接口电路等全部进 行嵌入设计后，烧写在一个芯片中，从而使系统简化，实现了真正 的“系统单片机”的应用设计.
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1.2 MCS-51单片机的组成及结构
1.2.1 内部结构框图
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1.2.2 MCS-51单片机的CPU结构
1.运算器： 运算器：算术逻辑运算单元ALU为中心，可完成二进制数的 四则运算 +、-、×、÷、加1、减1、BCD修正和逻辑与、或、 异或、求反、清0、左右循环移位等。这里必须强调在MCS51中位处理有自己专门的累加器“C”和位地址空间。所以它 是一个独立的位处理器。 累加器A：运算前暂存一个操作数，运算后又保存其结果 寄存器B：用于乘法和除法操作，对其它指令只能做一个暂 存器。 状态标志寄存器PSW：存放运算结果的一些特征,对打“*”标 志必须熟记。
（2）可靠性好。芯片本身按工业测控环境设计，抗工业干扰能力强；程 序固化在ROM 中，不易损坏 。
（3）易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件，芯片外部有许多 供阔展用的三个总线和输入输出引脚，很容易构成各种规模的应用系统。
（4）控制功能强。单片机指令系统中均有丰富的条件分支转移指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。逻辑控制能力优于运算能力，称为微控制 器。
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第1章 MCS-51单片机的组成及结构
1.1 微型计算机与单片机
1.1.1 单片机
现代的计算机基本是基于冯·诺依曼计算机的模型和原理发展起来的, 冯·诺依曼计算机具有如下基本特点:
(1)计算机由运算器、控制器、数据（程序）存储器和输入／输出设备四大 部分组成；
(2)采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令一样可以 送到运算器中运算，即由指令组成的程序是可以修改的；
（5）一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件，只放置用户调试好 的应用程序。
（6）性价比好。单片机是一种简单的计算机，成本低，常用在仪器仪表、 工业测控、消费电子、大型系统中部件，是简单系统设计中常使用的一种 机型。
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1.1.2 单片机的开发与开发工具
1．开发的定义：
从提出任务到定型生产、投入使用的过程称为开发。这包括对总体方 案的论证、硬件系统设计与调试、软件系统的编程与调试，最后直到 目标样机的调试成功和现场投入使用等。
微机原理与应用
张鹏辉
2008 .9
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课程简介
• 学时数:48学时 • 学分:3学分 • 总成绩=期末考试(80%)+平时(20%) • 平时成绩=期中+作业+随堂测验+点名+答疑 • 课程特点:
硬件和软件紧密结合,不同于以往的电路,需 要仔细体会 和适应;具有很强的实用性,重视实验 和主动实践;需要大量记忆;必须参阅参考书和认 真独立完成作业.
1）选用增强型如80X52系列的芯片。例如89C52，片内有8K字节的 E2PROM；89C55芯片中有3个16位定时计数器，片内有20K字节的 E2PROM并具有两级程序保密系统。
2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内FlashEEROM，内存储器， 8个中断源，4个优先级，3个定时/计数器，功能更加强大。
(4)指令由操作码和地址码组成；
(5)指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器（即程序计数器PC）指 明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，也可按运算结果或 外界条件而改变；
(6)机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运 算器。
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几个概念：
（4）系统总线：指连接计算机内部各功能部件的公共数 据通道，其性能表现为数据传输宽度和工作时钟。
（5）外部设备配置：如显示、网络、通信等设备。
（6）系统软件配置：系统软件,应用软件。
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单片机的主要特点：
（1）受集成度限制，片内存储容量比较小。一般ROM为4/8k字节，最大 64k字节，RAM为128/256字节。
2．开发的特点：
软件和硬件不可分割，即在应用系统的硬件设计时，同时生成软件设 计框图和实现方法；或者考虑到编程的组态、易维护等原因反过来修 改硬件设计。
3．开发手段：
硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行，用示波器、万用 表也可使用逻辑分析仪测试电路。软件调试目前多用KEIL51软件，它 集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计， 界面友好，易学易用，是目前对单片机进行调试最好的软件之一。
4．开发工具：
设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和RAM暂时出借给用
户控制板（控制系统），利用开发系统进行调试，然后把调试好的程
序固化到EPROM中。
（1）把8031芯片和EEPROM拔掉，通过仿真头插上虚拟单片机（开发系
统）。
（2）开发系统的功能有：硬件电路的检查与诊断；用户程序的输入与
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• 微型计算机的主要指标：
（1）字长：指微处理器内部一次可以并行处理的二进制 代码的位数。字长越长精度越高，处理速度越快。
（2）存储容量：指计算机内部能存储二进制代码的多少。 8位二进制（8bit ）代码称为1个字节（1Byte）, 16bit 称为1个字（word）。
（3）指令执行时间：指计算机执行一条指令所需的平均 时间。越短越好，一方面取决于时钟频率，另一方面取 决于指令系统的设计、CPU体系结构。
• 计算机：由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成 的具有计算能力的系统；
• 微型计算机：运算器和控制器(中央处理单元,CPU) 集成在 一个芯片上的计算机；
• 单片机：在一个半导体芯片上集成了运算器、控制器、存储 器、输入/输出接口的计算机。
• 单片机简单、容易学习，在整体掌握MCS-51单片机的开发应 用后，很容易扩展到其它系列的单片机的学习和使用。
修改；程序的运行调试：单步、断点和连续等；程序能固化到EPROM
中等。
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wenku.baidu.com
1.1.3 MCS-51的应用特性
1．温度范围：民品0℃～70℃，工业级为-40 ℃～85℃，而军品级为55℃～125℃。
2．有多种产品型号可供选择：从学习MCS-51系列单片机来讲，初学者 只需以8031为例，然后逐步深入。
3）以CPU为核心，将A/D，D/A，前置电路和显示接口电路等全部进 行嵌入设计后，烧写在一个芯片中，从而使系统简化，实现了真正 的“系统单片机”的应用设计.
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1.2 MCS-51单片机的组成及结构
1.2.1 内部结构框图
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1.2.2 MCS-51单片机的CPU结构
1.运算器： 运算器：算术逻辑运算单元ALU为中心，可完成二进制数的 四则运算 +、-、×、÷、加1、减1、BCD修正和逻辑与、或、 异或、求反、清0、左右循环移位等。这里必须强调在MCS51中位处理有自己专门的累加器“C”和位地址空间。所以它 是一个独立的位处理器。 累加器A：运算前暂存一个操作数，运算后又保存其结果 寄存器B：用于乘法和除法操作，对其它指令只能做一个暂 存器。 状态标志寄存器PSW：存放运算结果的一些特征,对打“*”标 志必须熟记。
（2）可靠性好。芯片本身按工业测控环境设计，抗工业干扰能力强；程 序固化在ROM 中，不易损坏 。
（3）易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件，芯片外部有许多 供阔展用的三个总线和输入输出引脚，很容易构成各种规模的应用系统。
（4）控制功能强。单片机指令系统中均有丰富的条件分支转移指令、I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。逻辑控制能力优于运算能力，称为微控制 器。
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第1章 MCS-51单片机的组成及结构
1.1 微型计算机与单片机
1.1.1 单片机
现代的计算机基本是基于冯·诺依曼计算机的模型和原理发展起来的, 冯·诺依曼计算机具有如下基本特点:
(1)计算机由运算器、控制器、数据（程序）存储器和输入／输出设备四大 部分组成；
(2)采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令一样可以 送到运算器中运算，即由指令组成的程序是可以修改的；
（5）一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件，只放置用户调试好 的应用程序。
（6）性价比好。单片机是一种简单的计算机，成本低，常用在仪器仪表、 工业测控、消费电子、大型系统中部件，是简单系统设计中常使用的一种 机型。
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1.1.2 单片机的开发与开发工具
1．开发的定义：
从提出任务到定型生产、投入使用的过程称为开发。这包括对总体方 案的论证、硬件系统设计与调试、软件系统的编程与调试，最后直到 目标样机的调试成功和现场投入使用等。
微机原理与应用
张鹏辉
2008 .9
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课程简介
• 学时数:48学时 • 学分:3学分 • 总成绩=期末考试(80%)+平时(20%) • 平时成绩=期中+作业+随堂测验+点名+答疑 • 课程特点:
硬件和软件紧密结合,不同于以往的电路,需 要仔细体会 和适应;具有很强的实用性,重视实验 和主动实践;需要大量记忆;必须参阅参考书和认 真独立完成作业.
1）选用增强型如80X52系列的芯片。例如89C52，片内有8K字节的 E2PROM；89C55芯片中有3个16位定时计数器，片内有20K字节的 E2PROM并具有两级程序保密系统。
2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内FlashEEROM，内存储器， 8个中断源，4个优先级，3个定时/计数器，功能更加强大。