单片机原理与应用技术(第2版)电子课件.ppt

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1、单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.1 1.1 单片机的开展概述单片机的开展概述1.2 1.2 单片机的特点及分类单片机的特点及分类1.3 1.3 单片机的应用领域单片机的应用领域 小结小结第1章 单片机根底知识单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社 单片机单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、器、I/OI/O接口电路等，从而构成了单芯片微型计算接

2、口电路等，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。机，即单片机。 三种应用形态的比较三种应用形态的比较 ：单板机单板机单片机单片机系统机多板机系统机多板机单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.1 1.1 单片机的开展概述单片机的开展概述1.1.1 1.1.1 单片机的开展过程单片机的开展过程单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.1.2 1.1.2 单片机的开展趋势单片机的开展趋势1.1 1.1 单

3、片机的开展概述单片机的开展概述单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社 控制性能和可靠性高控制性能和可靠性高 实时控制功能特别强，其实时控制功能特别强，其CPU可以对可以对I/O端口直端口直接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比较的。另外，由于较的。另外，由于CPU、存储器及、存储器及I/O接口集成接口集成在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性非常高

4、。响，所以单片机的可靠性非常高。1、单片机的特点、单片机的特点1.2 1.2 单片机的特点及分类单片机的特点及分类单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社体积小、价格低、易于产品化体积小、价格低、易于产品化 单片机芯片即是一台完整的微型计算机单片机芯片即是一台完整的微型计算机，对于批量大，对于批量大的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹配选择；同时还可以专门进行芯片设计，使芯片的功能配选择；同时还可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与应用具有良好的对应关系；在单片机产品的引脚封装与应用具有

5、良好的对应关系；在单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少到方面，有的单片机引脚已减少到8个或更少。个或更少。从而使应用系统的从而使应用系统的印制板减小、接插件减少、安装简印制板减小、接插件减少、安装简单方便。单方便。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社 2 2、单片机的分类、单片机的分类1.2 1.2 单片机的特点及分类单片机的特点及分类单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社表表 1-1 1-1 常用常用 8 8 位单片机性 能表位单片机性 能表公司系列片内ROM片内 RAM寻址范

6、围并行口串行口定时器/计数器中断MCS-48IK/4K64/256B4KB38 位/182MCS-514K/8K128/256B64KB48 位URAT2165/68XC51FX8/32K256B64K48 位URAT3167Intel8XC51GB8K256B64K68 位2URAT3161568012K/4K128/256B64K38 位15 位UART316位268051K/4K64B/112B2K/8K28 位14 位/18 位1/4Moto-rola68HC11A8K256B64K22-38位1SCI1SPI16 位 3-IC5-OC， RTI20ZilogZ82K/4K124B64

7、K81 位44 位18 位UART28 位6FairchildF8/64K4K28 位/NECUPD78XX4K/6K128/256B64K68 位UART112位3TITMS70002K/12K128B64K48 位UART1/213位2/6NS80702K/2.5K64B/128B64/128K58 位UART/Philips8XC5528K256B64K68 位UART316位15单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社表表 1 1- -2 2 1 16 6 位位单单片片机机性性能能表表公司ThmsonIntelNSNEC型号682000

8、MCS-96BPC16040783XX片内ROM4KB8KB4KB8KB片内RAM256K232B256B256B中断源158815串行口异/同步异步异步异步A/D无810位无48位PWM输出有有有W atchdog定时器借用通用计数器有有有计数器316216816216高速I/O无HSIO有有DMA无无无8个宏通道单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社 智能仪器仪表智能仪器仪表 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，同时还简化的使用功能和精度，使仪器仪表智

9、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。如表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能各种智能电气测量仪表、智能传感器传感器等。等。1.3 1.3 单片机的应用领域单片机的应用领域单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社实时工业控制实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中

10、，利制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控电机转速控制、温度控制、自动生产线制、温度控制、自动生产线等等 。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社机电一体化产品机电一体化产品机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算

11、机技术于一体，具有智能化特征的各种化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、包装机、点钞机、医疗设备、打印机、 机、复印机机、复印机等。等。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社家用电器家用电器家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高

12、档洗浴设阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。备、高档玩具等。 另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等驶系统、航天测控系统、黑匣子等 。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.3 1.3 计算机运算根底计算机运算根底 1.3.1 数制 1.3.2 有符号二进制数的编码 1.3.3 二进制编码 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版

13、）清华大学出版社1.3.1 1.3.1 数制数制 数制数制是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法。是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法。数制有很多种，在计算机中常用的数制有数制有很多种，在计算机中常用的数制有十进制十进制、二进制二进制和和十六进制十六进制。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1. 1. 十进制十进制 十进制中共使用十进制中共使用0 09 9十个数字符号十个数字符号( (称为数码称为数码) )，数码的个数称为基数。，数码的个数称为基数。十进制的基数为十进制的基数为1010，任何一个十进制数都可用这十个数码的

14、组合来表，任何一个十进制数都可用这十个数码的组合来表示。示。 十进制数一般有以下特点：十进制数一般有以下特点：有有0 09 9十个数字符号，基数为十个数字符号，基数为1010，各位的权为，各位的权为10n(n10n(n为整数为整数) )。运算规那么是加法逢十进一、减法借一为十。运算规那么是加法逢十进一、减法借一为十。用后缀用后缀D(Decimal)D(Decimal)表示十进制数，通常对十进制数可不加后缀。表示十进制数，通常对十进制数可不加后缀。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1. 1. 十进制十进制 任一个数中每一位的值可用该位的数

15、字乘以基数的幂次来表示，基数任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来表示，基数的幂次称为的幂次称为权权。十进制数各位的权是以十进制数各位的权是以1010为底的幂，任何一个十进制数都可用权展开为底的幂，任何一个十进制数都可用权展开式来表示。式来表示。例如：例如：十进制数十进制数1986.1291986.129可如下式展开：可如下式展开： 1986.129=11986.129=110103 3+9+910102 2+8+810101 1+6+610100 0+1+11010-1-1 +2+21010-2-2+9+91010-3-3 上式中上式中10100 0、10101 1、10102

16、2、10103 3分别称为分别称为0 0权位权位、1 1权位权位、2 2权位权位、3 3权位权位。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社2. 2. 二进制二进制 二进制中共使用二进制中共使用0 0、1 1两个数字符号。两个数字符号。 二进制数一般有以下特点：二进制数一般有以下特点：有有0 0、1 1两个数字符号，基数为两个数字符号，基数为2 2，各位的权为，各位的权为2n(n2n(n为整数为整数) )。 运算规那么是加法逢二进一、减法借一为二。运算规那么是加法逢二进一、减法借一为二。 用后缀用后缀B(Binary)B(Binary)表示二进

17、制数。表示二进制数。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社2. 2. 二进制二进制 二进制数各位的权是以二进制数各位的权是以2 2为底的幂，任何一个二进制数都可用权展开式为底的幂，任何一个二进制数都可用权展开式来表示。来表示。例如：例如：二进制数二进制数1011.111011.11可如下式展开：可如下式展开： 1011.11B=11011.11B=12 23 3+0+02 22 2+1+12 21 1+1+12 20 0+1+12 2-1-1+1+12 2-2-2 =11.75=11.75 由上式可知，二进制数由上式可知，二进制数1011.1

18、1B1011.11B相当于十进制数相当于十进制数11.7511.75。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社3. 3. 十六进制十六进制 十六进制中共使用十六进制中共使用0 09 9及及A AF F十六个数字符号，其中十六个数字符号，其中A AF F相当于十进制相当于十进制数的数的10101515。 十六进制数一般有以下特点：十六进制数一般有以下特点：有有0 09 9及及A AF F十六个数字符号，基数为十六个数字符号，基数为1616，各位的权为，各位的权为16n(n16n(n为整数为整数) )。 运算规那么是加法逢十六进一、减法借一为十六

19、。运算规那么是加法逢十六进一、减法借一为十六。 用后缀用后缀H(Hexadecimal)H(Hexadecimal)表示十六进制数。表示十六进制数。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社3. 3. 十六进制十六进制 十六进制数各位的权是以十六进制数各位的权是以1616为底的幂，任何一个十六进制数都可用权为底的幂，任何一个十六进制数都可用权展开式来表示。展开式来表示。例如：例如：十六进制数十六进制数5D6E.45D6E.4可如下式展开：可如下式展开：5D6E.4H=55D6E.4H=516163 3+13+1316162 2+6+616161

20、 1+14+1416160 0+4+41616-1-1 =23918.25=23918.25 由上式可知，十六进制数由上式可知，十六进制数5D6E.45D6E.4相当于十进制数相当于十进制数23918.2523918.25。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社十进制数、二进制数和十六进制数对照表十进制数十进制数二进制数二进制数十六进制数十六进制数十进制数十进制数二进制数二进制数十六进制数十六进制数0 0000000000 08 8100010008 81 1000100011 19 9100110019 92 2001000102 210

21、1010101010A A3 3001100113 3111110111011B B4 4010001004 4121211001100C C5 5010101015 5131311011101D D6 6011001106 6141411101110E E7 7011101117 7151511111111F F单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社4. 4. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换 二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制数采用采用“四位合一位法四位合一位法 十六进制数转换成二进制数十六进制数转换成二进制数采用采用“一

22、位分四位法一位分四位法 二进制数转换成十进制数二进制数转换成十进制数按权展开后相加按权展开后相加 十六进制数转换成十进制数十六进制数转换成十进制数按权展开后相加按权展开后相加 十进制整数转换成二进制整数十进制整数转换成二进制整数采用采用“除以除以2 2取余法取余法十进制整数转换成十六进制整数十进制整数转换成十六进制整数采用采用“除以除以1616取余法取余法十进制小数转换成二进制小数十进制小数转换成二进制小数采用采用“乘乘2 2取整法取整法 十进制小数转换成十六进制小数十进制小数转换成十六进制小数采用采用“乘乘1616取整法取整法 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大

23、学出版社版）清华大学出版社4. 4. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换 【例【例1 1】 将十进制整数将十进制整数100100转换成二进制整数。转换成二进制整数。解：用解：用2 2连续除连续除100100，直至商小于，直至商小于2 2，算式如下：，算式如下： 运算结果：运算结果：100=1100100B100=1100100B。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.3.3 1.3.3 二进制编码二进制编码 在计算机中对在计算机中对数字数字、字母字母和和字符字符用二进制代码进行编码的方法很多，用二进制代码进行编码的方法很多，二进制数的

24、位数越长，所能编码的数字、字母和字符就越多。二进制数的位数越长，所能编码的数字、字母和字符就越多。常用的二进制编码有常用的二进制编码有BCDBCD码码、ASCIIASCII码码等。等。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1. BCD1. BCD码码用二进制编码表示的十进制数称为二用二进制编码表示的十进制数称为二- -十进制数，简称十进制数，简称BCD(Binary BCD(Binary Coded Decimal)Coded Decimal)码。码。 BCDBCD码保存了十进制的权，用四位二进制数给码保存了十进制的权，用四位二进制数给0

25、09 9这这1010个数字编码。个数字编码。BCDBCD码种类较多，如有码种类较多，如有84218421码、码、24212421码和余码和余3 3码等。码等。最常用的是最常用的是 8421BCD8421BCD码码( (以后简称以后简称BCDBCD码码) )，组成它的，组成它的4 4位二进制数码的位二进制数码的权分别是权分别是8 8、4 4、2 2、1 1。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社8421BCD码与十进制数的对应关系表 十进制数十进制数84218421码码十进制数十进制数84218421码码十进制数十进制数84218421码码0

26、 000000000 6 601100110 12 1200010010000100101 100010001 7 701110111 13 1300010011000100112 200100010 8 810001000 14 1400010100000101003 300110011 9 910011001 15 1500010101000101014 401000100 10 100001000000010000 16 1600010110000101105 501010101 11 110001000100010001 17 170001011100010111单片机原理与应用技术（

27、第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1. BCD1. BCD码码BCDBCD码的加减法运算与十进制运算规那么相同，加法为逢十进一、减法码的加减法运算与十进制运算规那么相同，加法为逢十进一、减法为借一为十。为借一为十。 BCDBCD码加法运算的修正原那么：码加法运算的修正原那么： 假设和的低假设和的低4 4位大于位大于9 9或低或低4 4位向高位向高4 4位有进位，那么低位有进位，那么低4 4位加位加6 6；假；假设高设高4 4位大于位大于9 9或高或高4 4位向最高位有进位，那么高位向最高位有进位，那么高4 4位加位加6 6。BCDBCD码减法运算的修正原那么：

28、码减法运算的修正原那么： 假设差的低假设差的低4 4位大于位大于9 9或低或低4 4位向高位向高4 4位有借位，那么低位有借位，那么低4 4位减位减6 6；假；假设高设高4 4位大于位大于9 9或高或高4 4位向最高位有借位，那么高位向最高位有借位，那么高4 4位减位减6 6。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社2. ASCII2. ASCII码码 ASCIIASCII码码(Ameriacan Standard Coded for Information Interchange)(Ameriacan Standard Coded for

29、Information Interchange)是是“美国信息交换标准代码的简称，已成为国际通用的标准编码。美国信息交换标准代码的简称，已成为国际通用的标准编码。 ASCIIASCII码采用码采用7 7位二进制编码，可为位二进制编码，可为128128个字符编码，这个字符编码，这128128个字符分为个字符分为两类。两类。图形字符图形字符包括包括1010个十进制数符、个十进制数符、5252个大小写英文字母和个大小写英文字母和3434个其它个其它字符，共计字符，共计9696个。图形字符具有特定的形状，可以在显示器上显示。个。图形字符具有特定的形状，可以在显示器上显示。控制字符控制字符包括回车、换行

30、、退格等，共包括回车、换行、退格等，共3232个。控制字符没有特定个。控制字符没有特定的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上显示。的形状但有一定的控制作用，不能在显示器上显示。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社ASCIIASCII码字符表码字符表 字 高低 符 位 位0123456700000101001110010111011100000NULDLESP0P、p10001SOHDC1!1AQaq20010STXDC2“2BRbr30011ETXDC3#3CScs40100EOTDC44DTdt50101ENQNAK%5EUeu601

31、10ACKSYN&6FVfv70111BELETB7GWgw81000BSCAN(8HXhx91001HTEM)9IYjyA1010LFSUB*：JZjzB1011VTESC+；KkC1100FFFS，Ll|D1101CRGS-=MmE1110SORS. NnF1111SIUS/?OoDEL单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.4 1.4 微型计算机的结构与原理微型计算机的结构与原理1.4.1 微型计算机的根本结构 1.4.2 微型计算机的工作原理 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社

32、1.4.1 1.4.1 微型计算机的根本结构微型计算机的根本结构 微型计算机由硬件系统和软件系统两大局部组成，一般把二者构成的微型计算机由硬件系统和软件系统两大局部组成，一般把二者构成的系统称为微型计算机系统。系统称为微型计算机系统。 微型计算机的硬件主要是由微型计算机的硬件主要是由CPU(CPU(运算器和控制器运算器和控制器) )、存储器、存储器、I/OI/O接口接口和和I/OI/O设备组成，各组成局部之间通过地址总线设备组成，各组成局部之间通过地址总线AB (Address Bus)AB (Address Bus)、数据总线数据总线DB (Data Bus)DB (Data Bus)、控制

33、总线、控制总线CB (Control Bus)CB (Control Bus)联系在一起。联系在一起。微型计算机的软件包括系统软件和应用软件两大类。软件与硬件相辅微型计算机的软件包括系统软件和应用软件两大类。软件与硬件相辅相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。相成，共同构成微型计算机系统，缺一不可。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社微型计算机的系统结构框图微型计算机的系统结构框图 CPU 运算器 控制器 器 程序存储器 ROM 数据存储器 RAM 输入/输出设备 I/O 接口 DB CB 微型计算机系统采用总线结构形式。总线结构的主要

34、优点：设计简单、灵活性好、易于扩展、便于故障检测和维修。 AB单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社1.4.2 1.4.2 微型计算机的工作原理微型计算机的工作原理 指令指令是对计算机发出的一条条工作命令，命令它执行规定的操作，是对计算机发出的一条条工作命令，命令它执行规定的操作，程程序序是实现既定任务的指令序列。是实现既定任务的指令序列。 把把程序程序和和数据数据送到具有记忆功能的送到具有记忆功能的存储器存储器中保存起来，计算机工作时中保存起来，计算机工作时只要给出程序中第一条指令的地址，只要给出程序中第一条指令的地址，控制器控制器就可依据

35、存储程序中的指就可依据存储程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析指令、执行指令，直到执行完全部令顺序周而复始地取出指令、分析指令、执行指令，直到执行完全部指令为止。指令为止。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社微型计算机执行程序的过程微型计算机执行程序的过程 微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。由于执行每一微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。由于执行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个根本阶段，所以，微机的工作条指令，都包括取指令与执行指令两个根本阶段，所以，微机的工作过程，也就是不断地取指令和执行指令的过程。

36、过程，也就是不断地取指令和执行指令的过程。17+15的加法运算程序如下：的加法运算程序如下： 存储地址存储地址 机器语言程序机器语言程序 汇编语言程序汇编语言程序 注释注释 0000H 74 11 MOV A,#11H;数数11H送入累加送入累加 器器A 0002H 24 0F ADD A,#0FH;数数0FH与累加器与累加器A中的中的11H 相加相加,和送入累加器和送入累加器A 0004H 80 FE SJMP ;暂停暂停单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社执行程序的过程示意图执行程序的过程示意图 ALU O I2 I1 A ID IR

37、PLA DR 0000H 01110100 00010001 00100100 00001111 10000000 11111110 RA 存储器 0006H 0003H 0004H 0005H 0002H 0001H AR AB DB PC 1 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社执行第一条指令的过程一执行第一条指令的过程一 开始执行程序时，必须先给程序计数器开始执行程序时，必须先给程序计数器PCPC赋以第赋以第1 1条指令的首地址条指令的首地址0000H0000H，然，然后就进入第一条指令的取指令阶段。后就进入第一条指令的取指令阶段。取

38、第一条指令的步骤如下：取第一条指令的步骤如下： 把程序计数器把程序计数器PCPC的内容的内容0000H0000H送到地址存放器送到地址存放器ARAR。 程序计数器程序计数器PCPC的内容送入的内容送入ARAR后，后，PCPC自动加自动加1 1，即由，即由0000H0000H变为变为0001H0001H。此。此时时ARAR的内容并没有变化。的内容并没有变化。 把地址存放器把地址存放器ARAR的内容的内容0000H0000H通过地址总线通过地址总线ABAB送至存储器，经地址译码送至存储器，经地址译码器译码，选中存储器相应的器译码，选中存储器相应的0000H0000H单元。单元。 CPU CPU控制

39、器发出读命令。控制器发出读命令。 在读命令控制下，把所选中的在读命令控制下，把所选中的0000H0000H单元中的内容即第单元中的内容即第1 1条指令的操作码条指令的操作码74H74H读到数据总线读到数据总线DBDB上。上。 把读出的内容把读出的内容74H74H经数据总线经数据总线DBDB送到数据存放器送到数据存放器DRDR。 因取出的是指令的操作码，故把数据存放器因取出的是指令的操作码，故把数据存放器DRDR的内容的内容74H74H送到指令存放送到指令存放器器IRIR，然后再送到指令译码器，然后再送到指令译码器IDID。这就完成了第一条指令的取指令阶段，然。这就完成了第一条指令的取指令阶段，

40、然后转入第一条指令的执行阶段。后转入第一条指令的执行阶段。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社执行第一条指令的过程二执行第一条指令的过程二 经过对操作码经过对操作码74H74H译码后，译码后，CPUCPU识别出这个操作码是把下一个存储单元中的操作识别出这个操作码是把下一个存储单元中的操作数送入累加器数送入累加器A A的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须把指令第的双字节指令，所以，执行第一条指令就必须把指令第2 2字节中字节中的操作数取出来。的操作数取出来。取第一条指令操作数的步骤如下：取第一条指令操作数的步骤如下： 把程序计数器把程序

41、计数器PCPC的内容的内容0001H0001H送到地址存放器送到地址存放器ARAR。 程序计数器程序计数器PCPC的内容送到的内容送到ARAR后，后，PCPC自动加自动加1 1，变为，变为0002H0002H。此时。此时ARAR中的内中的内容并没有变化。容并没有变化。 把地址存放器把地址存放器ARAR的内容的内容0001H0001H通过地址总线通过地址总线ABAB送至存储器，经地址译码器送至存储器，经地址译码器译码，选中存储器相应的译码，选中存储器相应的0001H0001H单元。单元。 CPU CPU控制器发出读命令。控制器发出读命令。 在读命令控制下，将选中的在读命令控制下，将选中的0001

42、H0001H单元的内容单元的内容11H11H读到数据总线读到数据总线DBDB上。上。 把读出的内容把读出的内容11H11H经数据总线经数据总线DBDB送到数据存放器送到数据存放器DRDR。 因因CPUCPU这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器A A，故把数据存，故把数据存放器放器DRDR的内容的内容11H11H经内部数据总线送到累加器经内部数据总线送到累加器A A中，于是第一条指令执行完毕，中，于是第一条指令执行完毕，进入第二条指令的取指令阶段。进入第二条指令的取指令阶段。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出

43、版社版）清华大学出版社本章小结本章小结计算机按规模、性能、用途和价格来分类，可分为巨、大、中、小、计算机按规模、性能、用途和价格来分类，可分为巨、大、中、小、微型计算机。计算机技术已开展成通用计算机系统和嵌入式计算机系微型计算机。计算机技术已开展成通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支，嵌入式系统一般可分为工业控制计算机、通用统两大分支，嵌入式系统一般可分为工业控制计算机、通用CPUCPU模块、模块、嵌入式微处理器和嵌入式微控制器四类。单片机是经典的嵌入式系统，嵌入式微处理器和嵌入式微控制器四类。单片机是经典的嵌入式系统，它具有专门为嵌入式应用设计的体系结构与指令系统。它具有专门为嵌入式应用

44、设计的体系结构与指令系统。单片机主要特点：集成度高、控制功能强、可靠性高、低功耗、低电单片机主要特点：集成度高、控制功能强、可靠性高、低功耗、低电压、外部总线丰富、功能扩展性强、体积小、性价比高。单片机按数压、外部总线丰富、功能扩展性强、体积小、性价比高。单片机按数据处理位数可分为据处理位数可分为4 4位机、位机、8 8位机、位机、1616位机和位机和3232位机，按适用范围可分位机，按适用范围可分为通用型和专用型，按并行总线可分为总线型和非总线型。为通用型和专用型，按并行总线可分为总线型和非总线型。单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社本章

45、小结本章小结在计算机中常用的数制有十进制、二进制和十六进制。不同数制之间在计算机中常用的数制有十进制、二进制和十六进制。不同数制之间的转换都有一定的规那么，如二进制数转换成十六进制数采用的转换都有一定的规那么，如二进制数转换成十六进制数采用“四位四位合一位法，十六进制数转换成二进制数采用合一位法，十六进制数转换成二进制数采用“一位分四位法，十一位分四位法，十进制整数转换成二进制整数采用进制整数转换成二进制整数采用“除除2取余法，十进制整数转换成取余法，十进制整数转换成十六进制整数采用十六进制整数采用“除除16取余法，十进制小数转换成二进制小数采取余法，十进制小数转换成二进制小数采用用“乘乘2取

46、整法，十进制小数转换成十六进制小数采用取整法，十进制小数转换成十六进制小数采用“乘乘16取整取整法。法。 BCD码的加减法运算与十进制运算规那么相同，但必须对运算结果进码的加减法运算与十进制运算规那么相同，但必须对运算结果进行修正。行修正。ASCII码是国际通用的标准编码，采用码是国际通用的标准编码，采用7位二进制编码，分位二进制编码，分为图形字符和控制字符两类，共为图形字符和控制字符两类，共128个字符。个字符。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社本章小结本章小结微型计算机由硬件系统和软件系统两大局部组成。硬件主要是由微型计算机由硬件系

47、统和软件系统两大局部组成。硬件主要是由CPU、存储器、存储器、I/O接口和接口和I/O设备组成，采用总线结构形式。软件包括系设备组成，采用总线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序设计语言分为三级，分别是机器语言、统软件和应用软件两大类，程序设计语言分为三级，分别是机器语言、汇编语言和高级语言。汇编语言和高级语言。微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执行每一条指微型计算机执行程序的过程就是逐条执行指令的过程。执行每一条指令，都包括取指令与执行指令两个根本阶段。令，都包括取指令与执行指令两个根本阶段。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社

48、版）清华大学出版社习习 题题1. 十进制、二进制、十六进制数各有什么特点?请举例加以说明。2. 将以下十进制数转换为二进制和十六进制数。 255 127 0.123 0.1415 45.32 1999.083. 将以下二进制和十六进制数转换为十进制数。 1001010B 0.1010111B 1010.11B 1C3H 0.A49H EB.0AH4. 将以下二进制数转换为十六进制数。 1011011B 0.1010101B 1010.0101B 5. 机器数、真值、原码、反码和补码如何表示? 请举例加以说明。6. 以下是有符号数的原码，请写出其反码和补码。 01111011B 10101010

49、B 10000001B 11111111B单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社习习 题题7. 把以下数看成无符号数时，对应的十进制数为多少?假设把它们看成有符号数的补码，对应的十进制数是多少? 10101010B 00110010B 10000001B8. 把以下各数用补码表示，再按补码运算规那么分别求出X+Y补和X-Y补。 X=+46 Y=-78 X=+112 Y=-519. 写出89和157两数的BCD码，并对这两个BCD码进行加法运算。10. 微型计算机系统的硬件和软件包括哪些局部?11. 结合图1-2简述微型计算机执行一条指令的过程

50、。 单片机原理与应用技术（第单片机原理与应用技术（第2 2版）清华大学出版社版）清华大学出版社单片机的内部、外部结构(一)一、单片机的外部结构 拿到一块芯片，想要使用它，首先必须要知道怎样连线，我们用的一块称之为89C51的芯片，下面我们就看一下如何给它连线。 1、 电源：这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源，其中正极接40引脚，负极地接20引脚。 2、 振蒎电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲信号才能正常工作，在单片机内部已集成了振荡器，使用晶体振荡器，接18、19脚。只要买来晶振，电容，连上就可以了，按图1接上即可。 3、 复位引脚：按图1中画法连好，至于复位是何含义及为何需要