第1章-单片机基本知识ppt课件(全).ppt

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1、第第1章章 单片机基本知识单片机基本知识上海电子信息职业技术学院上海电子信息职业技术学院 何永艳主编何永艳主编11.在智能仪表中的应用2.在机电一体化中的应用3.在实时控制系统中的应用4.在人们生活中的应用5.在其他方面的应用1.1 单片机概述单片机概述1.1.1 为什么学习单片机为什么学习单片机单片机的用途单片机的用途2单片机的基本概念单片机的基本概念单片机又称微处理器，它是把中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器、I/O接口、定时器/计数器及其他通信接口等全部集成在一块半导体芯片芯片上，构成一个完整的微型计算机 31.1.3 单片机的发展概况单片机的发展概况 单单片机技片机技术

2、发术发展展过过程可分程可分为为四个主要四个主要阶阶段：段：第一阶段（第一阶段（19711974年）：年）：Intel公司推出的4位微处理器Intel 4004，并配有RAM、OM和移位寄存器，构成了第一台MCS-4微处理器。第二阶段（第二阶段（19741978年）年）1976年，年，Intel公司推出了公司推出了8080单单片机片机。8位位CPU、1K字字节节ROM、64字字节节RAM、27根根I/O线线和和1个个8位定位定时时/计计数器数器。4 第三阶段（第三阶段（19781982年）：高性能年）：高性能单片机阶段。这一阶段以单片机阶段。这一阶段以1980年年Intel公司推公司推出的出的M

3、CS-51系列为代表产品。系列为代表产品。第四阶段（第四阶段（1982年至今）：年至今）：16位单片机位单片机阶段。这一阶段以阶段。这一阶段以1982年年Intel公司推出的公司推出的MCS-96系列为代表产品。系列为代表产品。5根据单片机的位数发展分，单片机的根据单片机的位数发展分，单片机的发展经历了四个阶段发展经历了四个阶段：1）4位单片机位单片机2）8位单片机位单片机3）16位单片机位单片机4）32位单片机位单片机61.1.4 单片机的特点单片机的特点 单片机与通用计算机相比较，主要有以下单片机与通用计算机相比较，主要有以下特点：特点：1.单片机的存储器单片机的存储器ROM和和RAM是严

4、格区分的是严格区分的2.采用面向控制的指令系统。采用面向控制的指令系统。3.单片机的单片机的I/O引脚通常是多功能的引脚通常是多功能的 4.单片机的外部扩展能力强。单片机的外部扩展能力强。5.小巧灵活，成本低，易于产品化，小巧灵活，成本低，易于产品化，6.抗干扰能力强，适用温度范围宽。抗干扰能力强，适用温度范围宽。7单片机的封装单片机的封装40PIN DIP封装的引脚图 44PIN PLCC封装的引脚图 44PIN QFP封装的引脚图图1.1 51系列单片机外形封装8单片机厂商及产品介绍单片机厂商及产品介绍目前世界著名的单片机生产厂家和主要机型如下：Intel（美国英特尔）公司：MCS51系列

5、及其增强型系列Zilog（美国齐洛格）公司：Z8系列及要SUPER8Fairchlid（美国仙童）公司：F8系列和3870系列Motorola（美国摩托罗拉）公司：6801系列和6805系列Rockwell（美国洛克威尔）公司：6500/1系列TI（美国德克萨司仪器仪表）公司：TMS7000系列NS（美国国家半导体）公司：NS8070系列RCA（美国无线电）公司：CDP1800系列National（日本松下）公司：MN6800系列NEC（日本电气）公司：COM87（PD7800）系列HITACH（日本日立）公司：HD6301，HD63L05，HD6305PHILIPS（荷兰菲利浦）公司：8C5

6、52系列华邦公司：W78系列Dallas公司：HSM系列LG公司：GMS系列91.1.7 单片机的选择单片机的选择初学者学习时一般选择初学者学习时一般选择80C51系列单片机，主要有以系列单片机，主要有以下几个原因：下几个原因：目前介绍80C51系列单片机的书籍比较多，这就为初学者学习和查找资料提供了方便。同时，80C51系列单片机的开发工具比较多，在网上可以免费下载，很容易建立学习，开发环境。80C51系列单片机在我国普及的时间比较早，开发和应用的实例比较多，在学习编写程序时有丰富的实例可以参考和借鉴。80C51的核心技术是单片机发展的基础，学会80C51系列单片机之后，再学其他单片机会触类

7、旁通，因为单片机的开发方法是类似的 101.2 单片机与嵌入式系统单片机与嵌入式系统“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。嵌入式系统的定义嵌入式系统的定义11嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式处理器一般具备以下4个特点：实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，有功能很强的存储区保护功能。可扩展的处理器结构，功耗很低，121.2.3 嵌入式系统的种类嵌入式系统的种类1.嵌入式微处理器（Micro Processor Unit，MPU）2.嵌入式微控制器（Micro C

8、ontroller Unit，MCU）3.嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）4.嵌入式片上系统（System On Chip）131.2.4 嵌入式操作系统嵌入式操作系统分为两类：一类是从运行在个人电脑上的操作系统向下移植到嵌入式系统中，形成的嵌入式操作系统，如微软公司的Windows CE及其新版本等。另一类是实用操作系统，如WindRiver公司的VxWorks，ISI的pSOS等，141.3 单片机中数的表示方法单片机中数的表示方法1.3.1 位、字节、字的概念位、字节、字的概念位（Bit）：位（bit）是单片机中最小的数据

9、单位。每一位的状态只能是0或1。字节（Byte）：8个二进制位构成1个“字节（Byte）”，字（Word）：字由若干个字节构成，151.3.2 数制与数制转换数制与数制转换表1.3 常用数制类别十进制（Decimal）二进制（Binary）八进制（Octal）十六进制（Hexadecimal）数码0,1,90,10,1,70,1,9,AF基数102816进位规则逢10进1逢2进1逢8进1逢16进1第i位的权值10i2i8i16i161.不同进制转换成十进制方法：任意进制数转换为十进制数，只需按权展开，相加即可得到。【例1.1】把下列各进制转换成十进制（12.56）101101210051016

10、102（1011.011）2=123+022+121+120+02-1+12-2+12-3=（11.375）10（376.4）8=382+781+680+48-1=364+78+6+0.5=（254.5）10（3AB.11）16=3162+10161+11160+116-1+116-2=（939.0664）10172.十进制数转换为任意进制数方法：整数部分：除基数R倒取余法 小数部分：乘基数R取整法【例1.2】将十进制数（25.638）10 转换为二进制数。（25）10=（11001）2（0.638）10=（0.1010）2从而得到（25.638）10=（11001.1010）2183.二进制

11、数和八进制数、十六进制数间的转换1）2进制数转换为8进制、16进制数方法：以小数点为界，左边整数以小数点左侧起三（四）位为一组，最后不足三（四）位则左补0。小数点右起，以三（四）位为一组，最后不足三（四）位，右补0。【例1.3】求（1101111010.1011）2=（?）8=（?）16二进制 1 101 111 010.101 1 二进制 001 101 111 010.101 100 八进制 1 5 7 2 5 4 所以 （01101111010.1011）2=（1572.54）8 二进制 0011 0111 1010.1011 十六进制 3 7 A .B 所以 （01101111010.

12、1011）2=（37AB）16192）8进制、16进制数转换为2进制数方法：8进制数转换成2进制数：1位变3位 16进制数转换成2进制数：1位变4位【例1.4】（375.46）8=（?）2 （678.A5）16=（?）2 八进制 3 7 5 .4 6 二进制 011 111 101.100 110 所以 （375.46）8=（011111101.100110）2 十六进制 6 7 8 .A 5 二进制 0110 0111 1000.1010 0101 所以 （678.A5）16=（）2201.3.3 原码、反码、补码原码、反码、补码所谓机器数就是已经数码化的带符号数 单片机中对有符号数常采用3

13、种表示方法，即原码、补码和反码。211.原码 最高位为符号位，用0表示正数，用1表示负数；数值部分用二进制数的绝对值表示。如：+57原=（0011 1001）2 -57原=（1011 1001）2 2.反码 正数的反码与原码相同；负数的反码为其原码除符号位外的各位按位取反（0变1，而1变0）。如：+57反=（0011 1001）2 -57反=（1100 0110）23.补码 正数的补码与其原码相同；负数的补码为其绝对值按位求反后在最低位加1，即反码加1。如：+57补=（0011 1001）2 -57补=（1100 0111）2 结论：结论：正数：原码反码补码正数：原码反码补码 负数：原码按位取

14、反则为反码负数：原码按位取反则为反码 ，原码按位取反原码按位取反1为补码为补码221.3.4 常用编码常用编码1.8421 BCD码BCD码是将每一位十进制数用二进制数编码，它保留了十进制的权，数字则用二进制数表示，因而也称为二-十进制数。一般用标识符BCD表示 每位十进制数用4位二进制数来表示，8、4、2、1代表4位二进制数每一位的权。232.ASCII码字母和符号统称为字符，这些字符就是ASCII码。ASCII码采用一个8位二进制数（即一个字节）来表示一个特定的字符。其中低7位作为字符的ASCII码值，最高位用作校验位。b7b6b5 b4b3b2b1 0000010100111001011101110000NULDLESP0P、p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL24