单片机应用系统的开发过程的认识和演示.ppt
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1、 项目单元项目单元1 单片机应用系统的开发过程的认识和演示单片机应用系统的开发过程的认识和演示 1.1训练要求训练要求 P1口是准双向口口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当P1口用作输入口时,必须先对口的锁存器写口用作输入口时,必须先对口的锁存器写“1”,若不先对它写,若不先对它写“1”,读入的数据是不正确的。,读入的数据是不正确的。1.2训练目的训练目的 1通过学习了解当前市场主流单片机型号及种类。熟悉通过学习了解当前市场主流单片机型号及种类。熟悉80C51的结构。的结构。2学习掌握单片机中
2、数的表示,单片机的特点,理解单片机应用系统的基本开发方法和开发学习掌握单片机中数的表示,单片机的特点,理解单片机应用系统的基本开发方法和开发过程。过程。1.3相关知识相关知识 项目学习情境项目学习情境1 MCS-51系列单片机的结构和引脚系列单片机的结构和引脚 1.3.1 单片机的基本知识单片机的基本知识 1单片机概念单片机概念 2单片机的特点单片机的特点 (1)小巧灵活,成本低易于产品化,有优异的性能价格比。)小巧灵活,成本低易于产品化,有优异的性能价格比。(2)集成度高,有很高的可靠性,能在恶劣的环境下工作,单片机把功能部件集成在一块芯)集成度高,有很高的可靠性,能在恶劣的环境下工作,单片
3、机把功能部件集成在一块芯片内部,缩短和减少功能部件之间的连线,提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。片内部,缩短和减少功能部件之间的连线,提高了单片机的可靠性和抗干扰能力。(3)控制功能强,特别是集成了功能接口电路,使用更方便有效,指令面向控制对象,可以)控制功能强,特别是集成了功能接口电路,使用更方便有效,指令面向控制对象,可以直接对功能部件进行操作,易于实现从简单到复杂的各类控制任务。直接对功能部件进行操作,易于实现从简单到复杂的各类控制任务。(4)低功耗,低电压,便于生产便携式产品。)低功耗,低电压,便于生产便携式产品。3 80C51系列概述系列概述 (1)MCS-51系列系列 (2)80C
4、51系列系列 4单片机的内部结构与引脚功能单片机的内部结构与引脚功能 (1)单片机的内部结构)单片机的内部结构总线控制时钟电路串行口全双工1个中断系统5中断源、2优先级并行口4个定时/计数2个CPURAM128BSFR21个ROM/EPROM/FLASH4KB图80C51单片机基本结构P0P1 P2 P3VCCVSSRSTEAALEPSENXTAL2 XTAL1由内部结构框图上可以看出由内部结构框图上可以看出80C51单片机包括以下资源:单片机包括以下资源:一个一个8位的位的CPU,含布尔处理器;,含布尔处理器;一个片内振荡器及时钟电路;一个片内振荡器及时钟电路;总线控制逻辑;总线控制逻辑;4
5、KB的程序存储器(的程序存储器(ROM/EPROM/Flash,可外扩至,可外扩至64KB););128B的数据存储器(的数据存储器(RAM,可再外扩,可再外扩64KB););特殊功能寄存器特殊功能寄存器SFR;4个个8位的并行口;位的并行口;2个个16位的定时位的定时/计数器;计数器;1个全双工的异步串行口;个全双工的异步串行口;5个中断系统,个中断系统,2个外部中断,个外部中断,3个内部中断。个内部中断。(2)80C51单片机的封装和引脚单片机的封装和引脚.总线型总线型DIP40引脚封装引脚封装.非总线型非总线型DIP20封装的引脚(以封装的引脚(以89C2051为例)为例)1234567
6、8910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P0.1P0.0P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P1.1P1.0P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7VccVcc2019181716151413121123456789101P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1/AIN1P1.0/AIN0P3.7RSTP3.0RXDP3.1TXDXTAL2XTAL1XTAL1XTAL2P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1GNDP2.6P2.7P2.5P2.4P
7、2.3P2.2P2.1P2.0VssRST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDPSENALE/PROGEA/VPP 89C2051 80C51/89C51(a)总线型引脚封装(b)非总线型引脚封装 注:类似的还有Philips公司的87LPC64,20引脚8XC748/750/(751),24引脚8X749(752),28引脚8XC754,28引脚图1-2 80C51单片机引脚封装项目学习情境项目学习情境2 单片机中数的表示方法单片机中数的表示方法1.3.2 数制与数制的转换数制与数制的转换 1十进
8、制数、二进制数、十六进制数十进制数、二进制数、十六进制数(1)十进制数()十进制数(Decimal)(2)二进制数()二进制数(Binary)(3)十六进制数)十六进制数 2数制转换数制转换(1)二进制数与十六进制数的转换)二进制数与十六进制数的转换 二进制数转换为十六进制数。采用四位二进制数合成为一位十六进制数的方法,以二进制数转换为十六进制数。采用四位二进制数合成为一位十六进制数的方法,以小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数部分,整数部分从小数点开始,向左每小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数部分,整数部分从小数点开始,向左每4位二位二进制数一组,不足进制数一组,不足4位在数的前面补位在数
9、的前面补0,小数部分从小数点开始,向右每,小数部分从小数点开始,向右每4位二进制数一位二进制数一组,不足组,不足4位在数的后面补位在数的后面补0,然后每组用十六进制数码表示,并按序相连即可。,然后每组用十六进制数码表示,并按序相连即可。例例1-1 把把111010.011110B转换为十六进制数。转换为十六进制数。0011 1010.0111 1000=3A.78H 3 A 7 8 十六进制数转换为二进制数。将十六进制数的每位分别用十六进制数转换为二进制数。将十六进制数的每位分别用4位二进制数码表示,然后位二进制数码表示,然后它们按序连在一起即为对应的二进制数。它们按序连在一起即为对应的二进制
10、数。例例1-2 把把2BD4H和和20.5H转换为二进制数转换为二进制数 2BD4H=0010 1011 1101 0100B 20.5H=0010 0000.0101B (2)二进制数与十进制数的转换)二进制数与十进制数的转换 二进制数转换为十进制数。将二进制数按权展开后求和即得到相应的十进制数。二进制数转换为十进制数。将二进制数按权展开后求和即得到相应的十进制数。例例1-3 把把1001.01 B转换为十进制数。转换为十进制数。1001.01 B=123+022+021+120+02-1+12-2=9.25 十进制数转换为二进制数。十进制数转换为二进制数一般分为两步,整数部分和十进制数转换
11、为二进制数。十进制数转换为二进制数一般分为两步,整数部分和小数部分分别转换成二进制数的整数部分和小数部分。小数部分分别转换成二进制数的整数部分和小数部分。整数部分转换通常采用整数部分转换通常采用“除除2取余法取余法”即用即用2连续去除十进制数,每次把余数拿出,连续去除十进制数,每次把余数拿出,直到商为直到商为0,依次记下每次除的余数,然后按先得到的余数为低位,最后得到的余数为,依次记下每次除的余数,然后按先得到的余数为低位,最后得到的余数为最高位的次序依次排列,就得到转换后的二进制数。最高位的次序依次排列,就得到转换后的二进制数。例例1-4 将十进制数将十进制数47转换成二进制数。转换成二进制
12、数。小数部分转换通常采用小数部分转换通常采用“乘乘2取整法取整法”,即依次用,即依次用2乘小数部分,记下每次乘小数部分,记下每次得到的整数,直到积的小数为得到的整数,直到积的小数为0,最先得到的整数为小数的最高位,最后得到,最先得到的整数为小数的最高位,最后得到的整数为小数的最低位。积的小数有可能连续乘的整数为小数的最低位。积的小数有可能连续乘2达不到达不到0,这时转换出的二,这时转换出的二进制小数为无穷小数,根据精度要求保留适当的有效位数即可。进制小数为无穷小数,根据精度要求保留适当的有效位数即可。例例1-5 将十进制数将十进制数0.8125转换成二进制数。转换成二进制数。(3)十六进制数与
13、十进制数的转换)十六进制数与十进制数的转换 十六进制数转换成十进制数。将十六进制数按权展开后求和即得到十进十六进制数转换成十进制数。将十六进制数按权展开后求和即得到十进制数。制数。例例1-6 将十六进制数将十六进制数3DF2H转换成十进制数。转换成十进制数。3DF2H=3163+3162+15161+2160=15858 3二进制数的运算二进制数的运算 二进制数的运算比较简单,包括算术运算和逻辑运算,这里简要介绍一下算术运算,二进制数的运算比较简单,包括算术运算和逻辑运算,这里简要介绍一下算术运算,逻辑运算将结合单片机的逻辑运算指令在后面的项目中进行介绍。逻辑运算将结合单片机的逻辑运算指令在后
14、面的项目中进行介绍。(1)加法运算。)加法运算。运算规则:运算规则:0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=10(向高位进位)。(向高位进位)。(2)减法运算)减法运算 运算规则:运算规则:00=0,10=1,11=0,01=1,(向高位借,(向高位借1)。)。(3)乘法运算)乘法运算 运算规则:运算规则:00=0,01=10=0,11=1。(4)除法运算)除法运算 除法运算是乘法的逆运算。与十进数类似,从被除数的最高位开始取出除数相同的除法运算是乘法的逆运算。与十进数类似,从被除数的最高位开始取出除数相同的的位数,减去除数,够减商记为的位数,减去除数,够减商记为1,不够减商记为,不够减商记为
15、0,然后将被除数的下一位移到余数,然后将被除数的下一位移到余数上,重复前面的减除数操作,直到被除数的位数都下移为止。上,重复前面的减除数操作,直到被除数的位数都下移为止。4原码、反码、补码原码、反码、补码 (1)原码)原码 符号位用符号位用0表示表示+,用,用1表示,数值位与该数绝对值一样,这种表示机器数的方法表示,数值位与该数绝对值一样,这种表示机器数的方法称为原码表示法。称为原码表示法。正数的原码与原来的数相同,负数的原码符号位为正数的原码与原来的数相同,负数的原码符号位为1,数值位与对应的正数数值位相同。,数值位与对应的正数数值位相同。(2)反码)反码 一个数的反码可以由它的原码求得,正
16、数的反码与正数的原码相同,负数的反码符一个数的反码可以由它的原码求得,正数的反码与正数的原码相同,负数的反码符号位为号位为1,数值位为对应原码的数值位按位取反,数值位为对应原码的数值位按位取反。(3)补码)补码 一个数的补码可由该数的反码求得。正数的补码与正数的反码和原码一致,负数的一个数的补码可由该数的反码求得。正数的补码与正数的反码和原码一致,负数的补码等于该数的反码加补码等于该数的反码加1。58421BCD码码 单片机只能对二进制数进行运算处理,而人类习惯用十进制数,人和单片机交流时单片机只能对二进制数进行运算处理,而人类习惯用十进制数,人和单片机交流时就需要经常进行二进制数和十进制数的
17、转换,既浪费时间,也会影响单片机的运行速就需要经常进行二进制数和十进制数的转换,既浪费时间,也会影响单片机的运行速度和效率,为避免上述情况,计算机和单片机中常用度和效率,为避免上述情况,计算机和单片机中常用BCD码(码(Binary Coded Decimal Code),用二进制数对每位的十进制数编码,数据形式为二进制数,但保留用二进制数对每位的十进制数编码,数据形式为二进制数,但保留了十进制数的权,便于人们识别,了十进制数的权,便于人们识别,BCD码的种类很多,最常用的是码的种类很多,最常用的是8421 BCD码,他码,他用用4为二进制数的十进制数的数码进行编码,为二进制数的十进制数的数码
18、进行编码,8421分别代表每位的权,用分别代表每位的权,用0000B1001B分别代表十进制数的分别代表十进制数的09,表,表1-3为它们的对应关系。为它们的对应关系。表1-3 BCD码与十进制数的对应关系十进制数BCD码十进制数BCD码00000501011000160110200107011130011810004010091001 BCD码在书写时通常加方括号,并加码在书写时通常加方括号,并加BCD作为下标,如:作为下标,如:52D=0101 0010BCD。在我们学习的在我们学习的MCS-51系列单片机中只有系列单片机中只有BCD码的加法运算,因此并书也只介绍码的加法运算,因此并书也只
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- 关 键 词:
- 单片机 应用 系统 开发 过程 认识 演示
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