第1讲 单片机设计入门

1、考核方案 实验6次与作业10次 30% 考试(kosh)（以试卷形式） 60% 考勤1-15 10%答疑(d y)地点：南综合实训楼404答疑时间：每周三下午（3：005：00）共五十五页教材及参考资料：1、教材： C51单片机应用设计与技能训练，作者：李法春，电子工业出版社， 2014年-07。（为什么选它？）2、参考书： （1）单片机C语言程序设计实训100例基于8051+Proteus仿真， （2）51系列单片机开发宝典作者：赵建领，电子工业出版社 （3）8051单片机彻底研究(ynji)入门篇作者：林伸茂，中国电力出版社。 （4）例说51单片机（C语言版） 作者张义和 ，人民邮电出版社

2、3学习网站： (1)手把手单片机教学中心/ (2) 北京华清远见嵌入式培训中心 (3)周立功单片机 /home.asp共五十五页课程(kchng)介绍 定位在学习了数字电路和C语言程序设计的初学者基础上，进一步学习单片机原理技术，通过本课程(kchng)的学习可掌握以下知识 1 学习并掌握Keil uVision3设计软件的使用，能完成整个软件工程的编辑、编译、调试和下载。 2 学习并掌握单片机C语言的基本语法规则，并能进行项目的编写。 3学习并掌握Proteus设计软件的使用，能完成简单电路的原理图的绘制和仿真。 4至少熟悉书中一个的工程项目的开发过程共五十五页学习单片机设计(shj)对你毕

3、业工作前景的展望共五十五页学习单片机设计对你毕业工作前景(qinjng)的展望共五十五页共五十五页共五十五页 第1讲 内容(nirng)什么是单片机？单片机特点及应用单片机设计入门过程演示单片机硬件结构数制与编码共五十五页1.1 数制与编码(bin m) 大家知道，计算机能表示几乎所有类别的信息(xnx)，比如数字，文字、声音、图形图像、影视动画等等，但是，在计算机内部，仅仅用两个符号存储和处理所有的信息(xnx)。你知道是哪两个符号吗？ 计算机中各种信息都采用二进制数的形式来传送、存储加工。共五十五页1.1 数制与编码(bin m)常用(chn yn)数制几种常见的进位计数制十进制(D)二进

4、制(B)八进制(Q/O)十六进制(H) 计算机的语言 二进制 计算机内部一律采用二进制，在编程中为了方便，还常用八进制或十六进制。1.1.1数制进位计数制的简称共五十五页1数位：指数码在一个数中所处的位置。2数码：不同数制中每个数位所用(su yn)到的数字符号。如十进制中的至等个数码3基数：该数制中所用到的数码的个数。4权：某种进位制数中不同位置上数字的单位数值，每位上的权是基数的幂（基数的若干次方）如十进制数，个位的权：，十位的权：，百位的权：共五十五页、十进制(D)：数码：0-9共十个数码基数：10进位规则：逢十进一。一个十进制数可以按权展开成一个多项式，例如(lr)： 1234=110

5、3+2102+3101+4100 (按权展开相加法）、二进制(B)：数码：0和1共两个数码基数：2进位规则：逢二进一。(1011.101)2=123+022+121+120+12-1+02-2+12-3共五十五页、八进制(O或Q)：数码：07共八个数码，基数：8进位规则(guz)：逢八进一。 (274)8=282+781+480、十六进制（）：数码：09和英文字母AF共十六个数码，基数：16进位规则：逢十六进一。 (2EA6)16=2163+14162+10161+6160 注：P5（表12）几种数制间016数值的对照表 。共五十五页(1011.01）2=123+022+121+120+02-

6、1=8 + 0 + 2 + 1 + 0 + 0.25 =（11.25）10+1（157）8=182+581+780=64 + 40 + 7 =（111）10（2A4）16=2162+10161+4160=512 + 160 + 4 =（676）102-2练习(linx)：共五十五页1.1.2 数制之间的转换(zhunhun)一、十进制数与二进制数之间的转换(zhunhun) (1)二进制转换成十进制：“按权展开相加法”按权展开相加法如:（1001011.1001)2=1*20+1*21+1*23+1*26+1*2-1+1*2-4=(75.5625）10共五十五页十进制数整数(zhngsh)小数

7、(xiosh)二进制数将十进制数转换成二进制数，要将整数和小数分别转换整数：除2取余反向法小数：乘2取整正向法（2）十进制向二进制的转换共五十五页例：将（25.25)10 转换成二进制数252122623211001转换(zhunhun)结果：（25.25)10=（110010. 2 520. 5 000. 521. 01.01)2整数(zhngsh)部分小数部分除2 取余，反向乘2 取整，正向共五十五页二、二进制数与八进制数之间的转换(zhunhun) (1)二进制转换成八进制：“三位一并法” 从小数点开始(kish)， 整数部分往左，“三位一并”，不足三位高位补0； 小数部分往右，“三位一

8、并”，不足三位的低位补0。 (2)八进制转换成二进制：“一分为三法” 例2：(11001011.01011)2=( )8解： 011 001 011010 110 3 1 3 . 2 6 (1100101101011)2=(313.26)8例3：(24536)8=(10100101.01111 )2解： 2 4 5 3 6 010 100 101 . 011 110共五十五页（1）二进制转换成十六进制：“四位一并(ybng)法”（2）十六进制转换成二进制：“一分为四法例4：(11001011.01011)2=( )16解： 1100 10110101 1000 C B 5 8 (1100101

9、101011)2=(CB58)16例5：(1A5C2)16=( )2解： 1 A 5 C 2 0001 1010 0101 1100 0010 (1A5C2)16=(1101001011100001)2三、二进制数与十六进制(sh li jn zh)数之间的转换共五十五页数制转换(zhunhun)可使用计算器注意：小数(xiosh)部分不能计算共五十五页将二进制数（1 010 111 011.001 011 1）2 转换成八进制数转换(zhunhun)过程：011111010001011100转换(zhunhun)结果：（1 010 111 011.001 011 1）2=（1273.134）

10、8372134. 001. 1练习1共五十五页将二进制数（10 1101 0101.0111 01）2 转换成十六进制(sh li jn zh)数转换(zhunhun)过程：0101110100100100转换结果：（10 1101 0101.0111 01）2 =（2D5.74）165D24. 0111. 7练习2共五十五页1、(101011)22、(370)83、(20CF)16练习(linx)3将下列(xili)数 转换成十进制数 =(43)10 =125+024+123+022+121+120 = (11 111 000)2 = (248) 10或：(370)8 = 382 + 781

11、 + 080 = (248) 10 = (10 0000 1100 1111)2 = (8399)10或：(20CF)16 = 2163 + 0162 + 12161 + 15160 = 8192 + 0 + 192 + 15 = (8399)10共五十五页1、二进制数的算术运算(yn sun) (1)加法运算 (2)乘法运算 加法规则： 乘法规则： 0+0=0 00=0 0+1=1 01=0 1+0=1 10=0 1+1=0(进位) 11=1四、 二进制数的运算(yn sun)共五十五页例6：(1010)2+(0011)2=( )2 (1010)2(0011)2=( )2解： 1010 10

12、10 + 0011 0011 1101 1010 + 1010 11110 (1010)2+(0011)2=(1101)2 (1010)2(0011)2=(11110)2*二进制加法运算(yn sun)是最基本的运算(yn sun)，利用它可以实现减法和除法运算(yn sun)。共五十五页2、二进制数的逻辑运算(1)或运算。也称为加法(jif)运算，运算符为“+”或“”。 两个量均为0时，结果为0；否则为1。(2)与运算。也称为乘法运算，运算符为“”，“ ”或“”。两个量均为1时，结果为1；否则为0。(3)非运算。也称为否运算或求反运算，运算符为“”。 0 1 ； 1 0。 (4)异或运算。运

13、算符为“”。 两个量相同时，结果为0；否则为1。共五十五页例7：设X=10111010，Y=11010011，试求XY，XY，X Y， X 。解： 10111010 10111010 10111010 11010011 11010011 11010011 11111011 10010010 01101001 XY=11111011 XY=10010010 X Y=01101001 X =01000101共五十五页 课堂练习：一、数制转换(zhunhun)1、(37125)10=( )16=( )8=( )22、(110110111011011)2=( )10=( )8=( )163、(3672

14、125)8=( )16=( )10=( )24、(ABC36EF)16=( )8=( )2=( )10二、二进制数的逻辑运算1、10111010=( ) 2、10111010=( )3、10111010=( ) 4、 1011 =( )共五十五页1.1.3 计算机系统中的数据(shj)计量单位 位：计算机存储数据时的最小单位是位（Bit），一个Bit可以存储一个二进制数。 字节：8个二进制数构成(guchng)1个字节（Byte），它是存储空间的基本计量单位。 字：由若干个字节构成。一个字的二进制位数叫作字长。字是计算机进行数据处理和运算的单位。 KB：在二进制中表示1024。1KB表示1K个

15、字节，也就是1024个字节。 MB：1MB是1048576个字节。共五十五页 在数据存储、容量计算中，以字节(z ji)为单位，反映存储器的存储能力以及运算能力。 1Byte（B）=8Bits（b） 1KB=1024B 千字节 1MB=1024KB 兆字节 1GB=1024MB 千兆字节 1TB=1024GB 吉字节共五十五页1.2.1 计算机中的常用(chn yn)编码1 什么是编码 在计算机硬件中，编码（coding）是指用代码来表示(biosh)各组数据资料，使其成为可利用计算机进行处理和分析的信息。代码是用来表示(biosh)事物的记号，它可以用数字、字母、特殊的符号或它们之间的组合来

16、表示(biosh)。2 二十进制编码 8421BCD编码共五十五页3、字符编码ASCII码（American Standard Code for Information Interchange美国(mi u)标准信息交换码）. 美国标准信息码，每字符用7位二进制码表示，最高位为0，共27=128种编码（字母表和常用符号）。 d6d5d4d3d2d1d00000010100111001011101110000NULDLE空格0P、P0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011EYXDC3#3CScs0100EOTDC44DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110

17、ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw1000BSCAN（8HXhx1001HTEM）9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；Kk1100FFFS，Nn1111SIUS/？OoDEL共五十五页 ASCII编码 其排列次序为d6d5d4d3d2d1d0，d6为高位(o wi)，d0为低位。它共有128种编码组合，可表示128个字符，其中数字10个、大小写英文字母52个、其他字符32个和控制字符34个。 表示：每个ASCII码用一个字节表示，最高二进制位为0。注意：数字的ASCII码小于字母的ASCII码,大写字母的ASCII码小于小写字母的ASCII码例：已

18、知“m”的ASCII码是6DH,则“M”的ASCII码是多少d7d6d5d4d3d2d1d001000001如：A共五十五页 4 汉字编码 1、区位码和国标码 (1)国标：1981年，我国制订了“中华人们共和国国家标准信息(xnx)交换汉字编码”，代号为“GB2312-80”。 (2)区位码：按国标规定，汉字编码表有94行94列，其行号0194称为区号，列号0194称为位号。一个汉字所在的区号和位号简单地组合在一起就构成了这个汉字的区位码。 GB2312-80汉字(Hnz) 6763个一级常用汉字 3755个二级常用汉字 3008个非汉字图形符号 682个共7445个共五十五页一、计算机发展史

19、及过程(guchng) 1946年，世界上第一台电子管数字计算机在美国宾西法尼亚大学研制成功，命名(mng mng)为ENIAC，其运行速度5000次/秒，使用18000多个电子管和1500多个继电器，占地150m2，重30吨。它的诞生引发了20世纪电子产业的工业革命，如今电子计算机迅速发展，产品的不断更新换代成为了发展最快的行业。 计算机的发展主要朝着两个方向，一方面，计算机向着高速、智能化的巨型超级机方向发展，运算速度已达每秒数十万亿次；另一方面，计算机则向着微型化的方向发展，一个纯单片的微型计算机的体积比人的指甲还小。一个典型的数字计算机系统，应包括运算器，控制器，数据与程序存贮器，输入

20、输出接口四大部分。如果将它们集成在一小块硅片上，就构成了微型单片计算机，简称单片机。 1.2 MCS-51单片机基本结构共五十五页（一）微计算机 1、微型计算机硬件结构 常见的微机(wi j)外形台式微机便携式微机立式微机共五十五页2 微型计算机硬件结构(jigu) 微机硬件组成 显示器主机(zhj)键盘鼠标共五十五页硬件系统构成微机的实体(sht)和装置软件系统微机系统所使用的各种( zhn)程序的总称软件系统与硬件系统共同构成实用的微机系统，两者是相辅相成、缺一不可的。 软件系统+微型计算机系统运 算 器控 制 器CPU存 储 器输入接口电路输入设备输出设备输出接口电路硬件系统3 微型计算

21、机系统内部结构 共五十五页CPU输入设备输出设备软件系统+微型计算机系统硬件系统输入接口设备输出接口设备运 算 器控 制 器存 储 器单片机就是将微处理器（CPU）、随机读写存储器（RAM）、只读存储器（ROM或EPROM、EEPROM）、特殊功能寄存器（SFR）、定时器/计数器和各种输入/输出接口电路（I/O），以及相互连接的总线（BUS）等集成在一块芯片上，形成芯片级的计算机，又称为(chn wi)单片微型计算机 单片机实质上就是一个芯片（二）单片机1.单片机定义(dngy)共五十五页2 单片机内部结构示意图 C P U 存 储 器定 时 器 / 计 数 器 中 断 系 统P0-P3TxD

22、RxD TINT并行I/O口串行I/O口共五十五页3 单片机应用(yngyng)系统 单片机应用系统单片机接口电路及外设等软件硬件单片机应用系统由硬件(yn jin)和软件组成硬件是应用系统的基础软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可注：本课程的重点1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。2.掌握软件设计与调试的基本技能。共五十五页4、单片机的特点(tdin)及应用 （1） 单片机的特点(tdin) 体积小，重量轻电源单一，功耗低功能强，价格低运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高可以嵌入到电子产品中嵌入式应用系统共五十五页单片微机原

23、理(yunl)及应用教学课件(2)单片机技术的应用遍布(bin b)国民经济与人民生活的各个领域共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教学课件从一个(y )简单的测控应用实例说起动作选择按钮红外线传感器89C2051单片机复位按钮电源指示灯共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教学课件从一个(y )简单的测控应用实例说起任务一：控制一盏灯点亮任务二：红灯周期性地点亮/熄灭信号检测柔性开关集群灯控顺序控制/多任务定时切换自动生产流水线任务三：红外防盗报警实时控制共五十五页单片微机原理(yunl)及应用教学课件简单测控(c kn)实例原理图共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教

24、学课件数字电路中由13片IC组成(z chn)的数字钟共五十五页单片微机原理(yunl)及应用教学课件数字电路中由13片IC组成(z chn)的数字钟共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教学课件数字电路中由13片IC组成(z chn)的数字钟共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教学课件单片IC（单片机）电子钟单片机共五十五页单片微机原理及应用(yngyng)教学课件单片机与嵌入式技术 重要吗？有用吗？遥远(yoyun)吗？ 问题的答案是不言而喻的。共五十五页5. 单片机种类(zhngli) 目前(mqin)8位单片机仍是单片机的主流机型；生产厂商：单片机的发展经历了由4位机到8位、16位机再到32 位机的发展过程美国微芯片公司:PIC16C系列、PIC17C系列、PIC1400系列，美国英特尔公司的MCS-48和MCS-51系列，美国摩托罗拉公司的MC68HC05系列和MC68HC11系列，美国齐洛格公司的Z8系列，日本电气公司的PD78