单片机原理与应用ppt

1、第1页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1.1 数和编码1.2 单片机简介1.3 微型计算机的基本概念1.4 嵌入式系统与单片机第1章 单片机基础知识第2页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二 迄今为止，所有计算机都是以二进制形式进行算术运算和逻辑运算的，微型计算机也不例外。因此，对于用户在键盘上输人的十进制数字和符号命令，微型计算机必须先把它们转换成二进制形式，然后才能进行识别、运算和处理，最后再把运算结果还原成十进制数字和符号通过输出终端显示出来。 1.1 数和编码第1章 单片机基础知识第3页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二 所谓

2、数制是指数的制式，是人们利用符号表示数的一种科学方法。数制有很多种，微型计算机中常用的数制有 十进制 二进制 八进制 十六进制1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第4页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1十进制(Decimal) (1)它有09十个不同的数码，这是构成所有十进制数的基本符号。 (2)它是逢十进位的。在十进制数计数过程中，当某位计满10时就要向它邻近高位进一。 任何一个十进制数都可以展开成幂级数形式。 例：123.45=l102+2101+3100+410-1+510-2 1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第5页，共37页，202

3、2年，5月20日，2点35分，星期二 十进制数的一般表达示为：ND= dn-110n-1+dn-210n-2 +d0100 +d-110-1+ D是十进制（Decimal）的英文缩写，表示采取的数制是十进制；n表示十进制记数的总位数；dn-1表示该十进制数第n-1位的值 。1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第6页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二(1)它共有O和l两个数码，任何二进制数都是由这两个数码组成的。(2)它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。2二进制(Binary)1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第7页，共

4、37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二 二进制的一般表达式为： NB=bn-12n-1+bn-22n-2+b020+b-12-1+ B为二进制(Binary)的英文缩写，表示采用的是二进制的记数方式；n表示二进制记数的总的位数；bn-1表示该二进制数第n-1位的值 。1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第8页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二(1) O、1、2、9、A、B、C、D、E、F等16个数码，任何一个十六进制数都是由其中的一些或全部数码构成。(2) 基数为16，进位规则是“逢十六进一”，借位规则是“借一当十六”。3十六进制(Hexadeci

5、mal)1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第9页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二十六进制的一般表达式为：NH=hn-116n-1+ hn-216n-2+ h0160+ h-116-1+ H是十六进制(Hexadecimal)的英文缩写，表示采用的是十六进制的记数方式；N表示用十六进制记数的总的位数；hn-1表示该十六进制数第n-1位的值。1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第10页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二整 数小 数十进制二进制十六进制十进制二进制十六进制01234567891011121314151600000

6、00100100011010001010110011110001001101010111100110111101111100000123456789ABCDEF1000.50.250.1250.06250.03120.01552500.10.010.0010.00010.000010.00000100.80.40.20.10.080.04部分十进制、二进制和十六进制数对照表1.1.1 微型计算机的数制第1章 单片机基础知识第11页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1、计算机中正、负数的表示法 在计算机中符号“+”、“-”要用一位二进制数表示。8位微型计算机中约定，最高位D7

7、表示符号，其它7位表示数值。8位微机中的带符号数 1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第12页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二 一个带符号数在计算机中可以分别用原码、反码、或补码三种方法表示，习惯上把计算机中存放的数称作机器数。 原码、反码、补码都是机器数。 其中，负数采用反码或补码表示的目的是将负数转化为正数，使减法操作转变为单纯的加法操作。 在计算机系统中均采用补码表示负数。1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第13页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二(1)原码 凡是正数符号位用0表示，负数符号位用1表示,而数值位保持原样的机器码称为原码。 正

8、数 x = +4=+0000100B x原= 00000100B 负数 x = - 4= -0000100B x原= 10000100B 1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第14页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二反码对于正数，符号位为“0”，数值部分保持不变对于负数，除在符号位上表示“1”外，其数值部分的各位都取相反的数码，即“0”变“1”、“1”变“0”正数的反码表示与它的原码相同负数的反码由其对应的绝对值按位求反后得到(2)反码正数 x =+4=+0000100B x反= 00000100B负数 x =-4=0000100B x反=11111011B1.1.2 编

9、码第1章 单片机基础知识第15页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二(3)补码补码对于正数，符号位为“0”，数值部分保持不变；对于负数，除了在符号位上表示“1”外，其数值部分的各位都取它相反的数码，然后在最低位加“1”。正数X = +4 = +0000100B X补= 00000100B负数 X = -4 = -0000100B X补= x反+1 = 11111011+1=11111100B 1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第16页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（1）ASC码2、字符的编码用7位二进制数表示数字、字母和符号,共128个。26个大写

10、和26个小写的英文字母、09十个数字专用字符(如“：”、“！”、“%”)控制字符(如换行、换页、回车)。1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第17页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（2）BCD码二进制表示的十进制数，简称二-十进制数,又称BCD码（Binary Coded Decimal）。用标识符BCD表示。4位二进制数可表示16种状态,十进制数只有09十个字符，所以舍去了10101111这6种状态，用余下的的10种状态来表示091.1.2 编码第1章 单片机基础知识第18页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二十进制数二-十进制十进制数二-十进制00

11、000810001000191001200101010（非法）300111011（非法）401001100（非法）501011101（非法）601101110（非法）701111111（非法）二-十进制对应表 1.1.2 编码第1章 单片机基础知识第19页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二单片机的发展历史1.2 单片机简介14位单片机阶段28位单片机阶段316位单片机阶段432位单片机第1章 单片机基础知识第20页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1.2.2单片机的特点和应用 （1）优异的性价比（2）集成度高、体积小、有很高的可靠性（3）运行速度块、控制

12、功能强（4）开发使用方便、易于产品化 1.单片机的特点第1章 单片机基础知识第21页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二2. 单片机的应用(1) 工业控制。如数控机床、自动生产线控制(2) 仪器仪表。如医疗器械、数字示波器等。(3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机(4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机(5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调1.2.2单片机的特点和应用 第1章 单片机基础知识第22页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1.3 微型计算机的基本概念微型计算机的组成1.计算机的基本结构 计算机一般由运算器、控制器、存储器、 输入输出装

13、置4部分组成;运算器、内存储器和控制器称为主机部分;输入、输出装置、外存储器等称为外部设备，它们统称为硬件。第1章 单片机基础知识第23页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（1）运算器a、是计算机的主要部件之一，包括算术运算和逻 辑运算;b、计算机至关重要，主要指标有字长、运算、速度;c、由核心部件的加法器和寄存器等组成;d、字长是指运算器中寄存器的位数，运算速度是计算器运算速度，取决于存储器的存取速度.微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第24页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（2）存储器a、实际上是一种记忆装置，存放原始数、程序、指令及中间结果的

14、装置;b、存储容量是存储器的一个重要指标;c、存储器分为内存储器和外存储器,按功能又可分为只读存储器和随机存储器.微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第25页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（3）控制器a、使各部分联系和使计算过程自动化的装置；b、是计算机的神经中枢，按事先安排好的指令进行工作，控制计算机整个系统的各个过程；c、控制器的基本任务是取指令、分析指令、执行指令；d、组成部件有指令计算器、指令寄存器、操作码译码器、节拍脉冲发生器、操作控制器等.微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第26页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二（4）输入与输出装

15、置a、输入装置是输入原始数据和程序的装置，把数据和指令变成电脉冲送入计算机里；b、输出装置恰好相反，把电脉冲变成人们能识别的形式输送出来，常用的有打印机、荫投射线管显示器。微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第27页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二2. 微型计算机的组成微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第28页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二3.计算机总线（1） 地址总线（Address Bus，简称AB）（2）数据总线（Data Bus，简称DB）（3） 控制总线（Control Bus，简称CB）微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第29

16、页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二微型计算机软件系统 1.指令 控制计算机进行各种操作的命令称为指令； 指令通常由操作码和操作数两部分组成； 指令格式：标号：操作码 操作数；注释 例如：MOV A ，80H ； 该指令表示把立即数80H送累加器A。第1章 单片机基础知识第30页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二 2.程序计算 55+56+59+12？程序如下： MOV A , #55 ;将立即数55送入累加器A ADD A , #56 ;A的内容55与数56相加， ADD A , #59 ; A的内容111与数59相加 ADD A , #12 ; A的

17、内容170与数12相加微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第31页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二3.机器语言、汇编语言和高级语言 （1）计算机机器语言（2）计算机汇编语言 （3）计算机高级语言微型计算机的组成第1章 单片机基础知识第32页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1.4 嵌入式系统与单片机 嵌入式系统定义 以应用为中心、以计算机技术为基础软硬件可裁剪的专用计算机系统； 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。第1章 单片机基础知识第33页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二1.嵌入式微处理器的特点 （1）对实时多任务有很强的支持能力； （2）具有功能很强的存储区保护功能； （3）可扩展的处理器结构； （4）嵌入式微处理器功耗低。嵌入式系统定义第1章 单片机基础知识第34页，共37页，2022年，5月20日，2点35分，星期二2.嵌入式计算机系统的特点（1）设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的结合也越来越紧密； （2）技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统； （3）硬件和软件都力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，在具体应用中对处理器的选择更具竞争力；嵌入式系统定义第35页，共37页，2022年，5