单片机第一章课件

单片机原理及应用第一章绪论第二章单片机的硬件结构及工作原理第三章C语言基础与C51程序设计第四章MCS-51中断系统第五章MCS-51定时/计数器第六章单片机串行口及应用第七章单片机的系统扩展第八章单片机I/O接口技术第九章KeilC51程序设计及Proteus仿真

第十章单片机应用实例与系统开发第一章单片机概述及预备知识1.1什么是单片机？

在半导体硅片上集成了中央微处理单元(CPU)，随机存储器(RAM）、只读存储器(ROM)和定时器/计数器、串行通信接口与各种输入、输出接口。具有一台计算机的属性。单片机（Single-chipMicrocomputer）

单一芯片的微型计算机第一章单片机概述及预备知识1.2

单片机的发展历史一、单片机的发展历史第一阶段（1974~1976）：单片机采用双片形式，即需另加其它外围电路才能构成完整的微型计算机。第二阶段（1976~1978）：低性能的单片机阶段。单片机由一片芯片构成，性能低。eg:MCS-48(Intel)；8048，8035(I/O少，存贮器容量小)；第一章单片机概述及预备知识第三阶段（1978~）：

高性能单片机阶段。CPU、并行口、串行口、定时器、RAM、ROM、A/D、多级中断处理，RAM、ROM容量大，I/O种类数量多，寻址范围大。eg:MCS-51—8031第四阶段（1982~）

8位单片机巩固发展及16位单片机推出。

eg:MCS-51—8031，MCS-96—8096（8098）第一章单片机概述及预备知识1.4单片机的发展趋势（一）CPU功能的增强1、双CPU提高处理能力。2、增加数据总线宽度。

NECPD—7800系列，内部采用16位数据总线。3、采用流水线结构。指令以队列形式出现在CPU中。4、串行总线。SPI、I2C用三条数据总线代替8位数据总线，减少引线，降低成本。（二）内部资源增多1、加大存贮容量第一章单片微型计算机概述及预备知识1.5单片机的特点与应用一、单片机的特点

（1）小巧灵活、成本低、易于产品化（2）可靠性高、适用的温度范围宽（3）易扩展、控制功能强（4）指令系统相对简单，较易掌握二、单片机的应用领域

（1）工业控制：数控机床、自动化生产线、电机控制。

（2）仪器仪表：智能仪表、医疗器械、数字示波器（3）商用产品：自动售货机、电子收款机、电子秤（4）家用电器：微波炉、电视机、空调、洗衣机等（5）通讯设备和网络设备（6）儿童智能玩具、交通控制设备等等。第一章单片机概述及预备知识1.6计算机的数制和码制及其数制间转换一、计算机的数制常用的数制有：二进制(Binary)

、八进制(Octadic)

十进制(Decimal)和十六进制(Hexadecimal)，分别用B、O、D和H表示。举例说明eg1：十进制数r=10其权为：···，102，101，100，101，102，···(987.32)10=9×102+8×101+7×100+

3×10-1+2×10-2第一章单片微型计算机概述及预备知识二、计算机的码制BCD（BinaryCodedDecimal）码为用二进制表示的十进制数。

常用二进制编码的十进制数有：

8421码、2421码、5211码、余3码eg：7（0111、1101），（1100、1011）

ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），即美国信息交换标准码。ASCII码为一种8位代码，但采用7位代码编码（一般其最高位为0），共可编码为128个字符编码。表示的十进制数不唯一常用第一章单片微型计算机概述及预备知识三、各数制间的转换

1、直接相乘法数M是r

进制数，转换成十进制数，方法是：将M

的各位数字用十进制数字来表示，然后作乘法和加法。好麻烦！第一章单片微型计算机概述及预备知识2、余数法此方法适合于整数部分转换。数M

是r

进制数，转换成t进制数的整数，除以t

,取余数。eg：十进制数62转换为二进制数同理：(62)10=(76)8862···6 7(62)10=(3E)161662···E 32622312152723210011111低位高位∴

(62)10=(111110)2第一章单片微型计算机概述及预备知识eg：676.53转换为十六进制数0.53×16=8.48······整数为80.48×16=7.68······整数为70.68×16=10.88······整数为A166761642······4162······A0······2∴

（676.49）10=（2A4.87A）164、二进制与十六进制间的转换1110101.10100111(75.A7)16

(5A.3C)1601011010.00111100第一章单片微型计算机概述及预备知识1.3计算机中数的表示方法一、真值和机器数一个数是由符号和数值两部分组成的。

eg:+74=+100101001001010

-74=-100101011001010

真值机器数机器本身只能表示0，1，不能表示+、-，故一般用“0”表示“+”，用“1”表示“-”。真值：

直接用正号“+”和负号“-”来表示的二进制数。机器数：一个数在机器中的表示形式。

二、带符号数的表示

Dn-1Dn-2...D0

符号位数值部分第一章单片微型计算机概述及预备知识五、原码、补码、反码原码、补码、反码都是带符号数在机器中的表示方法1、原码原码——把真值的符号部分用0或1表示。

N1=+1001010[N]原

=

01001010

N2=-1001010[N]原

=

11001010第一章单片微型计算机概述及预备知识2、补码模数——一个计量器的容量。eg：一个n位二进制数它的容量为2n,所以它的模数为2n。同余——如果两个整数a、b,当用某一个正整数M（模）去除所得余数相等时，则称a和b对模M是同余的。eg：16=4（mod12)即：16和4对12是同余，即16点钟和4点钟在以12为模的钟面上，其指示是一样的。若 x=

+

xn-2

xn-3···x1x0则： [x]补

=2n+x=

0xn-2

xn-3···x1x0第一章单片微型计算机概述及预备知识若 x=

-

xn-2

xn-3···x1x0则：[x]补

=1xn-2

xn-3···x1x0+1

按位取反加1[x]补=x

0x

2n-12n+x -2n-1

x

0 （mod2n）①当x为正数时，补码与原码相同。②当x为负数时，2n+x=2n|x|性质：

[x+y]补=[x]补

+[y]补

[x-y]补=[x]补

-[y]补

当x为纯小数时，x=

x-1x-2···x-n-1第一章单片微型计算机概述及预备知识3、反码用0代替符号位符号位为1，其它位按位取反[x]反=0xn-2

xn-3···x1x0 0x

2n-11xn-2

xn-3···x1x0 -2n-1

x

0

1.4计算机的二进制数运算一、算术运算

1、加法运算二进制加法法则为：0+0=0；1+0=0+1=1；1+1=10； （向邻近高位有进位）1+1+1=11； （向邻近高位有进位）第一章单片微型计算机概述及预备知识例：两个二进制数X=10110110B，Y=11011001B，试求X+Y。解：X+Y可写成如下竖式：

X10110110BY11011001BX+Y110001111B被加数

加数和∴

X+Y=10110110B+11011001B=110001111B两个二进制数相加时要注意低位的进位，两个8位二进位数的和最大不会超过9位。

第一章单片微型计算机概述及预备知识二进制减法法则为：00=0；11=0；10=1；01=1 ； （向邻近高位借1当作2）例：两个二进制数X=10010111B，Y=11011001B，试求XY。解：由于Y>X，故有XY=（YX），相应竖式为：

被减数

Y 11011001B

减数

X 10010111B

差数

YX 01000010B∴

XY=01000010B2、减法运算第一章单片微型计算机概述及预备知识2、逻辑加运算

逻辑加又称逻辑或，常用算符“∨”表示，逻辑加的运算规则为：0∨0=0；1∨0=0∨1=1；1∨1=1例：已知X=01100110B，Y=11110000B，试求X∨Y的值。解：X∨Y的运算竖式为：

01100110B∨11110000B11110110B

∴

X∨Y=11110110B第一章单片微型计算机概述及预备知识3、逻辑非运算4、逻辑异或运算逻辑异或又称为半加，是不考虑进位的加法，常采用“”算符表示。逻辑异或的运算规则为：

00=11=0；10=01=1例：已知X=10110110B，Y=11110000B，试求XY的值。解：XY的运算竖式为：