第1章-单片机基本知识ppt课件(全)

第1章单片机基本知识

上海电子信息职业技术学院何永艳主编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1.1.1为什么学习单片机—单片机的用途2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技术发展过程可分为四个主要阶段：

◆第一阶段（1971～1974年）：Intel公司推出的4位微处理器Intel4004，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（1974～1978年）

1976年，Intel公司推出了8080单片机。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。4

◆第三阶段（1978～1982年）：高性能单片机阶段。这一阶段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列为代表产品。◆第四阶段（1982年至今）：16位单片机阶段。这一阶段以1982年Intel公司推出的MCS-96系列为代表产品。

5根据单片机的位数发展分，单片机的发展经历了四个阶段：1）4位单片机2）8位单片机3）16位单片机4）32位单片机61.1.4单片机的特点

◆单片机与通用计算机相比较，主要有以下特点：1.单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的2.采用面向控制的指令系统。3.单片机的I/O引脚通常是多功能的4.单片机的外部扩展能力强。5.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。

7单片机的封装40PINDIP封装的引脚图44PINPLCC封装的引脚图44PINQFP封装的引脚图图1.151系列单片机外形封装8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：MCS－51系列及其增强型系列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：ｕCOM87（ｕPD7800）系列HITACH（日本日立）公司：HD6301，HD63L05，HD6305PHILIPS（荷兰菲利浦）公司：8×C552系列华邦公司：W78系列Dallas公司：HSM系列LG公司：GMS系列91.1.7单片机的选择初学者学习时一般选择80C51系列单片机，主要有以下几个原因：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“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11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1.嵌入式微处理器（MicroProcessorUnit，MPU）2.嵌入式微控制器（MicroControllerUnit，MCU）3.嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP）4.嵌入式片上系统（SystemOnChip）131.2.4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WindowsCE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1.3.1位、字节、字的概念位（Bit）："位（bit）"是单片机中最小的数据单位。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,A~F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）10＝1×101＋2×100＋5×10－1＋6×10－2（1011.011）2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=（11.375）10（376.4）8=3×82+7×81+6×80+4×8-1=3×64+7×8+6+0.5=（254.5）10（3AB.11）16=3×162+10×161+11×160+1×16-1+1×16-2=（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1101111010.1011二进制001

101

111

010.101

100

八进制157254所以（01101111010.1011）2=（1572.54）8二进制001101111010.1011十六进制37A.B所以（01101111010.1011）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375.46二进制011111101.100110所以（375.46）8=（011111101.100110）2十六进制678.

A5二进制011001111000.10100101所以（678.A5）16=（）2201.3.3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=（00111001）2[-57]原=（10111001）22.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=（00111001）2[-57]反=（11000110）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=（00111001）2[-57]补=（11000111）2结论：正数：原码＝反码＝补码负数：原码按位取反则为反码，原码按位取反＋1为补码221.3.4常用编码1.8421BCD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。b7b6b5b4b3b2b10000010100111001011101110000NULDLESP0@P、p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101EN