《单片机原理与应用》课件单片机原理与应用-第一章

第1章单片机的基础知识÷学习目标÷（1）掌握单片机的概念、发展过程和应用领域。÷（2）掌握单片机的数制和字符表示。÷（3）掌握单片机系统开发与仿真的步骤与过程。÷（4）了解单片机应用系统开发常用工具软件。÷学习重点和难点÷（1）单片机系统开发及仿真过程。÷（2）常用数制和字符表示。1.1单片机技术的发展及应用÷什么是单片机÷把组成微型计算机的微处理器、存储器、输入输出接口电路集成在一块芯片上，构成单片微型计算机，即单片机1.1.1单片机的发展历史÷

一、初级单片机阶段÷

1971年Intel公司最早推出的是4位单片机4004。÷ 1976年，Intel公司推出MCS-48单片机，具有8位CPU，RAM，并行I/O口，8位定时器/计数器，无串行口，寻址范围不超过4KB。此阶段以8048、8039为代表。÷

二、结构成熟阶段÷ 1978～1983年，单片机普及阶段。此阶段的单片机仍为8位CPU，片内RAM和

ROM的容量加大，片外寻址范围可达64KB，增加了串行口、多机中断处理系统以及16位的定时器/计数器。此阶段的单片机以Intel公司的MCS-51系列、

MOTOROLA公司的6801系列和Zilog公司的Z8系列单片机为代表。在此期间，单片机以其优良的性能价格比得到了广泛的应用。÷

三、性能提高阶段÷

1983年以后，16位单片机阶段。此阶段的单片机的CPU为16位，片内RAM

和ROM的容量进一步增大，增加了D/A、A/D转换器，主频增加，运算速度加快。此阶段的单片机以Intel公司的MCS-96单片机为代表。32位的单片机也已进入实用阶段。1.1.2单片机的应用领域1.1.2单片机的应用领域÷

4）

智能仪器仪表：采用单片机的智能化仪表能够提高仪器仪表的

使用功能和精度，简化仪器仪表的硬件结构，使仪器仪表智能化、微

型化、数字化。采用单片机的智能仪表可以进行数据处理和存储、故

障诊断，典型的应用如各种智能电气测量仪表（电压表、示波器等）、智能传感器、各种分析仪等。÷5）

分布式系统的前端采集模块：在采用分布式测控系统的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。在这种系统中，采用单片机作为分布式的前端采集模块，系统具有运行可靠、数据采集方便灵活、成本低廉等优点。分布式系统通常分为多个子系统，是单片机的多机应用形态。÷其他领域：汽车电子、智能通信产品、航空航天系统、国防军事等领域。1.2单片机的数制和表示÷1.2.1

二进制数和十六进制数二进制数可以表示单片机中的数据信号、地址信号和控制命令，后缀用字母B表示。例如：01101001B是8位二进制数。为了缩短数字的位数，可以用十六进制表示，十六进制的后缀用字母H表示。例如：69H是十六进制数，且有

01101001B=69H。二进制与十六进制转换÷二进制数转化为十六进制数的转化方法是将二进制数从末位以四位为单位进行划分，每个四位二进制数转化为一位十六进制数，如果二进制数的位数不是4的整数倍，则在数位的高位补0，使其成为4的整数倍；÷十六进制数转化为二进制数的转化方法是将每位十六进制数转化为四位二进制数。原码、反码计补码÷机器数÷“0”表示正号，“1”表示负号。÷正数的原码、反码和补码都相同，÷负数的原码为其符号位和数值位，÷负数的反码为其所对应的正数按位求反，÷负数的补码为该负数的反码加1。【例1-1】机器字长为8位，求[+105]补和[-105]补。÷[+105]补=01101001=69H÷按位求反，得10010110，再加1，得

10010111÷[-105]补=97H1.2.2

BCD码÷二进制编码的十进制数1.2.3单片机的数据类型÷1.位（bit）÷位是指一个比特的二进制数据，是数据的最小长度单位。÷2.字节（Byte）÷字节是相邻的8个二进制位，通常从数据的末位开始划分，每8个二进制位称为一个字节。一个字节也可以用2个十六进制位表示。÷3.字（Word）÷字是2个相邻的字节，通常从末位开始划分，每2个字节称为一个字，字分为高低字节，高字节表示高位数据，低字节表示低位数据。1.3单片机中的字符÷字符信息包括数字、字母、符号和汉字等÷美国信息交换标准代码（ASCII码）÷包括英文字母大小写、数字、专用字符（如+、-、*、/、空格等）以及非打印的控制符号。共128种编码。用一个字节表示，低7位为ASCII码，最高位为0。简体中文字符集÷GB2312是简体中文字符集的中国国家标准，称为信息交换用汉字编码字符集-基本集，又称GB0。GB2312共收录6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个，同时，GB2312收录了包括拉丁

字母、希腊字母、日文平假名及片假名字母、俄语西里尔字母在内的682个全角字符。汉字的点阵编码字模举例÷

光(0)逐列式÷

{0x40,0x80,0x40,0x80,0x42,0x40,0x44,0x20,0x58,0x18,0xC0,0x07,0x40,0x00,0x7F,0x00},÷{0x40,0x00,0xC0,0x3F,0x50,0x40,0x48,0x40,0x46,0x40,0x40,0x40,0x40,0x78,0x00,0x00},/*"光",0*/取模选项1.4单片机系统开发与仿真1.4单片机系统开发与仿真÷一、系统开发过程÷

1总体设计：÷2硬件设计：÷3软件设计：÷4系统调试和运行单片机开发的在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)技术÷1

在系统编程技术÷在已经焊接好的单片机开发系统中对单片机芯片直接装入目标程序称为在系统编程技术。÷2

在应用编程技术÷单片机系统处于运行状态中对单片机的程序进行更新而不影响系统运行，并能实现程序切换，使系统

运行新加载的程序，这种技术称为在应用编程技术。本章小结÷

单片机是把微处理器、存储器、输入/输出接口电路集成在一片集成电路芯片

上，构成的单片微型计算机，它具有体积小、重量轻、价格低、可靠性高和易

于嵌入式应用等优点，广泛应用在工业控制、仪器仪表、航空航天、智能家电、智能办公设备、汽车电子、智能传感器等领域。÷单片机系统由硬件与软件两个部分组成，硬件实现单片机与外部的连接及单片机与外界信号的匹配，软件实现运算、信号采集和信息输出。单片机的系统开发就是要实现正确的硬件设计和良好的软件设计，并使软件设计和硬件设计相匹配，形成一个能够完成某种具体功能的应用系统。÷

单片机的数制和编码常采用二进制、十进制、十六进制、B