【大学课件】单片机原理及应用 汇编语言程序设计简介

单片机原理及应用汇编语言程序设计简介本课件将介绍单片机原理、汇编语言程序设计基础以及一些应用实例，帮助你了解单片机的基本概念和实际应用。什么是单片机？定义单片机是一种将中央处理器(CPU)、存储器(ROM/RAM)和输入输出(I/O)接口集成到一块芯片上的微型计算机。特点体积小、功耗低、成本低、易于编程，适用于控制、测量和数据处理等应用。单片机的组成部分CPU中央处理器，负责执行指令、控制数据流和数据处理。ROM只读存储器，用于存储程序和数据，在断电后数据不会丢失。RAM随机存取存储器，用于存储临时数据，在断电后数据会丢失。I/O输入输出接口，用于与外部设备进行数据交换。单片机的基本工作原理1取指从程序存储器中读取一条指令。2译码分析指令的含义，确定执行的操作。3执行根据指令进行相应的操作，例如数据运算、数据传输、程序跳转等。单片机的特点和优势体积小单片机芯片体积小，适用于嵌入式系统和小型设备。功耗低单片机功耗低，延长设备的续航时间。成本低单片机成本低廉，降低设备的生产成本。可扩展性可以通过扩展外部存储器和I/O接口，实现更复杂的功能。单片机的应用领域家用电器洗衣机、冰箱、空调、智能家居等。医疗设备心率监测仪、血糖仪、血压计等。汽车电子汽车控制系统、仪表盘、导航系统等。汇编语言程序设计概述1低级语言面向机器指令，效率高，但可读性差。2汇编语言用助记符表示机器指令，可读性好，但效率略低。3高级语言面向问题，可读性好，效率低，需要编译成机器指令。汇编语言的特点优点效率高、可直接控制硬件、适合编写实时系统。缺点可读性差、开发效率低、维护困难。汇编语言的基本语法1指令使用助记符表示机器指令，例如MOV、ADD、JMP等。2操作数表示指令操作的对象，例如寄存器、存储器地址、立即数等。3标号用于标识程序中的特定位置，例如跳转指令的目标地址。4注释用于解释程序代码，提高可读性。寄存器和存储器1寄存器CPU内部高速存储单元，用于临时存放数据。2存储器用于存储程序和数据，分为ROM和RAM两种类型。指令系统和指令格式指令系统单片机支持的全部指令集合。指令格式指令的结构，包括操作码和操作数。常见的汇编指令1数据传送指令MOV、LDA、STA等。2算术运算指令ADD、SUB、MUL、DIV等。3逻辑运算指令AND、OR、XOR、NOT等。4跳转指令JMP、JZ、JC等。程序的编写和调试算术和逻辑运算加法使用ADD指令进行加法运算。减法使用SUB指令进行减法运算。逻辑与使用AND指令进行逻辑与运算。逻辑或使用OR指令进行逻辑或运算。程序控制语句1跳转指令JMP、JZ、JC等，用于改变程序执行流程。2循环指令LOOP、DJNZ等，用于重复执行一段程序代码。3条件判断指令JZ、JC、JNZ、JNC等，根据条件判断执行不同的操作。子程序和中断子程序用于执行特定的功能，提高代码的可复用性。中断用于响应外部事件，提高系统的实时性。输入输出接口输入接口用于接收来自外部设备的数据。输出接口用于向外部设备发送数据。定时器和计数器1定时器用于定时或延时，产生周期性中断。2计数器用于计数，实现频率测量、脉冲计数等功能。模数转换和数模转换模数转换(ADC)将模拟信号转换为数字信号。数模转换(DAC)将数字信号转换为模拟信号。串行通信串行通信数据一位一位地传输，适用于远距离通信。UART通用异步收发器，实现串行通信的硬件接口。实例分析：点亮LED1定义LED端口将LED连接到单片机的某个I/O端口。2输出高电平通过指令将高电平输出到LED端口，使LED点亮。3循环执行使用循环指令，使LED不断闪烁。实例分析：数字温度检测读取温度传感器使用ADC模块读取温度传感器输出的模拟信号。转换数字信号将模拟信号转换为数字信号。显示温度将数字温度值显示在液晶屏上。实例分析：串行通信程序1初始化UART设置波特率、数据位、校验位等参数。2发送数据将数据写入UART发送缓冲区。3接收数据从UART接收缓冲区读取数据。实例分析：中断处理程序中断处理程序用于响应中断事件，执行特定的操作。定时器中断当定时器计数到预设值时，会触发中断。汇编语言程序的优缺点优点效率高、可直接控制硬件、适合编写实时系统。缺点可读性差、开发效率低、维护困难。汇编语言与高级语言的比较1汇编语言效率高，可直接控制硬件，但开发效率低，可读性差。2高级语言开发效率高，可读性好，但效率低，需要编译成机器指令。汇编语言的发展趋势与高级语言结合使用高级语言进行大部分开发，使用汇编语言编写关键部分。集成开发环境使用集成开发环境(IDE)简化开发过程，提高开发效率。单片机应用开发的一般流程1需求分析确定系统功能和性能指标。2硬件设计设计电路板、选择单片机和外围器件。3软件设计编写程序代码，实现系统功能。4测试调试验证程序代码的正确性和系统的稳定性。常见的单片机开发环境KeiluVision功能强大、使用广泛的单片机开发环境。IAREmbeddedWorkbench支持多种单片机型号，提供丰富的开发工具。单片机应用开发的注意事项代码规范遵