单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C(第3版)第1章

单片机原理及应用基于Proteus和KeilC第三版课程设计一、引言单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器、输入/输出接口和定时/计数器等功能于一体的微型计算机系统。

单片机具有面积小、功耗低和成本低等特点，是现代电子设备中不可或缺的核心组成部分。

由于单片机应用领域广泛，因此在工程师培养中也扮演着至关重要的角色。

Proteus是一款流行的电路仿真和PCB设计工具，具有功能强大、易于使用和灵活性高等特点。

同时，KeilC是一款常用的单片机程序开发工具，可以实现快速开发和调试。

本课程设计旨在通过使用Proteus和KeilC来教授学生单片机原理及应用相关知识，并帮助他们实现一些实用的电子件设计和编程项目。

二、课程设计1. 课程目标本课程旨在使学生掌握以下知识：•单片机基本原理和结构•通用输入/输出总线（GPIO）的基本原理和操作•定时器/计数器的基本原理和应用•脉冲宽度调制（PWM）的基本原理和应用•串行通信接口（UART）的基本原理和应用2. 课程内容（1）第一周在第一周中，我们介绍了单片机的基本原理和结构，包括中央处理器、存储器和输入/输出接口等。

该模块旨在让学生对单片机的工作原理有一个基本的了解。

（2）第二周在本周中，我们将学习单片机通用输入/输出总线（GPIO）的基本原理和操作。

由于GPIO可以用于输入和输出数据以及控制信号线，因此它是单片机中最常用的输入/输出接口之一。

（3）第三周在第三周中，我们将介绍定时器/计数器的基本原理和应用。

定时器/计数器可以用于生成精确定时信号、测量时间间隔以及测量频率等应用。

（4）第四周在本周中，我们将学习脉冲宽度调制（PWM）的基本原理和应用。

PWM技术可以用于模拟输出信号，例如马达和灯光等。

（5）第五周在第五周中，我们将介绍串行通信接口（UART）的基本原理和应用。

串行通信接口可以用于与其他设备进行数字通信，例如传感器和LCD显示器等。

【单片机原理与应用及C51程序设计(第3版)】文章内容内容包括：一、引言二、单片机原理1. 什么是单片机2. 单片机的基本组成3. 单片机的工作原理4. 单片机的应用领域三、C51程序设计1. C51程序设计的基本概念2. C51程序设计的语法和规则3. C51程序设计的应用示例四、单片机原理与C51程序设计的结合应用1. 如何将单片机原理与C51程序设计结合起来2. 结合应用的案例分析五、总结与展望【单片机原理与应用及C51程序设计(第3版)】文章主要介绍了单片机的基本原理、应用以及C51程序设计的相关知识。

在引言部分，我们可以简要介绍单片机在现代电子设备中的重要性以及C51程序设计在单片机应用中的作用。

接下来进入主题内容，首先详细讲解单片机的基本组成和工作原理，包括单片机的核心部件、指令集和数据存储等方面的内容，重点强调单片机在各个领域中的广泛应用。

然后深入介绍C51程序设计的基本概念、语法和规则，通过实际案例对C51程序设计进行深入分析，以便读者能够更加深入地理解和掌握相关知识。

在单片机原理与C51程序设计结合应用的部分，我们可以通过具体的案例分析，展示单片机原理与C51程序设计在实际项目中的应用，包括控制系统、嵌入式系统等方面。

通过这些案例，读者可以更加直观地了解单片机原理与C51程序设计的实际应用场景，有助于加深对相关知识的理解和掌握。

我们对整个主题进行总结与展望，通过对文章内容的回顾和归纳，强调单片机原理与C51程序设计的重要性，并展望未来单片机技术的发展方向和趋势。

我们可以共享自己对这个主题的个人观点和理解，以及对读者的建议和思考，为读者提供更多的思路和参考。

通过以上内容的深入探讨和详细解读，《单片机原理与应用及C51程序设计(第3版)》将会为读者带来全面、深刻和灵活的理解，帮助读者更好地掌握相关知识，为实际应用提供有力支持。

一、引言单片机在现代电子设备中扮演着非常重要的角色，它集成了处理器、存储器和各种输入输出接口，可以用来控制各种电子设备。

单片机原理及应用基于Proteus和KeilC课程设计一、前言随着现代技术的飞速发展，单片机已经成为电子工程领域中必不可少的一部分，应用范围也越来越广泛。

本课程着重介绍单片机的原理及应用，通过应用和实践，提高学生对单片机的认知和应用能力，培养解决实际问题的能力。

二、课程内容及教学方法2.1 课程内容本课程主要分为以下几个部分： 1. 单片机原理介绍； 2.Proteus软件基础操作及仿真设计； 3. KeilC编译器概述及使用方法；4. 单片机应用实践。

具体内容安排如下：所属部分内容安排单片机原理介绍单片机的概念、结构、基本原理及寄存器等方面的介绍Proteus软件基础操作及仿真设计软件的下载、安装和使用方法、元件的搜索、添加及仿真实践KeilC编译器概述及使用方法KeilC编译器的下载、安装及基本使用、编写程序及调试的方法所属部分内容安排单片机应用实践实践案例设计及仿真模拟，包括LED灯、数码管、LCD等应用场景2.2 教学方法本课程主要通过实践和应用来提高学生的认知和实际操作能力，采用如下教学方法： 1. 教师讲授：介绍单片机原理及应用的相关知识点； 2. 实践操作：学生基于软件仿真和实际实验操作，设计、模拟单片机应用； 3. 互动交流：教师和学生之间的讨论及问题解答； 4. 课程作业：布置与课堂实践相关实验或作业，并及时回馈。

三、课程设计3.1 单片机原理介绍本部分主要介绍单片机的相关知识点，包括单片机的概念、结构、基本原理及寄存器等内容。

3.2 Proteus软件基础操作及仿真设计本部分主要介绍Proteus软件的下载、安装及基本操作方法，元件的搜索、添加及仿真设计方法。

实践案例包括常见的LED灯实现、数码管显示等。

3.3 KeilC编译器概述及使用方法本部分主要介绍KeilC编译器的下载、安装及基本使用方法，包括程序编写、仿真调试等操作。

实践案例主要包括数码管显示、按键控制等应用。

3.4 单片机应用实践本部分主要包括LED灯、数码管、LCD显示等实践案例设计及仿真模拟。

1．计算机体系结构：哈佛结构、冯诺依曼结构的区别？哈佛结构RAM和ROM分别编址，冯诺依曼结构RAM和ROM统一编址2．MSC－51单片机外部引脚的名称是什么？各有什么功能？答：(1) 电源及晶振引脚VCC(40脚)：+5V电源引脚VSS(20脚)：接地引脚XTAL1(19脚)；外接晶振引脚（内置放大器输入端）XTAL2(18脚)：外接晶振引脚（内置放大器输出端）(2) 控制引脚RST/V PD(9)为复位/ 备用电源引脚ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入PSEN(29)：输出访问片外程序存储器读选通信号EA/ VPP (31)：外部ROM允许访问/ 编程电源输入(3) 并行I/O口引脚P0.0～P0.7（39～32脚）——P0口；P1.0～P1.7（1～8脚）——P1口；P2.0～P2.7（21～28脚）——P2口；P3.0～P3.7（10～17脚）——P3口。

3. AT89C51单片机的片内资源有哪些？其存储器结构如何？片内RAM可分成哪个三个区？各区的地址范围如何？其内部功能部件有：控制器：是对取自程序存储器中的指令进行译码，在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号，完成指令所规定的功能；运算器：根据控制器发来的信号，执行算术逻辑运算操作；存储器：包括程序存储和数据存储器；定时器计数器：2个16位定时器/计数器，可对机器周期计数，也可对外部输入脉冲计数；中断系统：可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求；输入输出接口：4个8位并行口和一个全双工串行口；其存储器结构属于哈佛结构，MCS-51可寻址空间是两个64KB，即64KB的程序存储空间和64KB的数据存储空间。

片内RAM可分成划分为三个部分：①作寄存器区（00H-1FH），四组②可位寻址区（20H-2FH）③用户RAM区（30H-7FH），80B7．程序状态字寄存器PSW各位的定义是什么？答：程序状态字寄存器PSW各位的定义如下：PSW.7PSW.6PSW.5PSW.4PSW.3PSW.2PSW.1PSW.0PSW.7：进/借位标志CY，加法有进位时置1，减法有借位时置1；PSW.6：辅助进位标志AC，加法运算低四位向高上四位有进位时置1；PSW.5、PSW.1：用户标志位F0和用户标志位F1，保存用户的位数据；PSW.4、PSW.3：工作寄存器选择控制位RS1和RS0，00至11分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器PSW.2 ：溢出标志位OV，有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于255即乘积在BA中，或除法运算除数为0)时置1PSW.0：奇偶标志位P，累加器A中1的个数为奇数时置1。

第一章1. 什么是单片机？在一块集成电路芯片上集成了微处理器、存储器、输入接口、输出接口、定时器/计数器、中断等基本电路所构成的单片微型计算机，简称单片机（Single-Chip-Microcomputer）。

单片机有较强的控制功能，主要取决于单片机在其结构上的设计，包括单片机硬件、指令系统及I/O处理功能等方面都有独到之处。

虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从其逻辑功能上来看，都具有微机系统的含义。

2．单片机应用灵活性体现在哪些方面？单片机以其自身的特点，其应用领域已渗透入各个领域。

单片机的主要特点是体积小、功耗低、价格低廉、使用方便，控制功能强、便于进行位运算且具有逻辑判断、定时计数等多种功能。

单片机应用系统设计灵活，在系统硬件不变的情况下，可通过不同的程序可实现不同的功能，因此这从根本改变了传统控制系统的设计思想和设计方法。

过去必须由模拟电路、数字电路及继电器控制电路实现的大部分功能，现在已能用单片机并通过软件方法实现。

由于软件技术的飞速发展，各种软件系列产品的大量涌现，可以极大地简化硬件电路。

“软件就是仪器”已成为单片机应用技术发展的主要特点。

3．简述单片机的发展历程。

1976年，Inter公司推出了MCS-48系列8位单片机到目前为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品。

代表产品有Intel公司的MCS-51系列（以下简称51系列）机（8位机）目前，市场上的主流产品是51系列兼容机：由STC公司推出的高性价比的STC89系列单片机和Atmel公司生产的AT89系列单片机。

随着集成电路的发展，随之出现内核为32位的ARM处理器，在单片机家族的众多成员中，51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，在8位单片机的基础上，又推出超8位单片机，其功能进一步加强，同时16位单片机也相继产生，代表产品有Intel公司的MCS-96系列以及ATMEL推出的A VR单片机。