单片机四

第一章绪论1.1单片机介绍单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。

而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。

汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。

单片机应用技术第四版c语言
《单片机应用技术第四版》是一本针对单片机的应用技术编程讲解书籍，主要以C语言为编写语言，旨在帮助读者掌握单
片机的应用开发。

本书共分为十一章，内容包括：
1. 单片机的基础知识，介绍了单片机的基本工作原理、内部结构和寄存器等；
2. C语言程序设计基础，包括基本语法、数据类型、运算符和
控制语句等；
3. 单片机开发环境的搭建，介绍了Keil C编译器和Proteus仿
真软件的安装和使用；
4. 单片机输入输出控制，讲解了如何实现LED灯、数码管、
按键等的控制；
5. 数字电子技术基础，包括进制转换、逻辑门电路和组合逻辑电路等；
6. 单片机内外部中断，详细介绍了中断的概念和使用方法；
7. 数字量与模拟量转换，包括AD转换器和DA转换器的原理
和应用；
8. 串行通信技术，讲解了串口通信和I2C总线通信的原理和应用；
9. 时钟和定时器，介绍了定时器的工作原理和使用方法；
10. 测量技术，包括温度测量、湿度测量和光敏测量等；
11. 单片机应用举例，通过几个实际应用案例来演示单片机的
应用技术。

《单片机应用技术第四版》可作为单片机应用开发的参考书籍，
适合电子工程技术专业的学生和电子技术爱好者阅读，帮助读者掌握单片机的应用开发技术。

单片机发展历史概述：单片机（Microcontroller）是一种集成为了微处理器、内存、输入输出接口和定时器等功能的集成电路芯片。

它具有体积小、功耗低、成本低廉等优势，广泛应用于各个领域，如家电、汽车、通信等。

本文将详细介绍单片机的发展历史。

1. 单片机的起源单片机的起源可以追溯到20世纪60年代。

当时，计算机技术正处于起步阶段，主要应用在大型机和小型机上。

然而，这些计算机体积庞大、功耗高，不适合于许多应用场景。

为了满足小型化、低功耗的需求，人们开始研发集成为了微处理器的单片机。

2. 第一代单片机第一代单片机于20世纪70年代初问世。

这些单片机采用MOS技术，集成为了微处理器、ROM、RAM和I/O接口等基本功能。

它们的主频较低，性能有限，但已经具备了基本的控制功能。

这些单片机广泛应用于家电、仪器仪表等领域。

3. 第二代单片机随着技术的进步，第二代单片机于20世纪80年代初兴起。

这些单片机采用CMOS技术，主频提高，功耗降低，性能得到了显著提升。

此外，它们还增加了更多的外设接口，如串口、并口、定时器等，使得单片机的应用范围更加广泛。

4. 第三代单片机第三代单片机于20世纪90年代初浮现。

这些单片机采用了先进的CMOS技术，主频进一步提高，功耗进一步降低。

此外，它们还集成为了更多的外设接口，如ADC、DAC、PWM等，使得单片机在摹拟信号处理方面具备了更强的能力。

第三代单片机广泛应用于汽车电子、工业控制等领域。

5. 第四代单片机第四代单片机于21世纪初问世。

这些单片机采用了更先进的制程技术，进一步提高了主频和性能。

此外，它们还增加了更多的存储容量，如Flash存储器，使得单片机的应用更加灵便。

第四代单片机广泛应用于智能家居、物联网等领域。

6. 当前单片机的发展趋势当前，单片机正朝着更小、更低功耗、更高性能的方向发展。

随着制程技术的不断进步，单片机的集成度将进一步提高，功耗将进一步降低。

此外，随着人工智能、机器学习等技术的兴起，单片机在边缘计算方面的应用也将得到进一步拓展。

实验一流水灯
实验目的：用AT89C51控制，使8个LED轮流点亮，周期1S，且LED使用驱动电路。

单片机电路
流程图
开始
将累加器的值赋为0FEH
将累加器的值输出给P1
循环左移一位
延时1秒
实验二定时器/计数器的使
用
实验目的：用T0对1kHz方波进行计数，每满200个使输出翻转；用T1产生20ms定时，满200ms时使翻转，满1s时使翻转。

电路图
流程图
开始
给TMOD赋初值，设
设定定时器初值
开启中断
等待中断
T0中断子程序，翻转T1中断子程序，
翻转
T1中断子程序，
翻转
脉冲个数满200 T1计时满200ms T1计时满1s
实验三 矩阵键盘的使用
单片机电路
流程图
开始 扫描键盘码 延时10ms
再次扫描键盘码
比较两次键盘码
将上次的按键字符左移，将
寻找较键盘码对应的字符
Y
N
实验四双机通信
实验目的：单片机甲同期发送一个自累加数值，周期500ms，用定时器且用中断；单片机乙中断方式接收数据，并通过P1口外接LED显示。

实验电路图：
实验流程图：
单片机乙。

单片机的四种基本时序单位一、时钟周期时钟周期是单片机中最基本的时序单位，它是由晶振产生的稳定的方波信号驱动的。

在一个完整的时钟周期内，单片机的所有操作都会被执行完毕。

时钟周期包括上升沿和下降沿两个阶段，每个阶段都有相应的操作完成。

时钟周期的长短决定了单片机的工作速度，一般用Hertz（赫兹）来表示。

常见的单片机工作频率有8MHz、16MHz等。

时钟周期越短，单片机的运算速度越快，但也会增加功耗和噪声。

二、机器周期机器周期是指单片机执行一条指令所需要的时间。

每个机器周期包含若干个时钟周期，具体数量取决于单片机的架构和指令集。

不同的指令需要的机器周期数不同，一般来说，简单的指令需要较少的机器周期，而复杂的指令需要较多的机器周期。

例如，一条简单的加法指令可能只需要一个机器周期，而一条复杂的循环指令可能需要多个机器周期。

机器周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与时钟周期有一定的关系。

在一个机器周期内，单片机可以执行多个时钟周期的操作，因此机器周期的长短取决于时钟周期的倍数。

三、指令周期指令周期是指单片机执行一条指令所需要的时间，它由若干个机器周期组成。

在一个指令周期内，单片机完成指令的取指、执行、访存和写回等操作。

指令周期的长短取决于机器周期的数量，不同的指令可能需要不同数量的机器周期。

指令周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与机器周期的数量有关。

在一个指令周期内，单片机可以执行多个机器周期的操作，因此指令周期的长短取决于机器周期的数量。

四、机器指令周期机器指令周期是指单片机执行一条机器指令所需要的时间，它由若干个指令周期组成。

在一个机器指令周期内，单片机完成机器指令的取指、执行、访存和写回等操作。

机器指令周期的长短取决于指令周期的数量，不同的机器指令可能需要不同数量的指令周期。

机器指令周期的长短决定了单片机的指令执行速度，它与指令周期的数量有关。

在一个机器指令周期内，单片机可以执行多个指令周期的操作，因此机器指令周期的长短取决于指令周期的数量。

单片机四位数码管阳极管1 ,2,3,4通常用于控制数码管的显示。

这些阳极管用于选择要显示的数码管，以便单片机可以向其发送相应的数据。

具体来说，单片机通过控制阳极管的导通或截止，来选择要显示的数码管。

例如，如果单片机想要显示数字“1”，它会控制阳极管1、2、3、4都处于截止状态，而阳极管5、6、7、8处于导通状态。

这样，数码管1就会被选通，并显示数字“1”。

此外，阳极管也可以通过编程来实现复用，以便同时控制多个数码管。

这样，单片机可以通过控制阳极管的导通和截止，来同时控制多个数码管的显示。

需要注意的是，具体的控制方式可能会因不同的单片机型号和数码管型号而有所不同。

因此，在使用单片机控制数码管时，需要参考相关的技术文档和数据手册，以确保正确的连接和控制方式。

单片机模块四单片机内部三大功能单片机模块四：单片机内部三大功能单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机，在众多领域都有着广泛的应用。

要深入理解单片机的工作原理和应用，就需要了解其内部的三大功能：运算与控制功能、存储功能和输入输出功能。

一、运算与控制功能单片机的运算与控制功能是其核心所在。

它能够执行各种算术和逻辑运算，例如加法、减法、乘法、除法以及与、或、非等逻辑操作。

这些运算能力使得单片机能够处理和分析数据，实现各种复杂的控制任务。

在控制方面，单片机通过内部的指令系统来实现对外部设备和系统的精确控制。

指令系统就像是单片机的“语言”，它规定了单片机能够执行的各种操作和动作。

单片机根据预先编写好的程序，按照指令的顺序依次执行，从而实现对外部世界的控制。

例如，在一个温度控制系统中，单片机通过传感器不断获取当前的温度值，并与设定的温度值进行比较。

然后，根据比较结果，单片机执行相应的控制指令，如控制加热装置的开启或关闭，以保持温度在设定的范围内。

为了提高运算和控制的效率，单片机通常采用流水线技术和哈佛结构。

流水线技术使得单片机能够在一个时钟周期内同时执行多个操作步骤，从而大大提高了指令的执行速度。

哈佛结构则将程序存储器和数据存储器分开，使得单片机能够同时访问程序和数据，进一步提高了系统的性能。

二、存储功能存储功能是单片机不可或缺的一部分。

单片机内部通常包含程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器用于存储单片机运行所需的程序代码。

这些程序代码在单片机生产时就被固化在存储器中，用户无法修改。

程序存储器的容量大小决定了单片机能够运行的程序的复杂程度。

数据存储器则用于存储单片机在运行过程中产生和处理的数据。

与程序存储器不同，数据存储器中的数据可以被单片机随时读取和修改。

数据存储器的容量大小决定了单片机能够处理的数据量的多少。

在实际应用中，为了满足更大的存储需求，还可以通过外部扩展存储器的方式来增加单片机的存储容量。

单片机原理及应用第四版单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出接口的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备中。

本文将介绍单片机的基本原理及其在实际应用中的具体情况。

首先，我们来介绍单片机的基本原理。

单片机内部包含了中央处理器（CPU）、存储器（ROM和RAM）、输入/输出接口（I/O）以及定时/计数器等模块。

CPU是单片机的核心，负责执行程序指令和数据处理；存储器用于存储程序和数据；I/O接口用于与外部设备进行数据交互；定时/计数器用于控制时序和计数。

这些模块相互配合，构成了单片机的基本功能框架。

在单片机的应用方面，它可以用于各种电子设备中，如家用电器、工业控制、汽车电子等。

以家用电器为例，单片机可以实现定时开关、温度控制、显示控制等功能，极大地提高了家电设备的智能化水平；在工业控制领域，单片机可以实现自动化生产线的控制、数据采集与处理等任务，提高了生产效率和质量；在汽车电子方面，单片机可以实现发动机控制、车载娱乐系统、车载通讯系统等功能，提高了汽车的智能化和安全性能。

此外，随着科技的不断进步，单片机的应用领域也在不断扩大。

比如在物联网领域，单片机可以实现各种传感器的数据采集和处理，实现智能家居、智能城市等应用；在医疗器械领域，单片机可以实现各种医疗设备的控制和监测，提高了医疗设备的精准度和稳定性。

综上所述，单片机作为一种微型计算机系统，具有广泛的应用前景和巨大的市场需求。

随着科技的不断发展，单片机的性能和功能将会不断提升，应用领域也将会不断扩大，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。

希望本文能够帮助读者更好地了解单片机的原理和应用，为相关领域的研究和开发提供一些参考和启发。