单片机原理及接口技术第一章ppt课件

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单片机原理及接口技术

SFR和RAM
ROM
定时/计数器
系统总线 CPU
并行I/O口
串行I/O口
中断系统
P0 P1 P2 P3
TXD RXD
INT0 INT1
图2—1 MCS—51单片机的功能模块框图
16
2.1.2 MCS-51系列单片机管脚排列
40脚分三类： 1、电源线和时钟信号线共4根
VCC，GND——电源和地+5V 电源供电，
存储器中取指令或读取数据时，该信号有效。
EA——程序存储器有效地址，EA=1 从内部开始执行程序；EA=0从外部开始执行程序；
3、I/O口线32根---- MCS-51系列
单片机
P0、P1、P2、P3共32位，对应着芯片的32根引脚。
X1 X2
EA PSEN ALE
RST VCC GND
X1——时钟振荡器输入端，内部振荡器输入端；
X2——时钟振荡器输出端，内部振荡器输出端；
17
2、控制线4根
RST——复位信号，晶振工作后2个机器周期的高电平复位CPU.
ALE——地址锁存信号访问外部存储器时该信号锁存低8位地址；无RAM时， ALE为晶振6分频；
PSEN——外部程序存储器读从程序
P0
P1
8051
P2
P3P00~P07 P10~源自17 P20~P27 P30~P37
18
2.2 内部存储器的结构
2.2.1 存储器基本知识 MCS-51的程序存储器用于存放编好的程序和表
1.1.1 什么是单片机一片半导体硅片集成：中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、
ROM）、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机。具有微型计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。

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据包；4）发射完成。二、数据接收流程 1、配置本机地址和要接收的数据包的大小； 2、配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高； 3、等待数据包的到来； 4、当接收到正确的数据包，nRF24L01自动把字头、地址和CRC校验位移
去； 5、nRF24L01通过STATUS寄存器的RX_BUF置位通知微控制器，微控制器把
单片机原理及接口技术ppt课件
概要
1. 概述 2. 理论基础 3. 电路设计 4. 硬件设计 5. 软件设计 6. 收获与感想
2.1 电机驱动模板方案一：L298驱动步进电机
L298驱动步进电机的电路原理图
电机驱动电路简介
运用ST公司的经典驱动芯片L298驱动二相步进电机；芯片为双电源模式，其中Vss接+5V为芯片提供工作电压，Vs接+16V为驱动电路提供工作电压；为了不对四个输入口信息产生影响，ENA与 ENB两个使能端接高电平；芯片四个输入端IN1、IN2、IN3、IN4这四个引脚分别与单片机的引脚连接，目的在于接收单片机的指令；芯片接收指令后，在芯片中处理，之后从OUT1、OUT2、OUT3 、OUT4这四个引脚对应输出，输出后再传到步进电机；二相步进电机对应四个引脚大至可以定义为A、B、-A、-B其中A=1为第一相通正电流，B=1为第二相通正电流，-A=1为第一相通入反相电流，B=1为第二相通入反相电流；步进电机驱动方式可以分为半步驱动和整步驱动；半步驱动方式如：1001、0001、0011、0010、0110 、0100、1100、1000；整步驱动如：1000、0100、0010、0001；如上面所提，按照一定的顺序不断的改变A、B、-A、-B既改变IN1 、IN2、IN3、IN4的输入，即可使步进电机运动，且变化的快慢决定步进电机的速度。

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1.1.5 MCS-51系列单片机
任务1.1 认识单片机—单片机的概述
1.1.5 MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是由八大部分组成的
(1)一个8位中央处理器CPU(又称为微处理器)。 (2)128 B的片内数据存储器RAM。 (3)2 KB的片内程序存储器EPROM或ROM。 (4)18个特殊功能寄存器SFR。 (5)2个8位并行输入/输出I/O接口。 (6)1个串行I/O接日，实现串行通信。 (7) 2个16位定时器/计数器T0、T1（52子系列有3个)。 (8)具有5个(52子系列为6个或7个)中断源,2个可编程优先级的中断系统。
1. PO端口 (1) 端口结构 (2)通用I/O接日功能 (3)地址/数据分时复用功能 (4)端口操作
任务1. 3 设计LED的驱动电路
1.3.1 单片机的并行端口
重点:端口功能、端口地址、端口结构、负载能力。 2. P1端口
任务1. 3 设计LED的驱动电路
1.3.1 单片机的并行端口
重点:端口功能、端口地址、端口结构、负载能力。 3. P2端口
任务1.1 认识单片机—单片机的概述
1.1.5 MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是由八大部分组成的
任务1.2 设计单片机的最小系统
1.2.1 引脚功能
要使用单片机芯片，就要先了解其引脚特性，包括外部特性和内部特性。MCS-51单片机40引脚配置如图1-5所示，单片机引脚功能见表1-3（见教材第6页）。
计与仿真平台
任务1.2 设计单片机的最小系统
1.2.6 利用Proteus设计一个简单的仿真项目
首先，观看一个Proteus仿真项目的演示;
其次，学习Proteus软件的使用方法;

单片机原理及接口技术李朝青第4版

单片机原理及接口技术
3、CPU中的主要寄存器
1）累加器（A） 2）数据寄存器（DR） 3）指令寄存器（IR） 4）指令译码器（ID） 5）程序计数器（PC） 6）地址寄存器（AR）
单片机原理及接口技术
1）累加器（A）
累加器是微处理器中最繁忙的寄存器。在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：
运算前，用于保存一个操作数；运算后，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果。
例如：两个数（7和9）相加，在相加之前，操作数
9放在累加器中，7放在数据寄存器中，执行两数相加运算的控制线发出“加”操作信号，ALU 即把两个数相加并把结果（16）存入累加器，取代累加器前面存放的数9。
单片机原理及接口技术
3）ALU的两个主要的输入来源
输入来源
累加器数据寄存器
单片机原理及接口技术
设计者：刘艳玲
单片机原理及接口技术
第1章微机基础知识
1.1 微处理器、微机和单片机的概念 1.2 微机的工作过程 1.3 常用数制和编码 1.4 数据在计算机中的表示 1.5 89C51/S51单片机 1.6 思考题与习题
单片机原理及接口技术
§1.1 微处理器、微机和单片机的概念
§1.1.1 微处理器(机)的组成 §1.1.2 存储器和输入输出接口
单片机原理及接口技术
5）程序计数器（PC）
通常又称为指令地址计数器。在程序开始执行前，必须将其起始地址，即程序的
第一条指令所在的内存单元地址送到PC。
当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，使之总是保存将要执行的下一条指令的地址。
由于大多数指令都是按顺序执行的，所以修改的过程通常是简单的加1操作。
1）运算器的组成
运算器

接口技术概述PPT课件

00H
部分：① 工作寄存器区（00H---1FH）
② 位寻址区（20H---2FH）
③ 普通RAM 区（30H---7FH）
第 1 章接口技术概述
1、工作寄存器区是指00H～ 1FH区, 共分4个组, 每组有8个单 7FH
元, 共32个内部RAM单元。
普通RAM区
2、每次F只FH能有1组作为工作寄 30H
调用指令:
LCALL/ACALL 标号
返回指令：
RET
第 1 章接口技术概述
DPTR RAM PC ROM
89C51内有256B的RAM单元，其地址范围为00H—FFH，分P为0 两大部
分: 低 128 字节（S0P0H~7FH）A为真正T的MRPAM区B;
P1
高 128 字节（80H~FFH）为特殊功能寄存器区SFR。 P2
P0
作用：PC存放CPUS将P要执行的指A令所在T的MROPM单元B的地址。 P1
特点：① 具有自动加1功能。
② CPU复位时PC=0000H，当8051脱离复位状态时，开始P从20000H 处执行程序，P因SW此，用户A程L序U应该从0000H ROM单元存P放3 。
③ PC的值可以用转移和调用/返回指令修改。
连接。 1 单片机内部资源不够用时，需要外扩芯片，外扩芯片通过三总线与
CPU交换信息。
第 1 章接口技术概述
单片机最小控制系统的结构图
T0 T1
+5V RST
CPU
RAM ROM 定时计数器
振荡电路
并行口串行口中断系统
X1
X2 P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1
外设外设外设

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二进制算数和逻辑运算例：用补码运算计算11-7=？
取低八位
二进制算数和逻辑运算
例：A=17H, B=09H, 计算A+B （重点关注对FLAG寄存器各位的影响）
00010111 ＋ 00001001
0010最高位是0 结果不为0
无溢出
1的个数为奇
CF=0
计算机中存储程序和数据的部件。可分为： a) 内部存储器（内存）/ 主存储器（主存） b) 外部存储器（外存）/ 辅助存储器（辅存）
微型计算机的硬件组成
描述存储器存储二进制信息量多少。存储二进制信息的基本单位：位（bit，b） 8个二进制位组成的通用基本单元：字节（Byte，B）微型计算机中通常以字节为单位表示存储容量。
二进制算数和逻辑运算
问题与思考
1. 计算机硬件包含哪些组成部件？ 2. 微型计算机的CPU是如何执行指令的?什么是指令流水线? 3. 什么是内存,内存容量由什么决定,什么是存储单元和内存地址? 4. CPU是如何访问内存的?需要哪些信号线,各信号的作用是什么? 5. 什么是寄存器?寄存器的物理位置在哪里,作用是什么?CPU如何访问寄存器? 6. 几个关键的寄存器PC、SP、FLAG的作用是什么，它们在什么情况下会发生改变？ 7. 堆栈区的功能是什么，通常在什么情况下使用，它是如何访问的？
微型计算机的硬件结构
微型计算机的硬件组成
存储器是计算机中存储程序和数据的部件。计算机的存储器分为两大部分，一部分为内部存储器或主存储器，简称内存或主存；另一部分为外部存储器或辅助存储器，简称外存或辅存。
微型计算机的硬件组成
计算机的硬件组成如何？运算器的组成及功能？控制器的组成及功能？
Thanks
微型计算机的硬件组成

完美版课件资料单片机原理与接口技术ppt---第1章微型计算机基础

则低4位加6修正;若高4位大于9或高4位的最高位发生了进位,则高4位加6修正. 例如: X=48, Y=69, 试分析BCD的加法过程. (3)BCD减法: 变成补码的加法进行计算. 例如: X=51, Y=28, 试分析BCD的减法过程. 2. ASCII码诞生于1963年,由7位二进制编码构成,共128个字符编码, 如书上附录A.
0000B----0,0001B----1,0010B----2,0011B----3,0100B----4,
0101B----5,0110B----6,0111B----7,1000B----8,1001B----9,
00010000B----10
1.4 计算机中数和字符的编码
(2)BCD码的加法运算计算机先按二进制数进行运算,然后进行十进制调整. 原则如下:若和的低4位大于9或低4位高4位向发生了进位,
奇偶校验分为两种:奇校验和偶校验.
奇校验:奇校验的约定编码规律要求编码后的检验码中”1” 的个数(包括有效信息位和奇校验位)保持为奇数.
偶校验:偶校验则要求编码后的校验码中”1”的个数(包括有效信息位和偶校验位)保持为偶数.
例如:奇校验
奇校验位有效数位
‘A’= 1
100 0001B
‘B’= 1
(2)负数的反码的符号位和负数的原码相同,数值位是它的数值位的按位求反.
例如: X=+1101101B
Y=-0110110B
[X]原=01101101B
[Y]原=10110110B
[X]反=01101101B
[Y]反=11001001B
3.补码(two’s complement )
(1)正数的补码ห้องสมุดไป่ตู้原码相同.

MCS单片机原理及接口技术第部分(详细分析：单片机)共6张PPT

和在6未8来HC，1应6系各列种）电、子3产2位品M对C单68片3X机X的、要M求PC，5单00片等机）将单会片向机多。功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、大容量存储器的方向发展。
IAnttmele公l公司司推主出要了单8位片的机M产C品S-51系列单片机后，在工业控制方面得到了极大的应用。
单Atm片e机l公自司从主20要世单纪片7机0年产代品问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛的发展，单片机的发展经历了以下几个阶段：
1
2
32
8751 5 12MHz
128
1
2
32
8052 5 12MHz 8K
256
1
3
32
Atmel公司主要单片机产品
单Atm片e机l公的司发主展要阶产段品
At8m0e年l公代司初主,In要te单l公片司机推产出品了8位的MCS-51系列的单片机，随着单片机的应用的急剧增加，其它的单片机也随之大量涌现如：motorola的68系列，
AT89C51 在之未后来，，Int应el开各放种了电5子1产单品片对机单核片技机术的，要Ph求ilip，s、单A片tm机e将l、会A向DI多等功公能司、相高继性推能出、了高基速于度51、内低核电的压单、片低机功. 耗、大容量存储器的方向发展。 5 33MHz 4K 128 1 2 32 之单后片，机I的nt发el开展放阶了段51单片机核技术，Philips、Atmel、ADI等公司相继推出了基于51内核的单片机.
一、单片机的发展历程
单片机自从20世纪70年代问世以来，以其鲜明的特点得到迅猛的发展，单片机的发展经历了以下几个阶段：
单片机的初级阶段
1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列的单片机，以其体积小、重量轻、控制功能齐全和低价格的特点，得到了广泛的应用，为单片机的发展奠定了坚实的基础。

单片机原理与接口技术PPT教程

B
H
E0 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0 A H
D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 PSW
H
PS PT PX PT PX
B8
——
—
1100 BC BB BA B9 B8
IP
H ———
B0 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 P3
H
EA
ES ET EX ET EX
1、算术／逻辑部件ALU 2、累加器A 3、寄存器B 4、程序状态字寄存器PSW
D7 D6 D5 D4
D3
D2 D1 D0
Cy AC F0 RS1 RS0 OV … P PSW
图2-2 程序状态字 PSW
CY（PSW.7）：进位标志位。在进行加法（或减法）运算时，若运算结果最高位有进位或借位，则CY 自动置“1”，否则CY置“0”，在进行布尔操作运算时， CY（简称C）作为布尔处理器。
1.2 单片机的应用
单片机体积微小、可靠性高、价格低廉，应用范围广泛。按其应用领域划分，主要有五个方面：
1.2.1 家用电器 1.2.2 智能卡 1.2.3 智能仪器仪表 1.2.4 网络与通讯 1.2.5 工业测控
1.3 单片机芯片简介
1.3.1 4位单片机 1.3.2 8位单片机 1.3.3 16位单片机
64K 4×8 位 URAT 3×16 7
Motorola
8XC51GB 8K
256B
64K
6×8 位
2URA T
3×16 15
6801
2K/4K 128/256B
64K
3×8 位 1×5 位
UART
3×16 位

《单片机原理与接口技术》多媒体课件标准版文档

补充 C51程序设计
பைடு நூலகம்
中单单系单系指中中指系系系系系中系单指系中系单中指系M单系指系指系指系中单C断片片统片统令断断令统统统统统断统片令统断统片断令统片统令统令统令统断片S、机机扩机扩系、、系扩扩扩扩扩、扩机系扩、扩机、系扩机扩系扩系扩系扩、机-5定技的展技展统定定统展展展展技展定展技统展定展技定统展的展统展统展统展定的1单时术典技术技与时时与技技技技术技时技术与技时技术时与技典技与技与技与技时典片与及型术及术编与与编术术术术及术与术及编术与术及与编术型术编术编术编术与型机串其外其程串串程其串其程串其串程外程程程串外的口发围发口口发口发口发口围口围基展接展展展展接接本口口口结接接接构术术术及工作原理
单片机原理与接口技术
第1章单片机技术及其发展
第第第第第23456章章章章章 M指中系单C令断统片S系、扩机-5统定展的1单与时技典片编与术型机程串外的口围基接本口结接构术及工作原理第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第第41651534435555154513545143526535353546章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章章

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单片机程序设计语言可分为三类： ⑴ 机器语言 ⑵ 汇编语言 ⑶ 高级语言
本书介绍的MCS-51型单片机使用汇编语言。
.
§1-3 计算机中数的表示方法及运算
引言:
● 十进制数是人们习惯使用的进制。 ● 计算机只能“识别”二进制数。 ● 为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。 ● 十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和
.
⒊ 十六进制数
⑴ 有优异的性能价格比。 ⑵ 集成度高，体积小，可靠性好。 ⑶ 控制能力强。 ⑷ 低功耗,低电压,便于生产便携式产品。 ⑸ 易扩展。
.
2、单片机的应用
⑴ 智能化家用电器。 ⑵ 办公自动化设备。
⑶ 商业营销设备。 ⑷ 工业自动化控制。
⑸ 智能化仪表。 ⑺ 汽车电子产品。
⑹ 智能化通信产品。
⑻ 航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
.
几种单片机封装形式
.
返回
1.1.2 微型计算机的发展概况
形成两大分支：
1、PC机： PC机系统全力实现海量高速数据处理，兼顾控制功能。
2、单片机：单片机系统全力满足测控对象的测控功能，兼顾数据处理能力。
.
单片机与PC机之异同（1）
组成：
CPU(进行运算、控制) RAM(数据存储器) I/O口(串口、并口等) ROM(程序存储器) PC机：上述部件以芯片形式安装在主板上。单片机：上述部件被集成到单芯片中。
本章要点：微型计算机和单片机的发展概况单片机系统组成概述(CPU、总线、存储器和I/O 口等) 二进制、十进制和十六进制数(数制转换和运算) 计算机中数的表示(原码、反码和补码) 单片机常用编码(BCD码、ASCII码)
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第1章微型计算机系统基本知识
§1-1 概念
1.1.1 微型计算机
微型计算机具有体积小，功耗低重量轻，价格低，可靠性高，开发使用简便等一系列优点，自问世以来得到了非常广泛的应用。
有关本课程学习的几点建议
本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理这方面知识掌握得不够好的请自己补上本课程是一门实践性、应用性很强的学科仅仅听懂还不够,重在培养动手能力硬件/软件同样重要、不可偏废硬件是骨架，软件是皮肉器脏及思想预习、听课、复习、作业、实验环环都重要用科学的方法学习
.
第1章微型计算机系统基础知识
.
1.2.3 输入/输出设备及其接口电路 ⑴ 输入设备； ⑵ 输出设备； ⑶ I/O接口电路。输入输出设备一般不能与CPU直接相连，而是
通过某种电路完成寻址、数据缓冲、输入输出控制、功率驱动、A/D、D/A等功能，这种电路称为 I/O接口电路。例如：8255、0809、0832等等。
.
1.2.5 软件
通用PC包括：键盘、显示器、鼠标、硬/软/ 光驱、音箱、打印机、扫描仪…等外设。单片机则只是一片集成电路。（……100、48、 40、32、28、20、16、8条引脚）。
.
单片机与PC机之异同（2）
功能：
PC机：数据运算、采集、处理、存储、传输；单片机：控制（或受控于）外设。
通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输；
上述，103、102、101、100、10-1、10-2 称为十进制数各数位的 “ 权 ” 。
.
⒉ 二进制数
主要特点：
① 基数是2。只有两个数码：0 和 1。 ② 进位规则是“逢二进一”。
每左移一位,数值增大一倍；右移一位,数值减小一半。二进制数用尾缀B作为标识符。【例】 111.11B = 1×22 +1×21 +1×20 +1×2-1+1×2-2 = 7.75 其中，22、21、20、2-1、2-2 称为二进制数各数位的“ 权 ”
运算方法，是学习计算机必备的基础知识。
.
一、二进制、十进制和十六进制数
⒈ 十进制数
主要特点： ① 基数是10。有10个数码（数符）构成：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
② 进位规则是“逢十进一”。
【例】 1234.56
= 1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+6×10-2 = 1000+200+30+4+0.5+0.06
②
寄存器F，算术逻辑单元A寄存器IR，
指令译码器ID，定时和控制逻辑电路。
.
1.2.2 总线：
用于传送信息的公共途径。总线分为：
⑴ 数据总线 DB (Data Bus) ⑵ 地址总线 AB (Address Bus) ⑶ 控制总线 CB (Control Bus)
.
1.1.3 单片机的发展概况
可分为四个阶段: 第一阶段：单片机探索阶段。第二阶段：单片机完善阶段。第三阶段：8位机和16位机争艳阶段，也是
单片机向微控制器发展的阶段。第四阶段：微控制器全面发展阶段。目前，应用广泛的主流机型是89C51系列单片机。
.
1.1.4 单片机的特点和应用
1、单片机特点
单片机的专长则是测控，往往嵌入某个仪器/设备/系统中，使其达到智能化的效果。
.
单片机与PC机之异同（3）
应用特点：个人计算机（微机）：
体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。
单片机：
体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。
.
§1-2 单片机系统的组成
有两大部分组成: ⑴ 硬件：组成单片机系统的物理实体； ⑵ 软件：对硬件使用和管理的程序。
.
硬件结构框图
(DB)
时钟 CPU ROM
外
RAM 定时中断 I/O
部
计数器系统接口
设
复位
(AB)
备
(CB)
图1-2 单片机系统的硬件结构框图
.
1.2.1 微处理器
① 运算器：累加器A，暂存寄存器TMP，标志
.
图1-2 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
.
微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的用于存储程序和数据的存储器，以及与输入输出设备相衔接的输入输出接口电路就构成了微型计算机(Microcomputer)
什么是单片机?
如果将微处理器、存储器和输入输出接口电路集成在一块集成电路芯片上，称为单片微型计算机，简称单片机。

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