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第一章单片机入门知识概述1.1 单片机的发展历程单片机的应用在后PC时代得到了前所未有的发展，但对处理器的综合性能要求也越来越高。
综观单片机的发展，以应用需求为目标，市场越来越细化，充分突出以“单片”解决问题，而不像多年前以MCS51/96等处理器为中心，外扩各种接口构成各种应用系统。
单片机系统作为嵌入式系统的一部分，主要集中在中、低端应用领域（嵌入式高端应用主要由DSP、ARM、MIPS等高性能处理器构成），在这些应用中，目前也出现了一些新的需求，主要体现在以下几个方面：（1）以电池供电的应用越来越多，而且由于产品体积的限制，很多是用钮扣电池供电，要求系统功耗尽可能低，如手持式仪表、水表、玩具等。
（2）随着应用的复杂，对处理器的功能和性能要求不断提高。
既要外设丰富、功能灵活，又要有一定的运算能力，能做一些实时算法，而不仅仅做一些简单的控制。
（3）产品更新速度快，开发时间短，希望开发工具简单、廉价、功能完善。
特别是仿真工具要有延续性，能适应多种MCU，以免重复投资，增加开发费用。
（4）产品性能稳定，可靠性高，既能加密保护，又能方便升级。
1. 单片机技术的发展特点自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。
纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。
（1）单片机寿命长这里所说的长寿命，一方面指用单片机开发的产品可以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微处理器相比的长寿命。
随着半导体技术的飞速发展，MPU更新换代的速度越来越快，以386、486、586为代表的MPU，很短的时间内就被淘汰出局，而传统的单片机如68HC05、8051等年龄已有20岁以上，产量仍是上升的。
这一方面是由于其对相应应用领域的适应性，另一方面是由于以该类CPU为核心，集成以更多I/O功能模块的新单片机系列层出不穷。
《单片机原理及应用》课程标准学时数：28学时课程性质：专业课适用专业：机电技术应用一、课程性质与定位《单片机原理及应用》课程是机电一体化、数控技术专业的一门专业必修课。
是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。
通过学习利于改善学生的知识结构，使其获得利用单片机解决某些工程技术问题所需的知识，为学习后续课程及在今后工作中利用单片机实现电器控制、过程控制、信息处理和管理奠定必要的基础。
二、课程教学目标通过学习要求学生掌握单片机的工作原理，了解有关单片机的基本知识，掌握该单片机的指令系统及汇编语言设计的基本方法，掌握单片机的基本功能及典型接口技术，获得相关领域内应用单片机的初步能力。
三、本课程学时安排四、课程教学内容和基本要求第1章单片机基础知识概述（2学时）（一）教学重点和难点单片机概述；PrOteUS 应用简介。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 1. 1单片机概述1. 2单片机学习的预备知识2. 3PrOteUS 应用简介 （2）基本要求：能说出单片机的特点和应用，会数制及其转换；ISIS 模块应用举例，汽ARES 模块应用举例。
第2章MCS-51单片机的结构及原理（2学时） （一）教学重点和难点能说出MCS-51单片机的结构，MCS-51的存储器结构；并行I/O 口。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1MCS-51单片机的结构 2. 2MCS-51的存储器结构 2. 3单片机的复位、时钟与时序 2. 4并行I/O 口 （2）基本要求：掌握MCS-51单片机的内部结构，了解程序、数据存储器，掌握时钟电路。
第3章单片机的汇编语言与程序设计（4学时） （一）教学重点和难点知道MCS-51指令系统，会汇编语言的编程方法。
（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1汇编语言概述 （1学时） 3. 2 MCS-51指令系统简介 （2学时） 3. 3汇编语言的编程方法（1学时） （0.5学时） （0.5学时）（0.5学时） （0.5学时） （0.5学（2）基本要求：了解汇编语言指令格式和描述操作数的简记符号；了解汇编语言程序设计步骤;第4章单片机的C51语言（4学时）（一）教学重点和难点C51的程序结构，C51与汇编语言的混合编程；C51仿真开发环境。
单片机原理及应用教程第一章单片机概述1.填空题(1)单片机是把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器CPU、_____、_____、_____、 _____以及_____等集成在一块芯片中，构成一个完整微型计算机。
(2)根据片内ROM的结构，单片机常可分为3类。
MCS,51中的8031属于_____，8051属于_________ ,8751属于_________。
(3)按照CPU对数据的处理位数，单片机通常可分为:,位机、_____、_____、和_____。
(4)单片机正朝着__________、__________、外围电路的内装化__________以及__________、__________等方向发展。
(5)单片机与微处理器追求的目标相比，微处理器更侧重于__________和__________，而单片机更侧重于__________和__________。
2.选择题(1)可以表示单片机的缩略词是__________。
A(MPU B. MCU C. WDT D. PWM (2)不属于单片机系列的是__________.A. MCS-96B. 80C51C. 80X86D. M68HC11(3)Atmel公司典型的单片机产品系列是__________。
A(AT89 B. M68300 C. PIC D. SH 3.判断题(1)单片机就是CPU，CPU就是单片机。
( ) (2)在浏览单片机系列选型表时，应注意单片机中CPU对数据的处理能力和芯片内部所有包含的在资源等两个方面。
( ) (3)由于16位和32位单片机具有很多有点，因为8位单片机目前已被淘汰。
( ) 4.简答题(1)单片机有哪些特点,(2)单片机内部一般有哪些功能部件,各功能部件的作用是什么,(3)单片机主要应用领域有哪些,第二章 MCS—51单片机的结构1.填空题(1)若不使用MCS-51片内存储器引脚必须接__________。
《单片机原理及应用》习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．(1) 01111001 79H (2) 0.11 0.CH (3) 01111001.11 79.CH(4) 11101010.101 0EA.AH (5)01100001 61H (6) 00110001 31H3.(1) 0B3H (2)80H 17.AH (4) 0C.CH4.(1)01000001B 65 (2) 110101111B 431 (3)11110001.11B 241.75(4)10000011111010 84425.(1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100(3) 01111111 01111111 01111111 (4)1000 0000 1111 1111 1000 0000(5) 10000001 11111110 11111111 (6)11111001 10000110 100001116.00100101B 00110111BCD 25H7.137 119 898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
《MCS51单片机原理与应用》第1章单片机基础第一章单片机基础单片机，又称微控制器（Microcontroller），是一种集成在电路上的微型计算机，广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
MCS51单片机是其中一种具有代表性的单片机系列，由美国Intel公司于1980年代初推出，并一直广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
1、1单片机的特点单片机作为一种微型计算机，具有以下特点：（1）体积小：单片机体积小巧，可以方便地集成到各种设备中。
（2）重量轻：单片机重量轻，有利于在移动设备和航空航天等领域应用。
（3）功耗低：单片机的功耗较低，可以延长设备的使用时间。
（4）可靠性高：单片机具有较高的可靠性，可以在恶劣环境下稳定工作。
（5）成本低：单片机的制造成本较低，可以降低设备的整体成本。
1、2单片机的分类单片机可以根据不同的分类标准进行分类，如根据位数、用途、内核等。
其中，根据位数可以分为4位、8位、16位和32位单片机；根据用途可以分为通用型单片机和专用型单片机；根据内核可以分为CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）单片机。
1、3单片机的发展历程单片机的发展历程可以分为以下几个阶段：（1）早期阶段：早期的单片机主要采用8位处理器，功能较为简单，主要用于控制和显示设备。
（2）中期阶段：中期的单片机开始采用16位处理器，具有更快的处理速度和更多的功能，广泛应用于各种嵌入式系统和智能设备中。
（3）现代阶段：现代的单片机已经开始采用32位处理器，具有更快的处理速度和更多的功能，同时开始支持网络和多媒体处理等功能。
1、4单片机的应用领域单片机广泛应用于各种领域，如工业控制、智能家居、智能医疗、航空航天等。
在这些领域中，单片机主要起到控制和监测的作用，可以通过对输入信号的读取和对输出信号的驱动来实现对设备的控制和监测。
单片机还可以通过与其他设备的通信实现数据的传输和处理，从而实现对整个系统的智能化管理。
《单片机原理及应用教程》第8章：MCS51单片机的系统扩展新五年级数学上册五年级植树问题练习题1、同学们在一条100米长的跑道一旁种树，两端各种一棵。
已知每棵树的间距都是5米。
请你算一算，共需要种多少棵树？【分析】根据题目中所给的信息，我们可以知道两端各种一棵树，而且每棵树之间的间距是5米。
根据这些信息，我们可以使用植树问题的公式来计算需要种多少棵树。
【解答】已知跑道长度为：100米已知每棵树之间的间距为：5米根据植树问题公式，可计算需要种的树的数量：100/5)+1=21棵所以，共需要种21棵树。
基于MCS51单片机的热量计热量计的基本原理是测量物质吸收或释放的热量。
在日常生活中，我们通常采用大卡或千焦耳作为热量的单位。
热量计通过测量食物或物质在氧化过程中产生的热量，来计算其所含的热量值。
根据测量原理，热量计可分为不同类型的设备，如量热计、卡计和呼吸计等。
基于MCS51单片机的热量计设计，首先需要考虑硬件和软件方面的实现方法。
硬件方面，需要选用合适的单片机、温度传感器、氧化剂和热量吸收介质等。
软件方面，需要编写程序来控制单片机读取传感器数据，并进行数据处理和显示。
热量计的测量原理主要是通过温度传感器来感知物质在氧化过程中产生的热量，再通过电路设计与实现，将温度变化转化为电信号。
单片机接收电信号后，通过数据采集与处理，计算出物质的热量值。
具体实现过程可分为以下几个步骤：1、温度传感器选用：选择灵敏度高、稳定性好的温度传感器，如PT100、NTC等。
2、电路设计与实现：设计外围电路，将温度传感器输出的电信号进行放大、滤波和线性化处理，以便于单片机读取。
3、数据采集与处理：利用单片机内部的A/D转换器读取温度值，并根据预先设定的氧化剂种类和热量吸收介质，计算出物质的热量值。
基于MCS51单片机的热量计在具体应用中具有广泛前景。
例如，在营养学领域，可以通过热量计来精确测量食物的热量，帮助人们合理安排饮食；在食品工业中，热量计可以用于研究不同加工工艺对食品营养成分的影响；在临床医学上，热量计可用于监测糖尿病患者的能量代谢情况，为其治疗方案提供依据。
总之，基于MCS51单片机的热量计具有测量准确、使用方便、功能多样等优点，在各个领域都有广泛的应用前景。
通过这种设备，我们可以更好地了解食物的营养成分和人体能量代谢情况，为促进健康、防治疾病提供有力支持。
MCS51单片机温度控制系统一、引言在许多工业和科研领域，对温度的控制是非常关键的。
无论是发酵过程、塑料制品的生产，还是医疗设备的运作，都需要对温度进行精准、稳定的控制。
为了满足这些需求，MCS51单片机被广泛地应用于温度控制系统中。
二、MCS51单片机MCS51单片机是一种常见的微控制器，它是由Intel公司于1980年代初推出的8051微控制器系列的基础发展而来。
这种单片机具有丰富的I/O口、强大的定时/计数器、可编程串行通信接口、ADC/DAC转换接口等功能，而且其程序存储器可在线编程，适合于各种控制应用。
三、温度控制系统基于MCS51单片机的温度控制系统主要由温度传感器、MCS51单片机、显示模块和执行器等部分组成。
1、温度传感器：用于检测当前的温度，并将温度信号转换为电信号。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。
2、MCS51单片机：作为控制系统的核心，接收并处理来自温度传感器的信号，并根据预设的控制算法来驱动执行器。
3、显示模块：用来实时显示当前的温度值。
4、执行器：接收到单片机的控制信号后，执行相应的动作来调整温度。
常见的执行器有加热元件、风扇、制冷装置等。
四、系统工作流程系统上电后，MCS51单片机首先进行初始化，然后通过温度传感器读取当前的温度。
根据预设的控制算法，单片机将判断当前的温度是否偏离了预设值，如果偏离，将驱动执行器进行调整。
调整后，系统会再次读取温度值，进行判断，如此循环，以实现温度的实时控制。
五、控制算法对于温度控制系统的控制算法，常见的有PID（比例-积分-微分）控制算法和模糊控制算法。
PID控制算法是一种线性控制算法，简单易用，可以较好地解决线性系统的控制问题。
而模糊控制算法则是一种非线性控制算法，适用于具有不确定性和复杂性的系统。
六、结论MCS51单片机以其稳定、可靠、编程方便等优点，在温度控制系统中得到了广泛的应用。
通过选择合适的温度传感器和执行器，结合适当的控制算法，可以实现对温度的精准、快速的控制。
这不仅提高了生产效率，也保障了产品的质量和稳定性。
随着科技的不断发展，我们有理由相信，MCS51单片机将在未来的温度控制系统中发挥更大的作用。
51单片机控制继电器一、引言在许多应用中，我们需要通过单片机来控制外部设备的开关状态。
在这些情况下，继电器是一种常见的用于接收单片机的控制信号并切换其连接的设备。
本文将详细介绍如何使用51单片机控制继电器。
二、51单片机与继电器51单片机是一种广泛使用的微控制器，具有丰富的外设和强大的编程能力。
它可以通过编程输出数字信号来控制继电器的开关状态。
继电器是一种电气开关，可以通过低电压控制高电压的设备。
它通常由一个输入线圈和一对输出触点组成。
当输入线圈通电时，输出触点会闭合，从而接通电路。
当输入线圈断电时，输出触点会打开，从而断开电路。
三、硬件连接要使用51单片机控制继电器，首先需要将两者进行连接。
通常，我们需要使用一个合适的驱动电路来提高单片机输出的驱动能力。
以下是一个基本的硬件连接方案：1、将51单片机的GPIO（通用输入/输出）引脚连接到继电器的输入线圈。
2、将继电器的输出触点连接到需要控制的设备。
3、加入一个适当的驱动电路（如三极管或MOS管）以提高单片机的驱动能力。
四、软件实现在硬件连接完成后，我们需要编写程序来控制继电器的开关状态。
以下是一个基本的软件实现示例：1、在程序中定义用于控制继电器的GPIO引脚。
2、根据需要设置GPIO引脚的模式（输入或输出）。
3、根据需要编写一个函数来控制GPIO引脚的电平状态，从而控制继电器的开关状态。
4、在主循环中调用该函数，以实现对继电器的控制。
五、结论通过以上介绍，我们可以看到如何使用51单片机控制继电器。
这种方法简单、实用，适用于各种需要单片机控制外部设备开关状态的应用中。
需要注意的是，实际应用中可能需要根据具体硬件和需求进行适当的调整和优化。
51单片机矩阵键盘一、基本原理矩阵键盘是一种行列式键盘，由行线和列线组成。
行线连接到单片机的P2端口，列线连接到P1端口。
当用户按下某个按键时，对应的行线和列线会导通，单片机可以通过检测行线和列线的导通情况来确定被按下的按键。
二、硬件组成51单片机矩阵键盘的硬件组成包括51单片机、行列式键盘和LED指示灯等。
其中，单片机采用Intel公司的8051系列，该系列单片机具有高性能、低功耗、高集成度等特点。
键盘采用4×4的行列式结构，共有16个按键。
LED指示灯连接到单片机的P0端口，用于显示输入信号的状态。
三、软件实现51单片机矩阵键盘的软件实现包括以下几个步骤：1、初始化：在程序开始时，需要对单片机和键盘进行初始化。
初始化包括设置单片机的I/O端口、配置键盘的行列线等。
2、扫描：程序通过循环扫描键盘的每一个按键，检测是否有按键被按下。
当检测到按键被按下时，程序会记录下该按键的位置，并将相应的LED指示灯点亮。
3、处理：程序根据按键的位置，执行相应的操作。
例如，按下数字键“1”，程序会将“1”加到计数器中；按下字母键“A”，程序会将“A”输出到串口等。
四、注意事项在使用51单片机矩阵键盘时，需要注意以下几点：4、防抖：由于按键的机械特性，按下按键时会产生抖动现象。
为了消除抖动对程序的影响，可以采用软件防抖技术。
软件防抖技术可以通过延时、重复检测等方式来消除抖动。
5、去抖：当按键被按下时，会产生一个短暂的电平变化，这个变化被称为按键的抖动。
为了准确地检测按键的状态，需要在程序中进行去抖处理。
去抖可以通过硬件或软件实现。
6、防误触：由于键盘的行列线是相互交叉的，可能会产生误触现象。
为了防止误触，可以采用互锁技术或者使用硬件消抖电路等。
7、优化：为了提高程序的效率和性能，可以对代码进行优化。
例如，使用中断服务程序代替轮询方式来处理按键事件，使用查表法代替分支语句等。
51单片机矩阵键盘是一种简单、实用的输入设备，可以广泛应用于各种嵌入式系统中。
在使用时需要注意防抖、去抖、防误触等问题，并针对具体应用场景进行优化。
