单片机及其最小应用系统.ppt

存储器。 3.时钟电路
第18、19脚外接的石英晶体振荡器电路 为单片机提供时钟节拍信号，让单片机各组 件一起协调一致工作。 4.复位电路
第9脚外接的按钮和阻容电路为复位电 路，在正常工作时为低电平，在开机上电瞬 间和按下按钮时第9脚为高电位，实现复位。
作业：1.单片机最小应用系统由哪些电路组 成？
单片机技术与应用
任务基本结构
1.中央处理器CPU 是单片机的核心，单片机所有的运算和
控制都在此执行。 2.程序存储器
AT89S52的程序存储器是快闪存储器 Flash ROM,工作速度快，用于存储程序，大小 为8k字节，可反复擦写百万次以上。可外接存 储器用于扩展。 3.数据存储器
AT89S52内部的数据存储器RAM只有256字 节，容量小，需要大容量时可外扩。 其他
单片机内还有定时器、计数器等，用于在 控制过程中实现定时和计数功能。
二、单片机最小应用系统
单片机最小应用系统是指单片机可以 正常工作的最简单电路结构。
1.电源电路 第40脚接正5V电源，第20脚接地。
2.程序存储器选择电路 第31脚接高电平，使用单片机内部自带

汇编语言指令集 详细讲解单片机常用的汇编语言指令，包括数据 传送、算术运算、逻辑运算、位操作等指令。
3
汇编语言编程实例
通过具体案例，演示如何使用汇编语言进行单片 机程序开发，包括程序结构、编程规范、调试技 巧等。
C语言编程
C语言在单片机中的应用
01
阐述C语言在单片机领域的优势以及适用场景。
单片机C语言编程基础
生产流程自动化
通过单片机控制电机、气缸、传 感器等设备，实现对生产流程的 自动化控制和优化。
数据采集与处理
通过单片机对生产线上的各种数 据进行实时采集和处理，提高生 产效率和产品质量。
故障诊断与预警
通过单片机对生产线上的设备进 行故障诊断和预警，减少故障停 机时间，提高生产效率。
汽车电子控制系统设计
发展历程
从20世纪70年代的第一代4位单片机，到80年代的8位单片机，再到90年代的 高性能16位和32位单片机，单片机的性能和功能不断提升，应用领域也不断扩 展。
单片机应用领域
智能家居
智能照明、智能安 防、智能家电等。
交通运输
汽车电子、航空航 天、轨道交通等。
工业控制
自动化生产线、机 器人控制、电机驱 动等。
定时/计数器编程方法
使用单片机的定时/计数器时，需要先进行初始化设置，包 括选择工作模式、设置计数值、启动定时/计数器等。然后， 在程序中编写相应的中断服务程序，以处理定时/计数器产 生的中断请求。
中断程序设计与实例分析
要点一
中断程序设计步骤
确定中断源及优先级 -> 编写中断服务程序 -> 在主程序中开 启中断 -> 运行并调试程序。
医疗设备
医疗仪器、健康监 测设备等。

条件转移指令
子程序调用与返回
根据某个条件判断的结果来决定 程序是否转移到指定的地址执行， 如JZ（零转移）、JNZ（非零转 移）等。
子程序是一段可以独立执行的程 序段，通过调用指令CALL实现子 程序的调用和返回。在调用子程 序时，需要将返回地址压入堆栈； 在子程序返回时，再从堆栈中弹 出返回地址并执行返回操作。
人机交互设备（键盘、显示器等）接口设计
键盘接口设计
通过扫描键盘矩阵或接收键盘中断的方式，读取按键信息并转 换为相应的数据或命令。
显示器接口设计
根据显示器的类型和通信协议，设计相应的接口电路和驱动程 序，实现单片机对显示器的控制和数据传输。
应用实例分析：智能家居控制系统设计
系统概述
介绍智能家居控制系统的功能、 组成和工作原理，包括中央控制 器、传感器、执行器等部分。
AVR系列
ARM系列
采用先进的RISC结构，具有高速度、低功耗、 丰富的外设接口等特点，适用于物联网等领 域。
采用高性能的32位RISC结构，具有强大的处 理能力和丰富的外设接口，适用于高端嵌入 式系统等领域。
02
单片机基本原理
微处理器结构与工作原理
微处理器内核结构 包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、控制单元等。
04
C语言程序设计在单片机 中的应用
C语言与汇编语言比较
高级语言与低级语言
C语言属于高级语言，具有易于理解、编写和维护的特点；而汇编 语言是低级语言，更接近硬件，但编写复杂且可读性较差。
可移植性
C语言具有良好的可移植性，可以在不同平台上运行；而汇编语言 与特定硬件平台紧密相关，可移植性差。
执行效率
创建工程文件
在编译器中创建新的工程文件，并添 加源代码文件、头文件等。

（2）智能化家电控制 微控制器嵌入到现代的各种家用电器中取代传统的电子电路控制已经成为发展趋势，并且提高了
这些家电的身价。如微控制器控制的智能化电饭煲、全自动洗衣机、电冰箱、空调、彩电等，五花 八门，无所不在。
单片机应用
单片机原理与应用
单片机的应用
（3）计算机外设控制 第一章 单片机基础知识
结合不同（类型3）的传计感算器，机还外可设实现控各制类物理பைடு நூலகம்的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。
例如，驱有动些微器型中打，印大机多内采部采用用80840385微单控片微制机器控，制控，能制打主印轴点电阵汉机字的，启可停与一和般转的速微，机配控接制。步进电机的精确步距，从而保证磁 归微纳控起 制头来器的，的微应精控用确制范寻器围道的广主阔和要，定应在位用家。有用以电下器、5个医方疗面设。备、测控仪表、计算机外设、数控机床、尖端武器、机器人和航空航天中都得到了广泛的应
（5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计
算机之间的数据通信。
单片机应用
单片机原理与应用
S 小 结 第一章 单片机基础知识
结合不同类型的传感器，还可实现各类物理量的精密测量，如温度、湿度、流量、流速、电压、频率等。 （5）多机系统中的测控 微控制器所具备的通信接口，能方便地实现微控制器与微控制器之间、微控制器与计算机之间的数据通信。
用结，合成 不为同无控类制型线系的电统传中感对重器讲要，的还机智可等能实。化现芯各综片类上。物理所量述的，精密微测控量，制如器温度已、成湿为度、计流算量、机流发速展、电和压应、频用率的等。一个重要方面。
微控制器在医疗设备中也用得相当广泛，如呼吸机、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。

0FH / 10H 第1组通用寄存器区
07H / 08H 第0组通用寄存器区 00H
数据缓冲区、堆栈区、 工作单元
即可位寻址，又可字节 寻址
R0、R1、R2、R3、R4、R5、R6、 R7
1） 通用寄存器区。四组通用寄存器，每组8个寄存器单元，
每组都以
R0~R7为寄存器单元编号。
RS1 RS0
0
0
理论认知
图 外部数据存储器区空间各单元中的内容
1
（3）程序存储器区
理论认知
图 程序存储器空间各单元中的内容
1
（4）工作寄存器和专用寄存器区
理论认知
图 工作寄存器和专用寄存器区
1
（5）并行输入/输出口
理论认知
图 并行输入/输出接口显示
1
理论认知
3、检查存储器状态
（1）单步运行 单击单步运行按钮 ，或者单击“Debug”下 拉菜单中的“Step” 。
状态寄存器PSW各位的意义
位序 PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW. PSW.
7
6
5
4
3
2
1
0
位标 CY
AC
F0 RS1 RS0 OV
∕
P
志
５）数据指针（DPTR） 按16位寄存器使用： DPTR也可以按两个8位寄存器分开使 用：DPH和DPL。
1
理论认知
1
理论认知
连接电脑和编程器，运行编程器RF1800软件，执行程序 烧写（固化）
脱机，现场运行，完成单片机开发
1
理论认知
1
理论认知
一、启动Keil μVision 2 1、双击 ，Keil μVision 2

02
单片机基本原理
单片机的硬件结构
01
02
03
04
中央处理器
负责执行指令和控制单片机工 作。
存储器
用于存储程序和数据。
输入/输出接口
实现单片机与外部设备的通信 。
时钟电路
提供单片机工作所需的时钟信 号。
单片机的指令系统
指令集
单片机所能执行的指令集合。
指令格式
指令的编码格式和长度。
寻址方式
确定操作数所在地址的方式。
统上运行。
项目管理工具
IAR Embedded Workbench提供了 项目管理工具，方便用户管理项目文
件和资源。
高效编译器和调试器
IAR Embedded Workbench提供了 高效的编译器和调试器，支持多种单 片机型号。
图形化界面设计工具
IAR Embedded Workbench支持图 形化界面设计，方便用户设计人机交 互界面。
单片机原理及应用
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发环境 • 单片机应用实例 • 单片机发展趋势与展望
01
单片机概述
单片机的定义与特点
定义
单片机是一种集成电路芯片，它集成 了中央处理器、存储器、输入/输出 接口等主要计算机部件，形成一个完 整的微型计算机系统。
特点
单片机具有体积小、功耗低、可靠性 高、价格便宜等特点，广泛应用于各 种智能控制领域。
单片机的应用领域
工业控制
单片机可以用于各种自 动化设备的控制，如智 能仪表、传感器、执行
器等。
智能家居
单片机可以用于智能家 居系统的控制，如智能 照明、智能安防、智能
家电等。

﹡无ROM（ROMLess）型，应用时要在片外扩展程序存储器；
﹡掩膜ROM（Mask ROM）型，用户程序由芯片生产厂写入； ﹡ EPROM（Erasable Programmable ROM）型，用户程序通过写 入装置写入，通过紫外线照射擦除；
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3、MCS-51单片机的内部结构
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该系列生产工艺有两种：
一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。 二是CMOS工艺（互补金属氧化物的MOS工艺）， 具有低功耗的特点。
在产品型号中凡带有字母“C”的即为CMOS芯片，不带 有字母“C”的即为HMOS芯片。
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在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式：
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8位单片机
• 是目前应用最广泛的单片机。 • 用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。 • 1980年，美国Intel公司推出MCS-51系列单片机。 • MCS-51系列及其兼容机型
ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机
单 硅
一块芯片就成了一台计算机
单片机有体积小、功耗低、 价格低、控制功能强、性能价 格比高、易于推广应用等显著 优点。
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• 组成： • 性能: • 价格:
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