单片机原理教程经典ppt课件
目录contents•单片机概述
•单片机内部结构
•单片机指令系统与汇编语言
•单片机C语言编程基础
•单片机中断系统与定时器/计数器
•单片机串行通信接口技术
•
单片机扩展技术与应用实例分析
单片机概述01
定义
单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接
口等计算机主要部件集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。
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
16位、32
位单片机，以及近年来的高性能、低功耗、多核单片机等。单片机定义与发展单片机应用领域
智能家居汽车电子
智能照明、智能安
防、智能家电等。车身控制、发动机
控制、安全系统等。
工业控制医疗设备物联网
自动化生产线、智
能仪表、电机控制
等。医疗仪器、健康监
测设备等。智能传感器节点、
物联网网关等。
经典的单片机系列，具有简单、易用、成本
低等特点，广泛应用于教学和工业领域。8051系列
高性能、低功耗的单片机，具有丰富的外设
接口和强大的中断处理能力。AVR系列
微芯公司推出的单片机系列，具有高性能、
低功耗、易于编程等特点，广泛应用于各种
嵌入式系统。PIC系列
基于ARM架构的单片机，具有高性能、低功
耗、丰富的外设接口和强大的扩展能力，适
用于高端嵌入式系统。ARM
系列常见单片机类型及特点
单片机内部结构02
执行算术和逻辑运算，处理数据。运算器控制程序执行流程，包括指令取指、
译码和执行。
控制器
暂存数据和地址，加速CPU处理速
度。
寄存器组中央处理器CPU
存放程序和常数，通常是ROM或Flash。
程序存储器
数据存储器
特殊功能寄存器
存放变量和临时数据，通常是RAM。用于控制单片机的特定功能，如I/O端口、定时器等。0302
01存储器结构
与外部设备连接，实现数
据输入和输出。I/O端口
多位数据同时传输，速度
较快。并行I/O口
逐位传输数据，适用于远
距离通信。串行I/O
口输入/输出接口电路时钟电路与复位电路
单片机原理及应用电子教案课件
第一章：单片机概述
1.1 单片机的定义和发展历程
1.2 单片机的特点和应用领域
1.3 单片机的分类和主要性能指标
1.4 单片机的发展趋势和前景
第二章：单片机的基本组成原理
2.1 单片机的硬件组成
2.2 单片机的软件组成
2.3 单片机的工作原理
2.4 单片机的时序和工作状态
第三章：单片机的指令系统
3.1 单片机的指令格式和分类
3.2 单片机的寻址方式
3.3 单片机的常用指令及其功能
3.4 单片机的特殊指令及其功能
第四章：单片机的编程技术和应用
4.1 单片机的编程语言和工具
4.2 单片机的编程步骤和技巧
4.3 单片机的程序调试和优化
4.4 单片机的应用领域及实例
第五章：单片机的接口技术和扩展应用 5.1 单片机接口技术的基本概念
5.2 单片机的并行接口和串行接口
5.3 单片机的外设接口及驱动电路
5.4 单片机的扩展应用及实例
第六章：单片机的中断系统
6.1 中断系统的概念和分类
6.2 单片机中断系统的工作原理
6.3 单片机中断系统的编程和应用
6.4 外部中断源的识别和应用实例
第七章：单片机的定时器和计数器
7.1 定时器和计数器的基本概念
7.2 单片机定时器和计数器的工作原理
7.3 单片机定时器和计数器的编程和应用
7.4 定时器和计数器应用实例
第八章：单片机的串行通信接口
8.1 串行通信的基本概念和标准
8.2 单片机串行通信接口的工作原理
8.3 单片机串行通信的编程和应用
8.4 串行通信接口应用实例
第九章：单片机的人机交互接口
9.1 人机交互接口的基本概念
9.2 单片机与显示器接口的编程和应用 9.3 单片机与键盘接口的编程和应用
9.4 单片机与鼠标和触摸屏接口的编程和应用
第十章：单片机的开发工具和环境
10.1 单片机开发工具的分类和功能
10.2 单片机编程软件的使用和操作
10.3 单片机仿真器和调试器的工作原理和使用方法
单片机原理及应用
机电信息学院 吴茂
电话：
了解单片机
生活中哪里有单片机，他们有什么作用？
如何学习单片机
1、 首先要培养学习单片机的兴趣。如何培养兴趣？
2、 要有工具（实验装置介绍）
单片机开发的全过程
一、 1、 接受任务（可以是自定的、别人给定的）
2、 总体规划系统（功能、外形、结构等）
3、 硬件设计（线路板的设计、元件的安装）
4、 软件设计（本课程主要解决的问题）
1、 编辑程序
2、 编译 （检查语法错误，如有错误返回第一步）
3、 试验运行 （检查逻辑错误，如有错误返回第一步）
这是程序开发的主要工作，通常有以下几种手段：
A、软件仿真（仅适用于没有对硬件操作的系统）
B、仿镇器（最方便，但成本贵）
C、下载线（底成本，仅有部分CPU有此功能）
D、使用编程器直接将程序写到CPU（每次要插拔
CPU，太麻烦）
4、 调试完毕，用编程器将程序写到CPU。
5、 成品。
实验装置介绍：
根据我校学生对单片机课程学习的需求,我们在参考其他公司的产品的基础上，结合课程的实际情况，开发了适合学生入门学习的单片机学习板，FD-51学习板，该学习板设置了包括LED数码管、LCD1602液晶、AD\DA转换器件等单元电路，可以做几十个单片机实验，而且本实验板我们是以配件的形式提供给学生，让学生自己焊接调试线路板。学生不但可以学习软件编程技术，还可以学习硬件焊接及调试技术，可以更好地锻炼学生的动手操作能力。
原理图
开发板图
实验装置可以完成的主要硬件实验：
1、P1口亮灯实验（输出流水灯实验）
2、P1口亮灯实验（输出交通灯实验）
3、简单I/O口扩展实验
4、键盘实验
5、遥控解码实验
6、计数器实验
7、继电器控制实验
8、定时器实验
9、AT24C02读写实验 10、93C46读写实验
注意：本课件为上课内容的一个补充，其中难免存在错误，请读者不吝赐教，如有问题请发送E-mail到 zhaojian@。
本文根据教学的情况，随时进行修改和完善，所以欢迎同学随时注意本文档在课件中的更新情况。
单片机基础知识
单片机的外部结构：
1、 DIP40双列直插；
2、 P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚；（作为I/O输入时，要先输出高电平）
3、 电源VCC（PIN40）和地线GND（PIN20）；
4、 高电平复位RESET（PIN9）；（10uF电容接VCC与RESET，即可实现上电复位）
5、 内置振荡电路，外部只要接晶体至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（频率为主频的12倍）
6、 程序配置EA（PIN31）接高电平VCC；（运行单片机内部ROM中的程序）
7、 P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1
单片机内部I/O部件：(所为学习单片机，实际上就是编程控制以下I/O部件，完成指定任务)
1、 四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3；
2、 两个16位定时计数器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）
3、 一个串行通信接口；（SCON，SBUF）
4、 一个中断控制器；（IE，IP）
针对AT89C52单片机，头文件AT89x52.h给出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定义。教科书的160页给出了针对MCS51系列单片机的C语言扩展变量类型。
C语言编程基础：
1、 十六进制表示字节0x5a：二进制为01011010B；0x6E为01101110。
2、 如果将一个16位二进数赋给一个8位的字节变量，则自动截断为低8位，而丢掉高8位。
3、 ++var表示对变量var先增一；var—表示对变量后减一。
4、 x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f;
5、 TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量TMOD的低四位赋值0x5，而不改变TMOD的高四位。
