第1章 单片机基础知识

单片机原理及应用机械工程学院机械制造系主讲：冯娜1基本教学目标对单片机及接口技术从整体上有较清晰的认识；掌握单片机的开发流程；掌握80C51内部的功能结构；熟练掌握单片机汇编语言程序设计的基本方法；了解常用的显示、控制器件的参数及控制方法；掌握查资料的方法；培养学生的观察能力，联系、系统、节约的观念等。能够系统地自学基本概念、基本原理，进而对知识深入归纳、总结、提炼；能够以项目为主线，将理论知识与实际相结合；能够发现问题、研究问题、解决问题，有专劲和韧劲；通过自由组建小团队，发挥各自优势协作完成项目，增强团队合作能力；进一步锻炼书面表达和语言表达的逻辑思维；边讲、边学、边练、边悟。卓越能力提升如何学习教

材单片机基础及应用．赵巍、冯娜主编．清华大学出版社参考书单片机基础．李广弟．北京航空航天大学出版电子资源学习光盘，项目实例软件Keilc开发软件，AVR烧录软件，驱动硬件自行开发实验箱40套，大块调试板板2套，实验室开放2023/2/1第5章汇编语言程序设计简介模块一、

LED点亮

1.让某一盏LED点亮（顺序结构）

2.让一盏LED闪烁（循环结构）

3.让LED间隔点亮

（顺序结构）

4.让LED形成流水灯

（循环结构）

单片机项目设计2023/2/1第5章汇编语言程序设计简介模块二、七段LED显示

5.让某一位七段LED显示“1”（静态的，共阴极）（顺序）

6.让某一位七段LED显示“0-8”（静态的，共阴极）

7.让某一位七段LED显示“8、5、9”（静态的，共阴极）

8.七段LED数码管显示“12”、“859”、“1140”（动态）单片机项目设计2023/2/1第5章汇编语言程序设计简介模块三

9.

3－8译码器控制LED点亮

10.3－8译码器控制LED循环点亮

11.中断控制灯点亮

12.定时中断控制灯循环点亮

13.七段数码管显示“0－8”，外部中断使LED灯点亮数码管停

止显示

单片机项目设计2023/2/1第5章汇编语言程序设计简介模块四、

14.步进电机四相八拍旋转

15.定时器中断控制步进电机旋转单片机项目设计*第1章单片机基础知识9/30

如何考核？考查课期末考核60%（项目和口试）实验成绩20%平时考勤、作业、小测验20%注意：

1.笔试和实验都应合格才能获得学分；

2.任何一项成绩为0，总成绩为0；

3.考勤4次不到，不能获得学分。*第1章单片机基础知识10/30课后答疑特点：实践性强、综合性强（总学时32，实验6学时）注意：

1.从重视结果向重视过程转变

2.理论与实验相结合答疑安排：机电楼219微信,QQ14795037LED应用LED应用广泛什么是发光二极管？课后答疑数码管的技术参数规格有圆形、半圆形、D形直径30mm、40mm、50mm、80mm、100mm、110mm颜色单红，黄，蓝，绿，白，七彩；外壳颜色：乳白；性能防水，防尘，防紫外线，耐压，耐破裂，耐高低温，耐燃，超强抗冲击老化；防护等级IP65级；

工作电压范围24V-220V；工作功率：8-12W工作环境-40度-+75度。正常寿命

>80,000小时驱动方式静态驱动、动态驱动二极管的技术参数正向饱和压降1.6v-2.1v正向工作电流5mA-20mA发光颜色红、橙、蓝、绿（黄绿、标准绿、纯绿）发光强度(按电流分)普通亮度LED（<10mcd）、高亮度LED（10mcd-100mcd）、超高亮度LED（>100mcd）发光强度角高指向性、标准型、散射型光面特性圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、微型管*第1章单片机基础知识15/301602A字符液晶显示1602A字符液晶显示74LS138步进电机驱动模块MCUAT89S524位独立按键4位动态显示数码管控制连接端口*第1章单片机基础知识16/30ORG0000HSJMPSTARTORG0030HSTART:clrp3.0MOVP1,#0FFHMOVP1,#80Hsjmp$END4位独立按键4位动态显示数码管控制连接端口第1章单片机基础知识1.1单片机的概念1.1.1单片机的名称1.1.2单片机和单片机系统1.2单片机的发展与应用1.2.1单片机的发展1.2.2MCS-51单片机系列1.2.380C51系列单片机1.2.4单片机的应用*第1章单片机基础知识18/301.1.1单片机的名称单片机

——SingleChipMicroComputer(SCMC)微控制器——MicroController

Unit(MCU)嵌入式控制器

——EmbeddedMicroController

Unit(EMCU)微型机开发系统

——MicroComputerDevelopmentSystem(MDS)在线仿真器

——InCircuitEmulator(ICE)*第1章单片机基础知识19/30向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展向稳定可靠、体积小、价格低的单片机方向发展（主要用于控制）*第1章单片机基础知识20/30计算机系统

硬件软件CPU存储器输入设备输出设备系统软件应用软件运算器控制器只读存储器ROM计算机系统的组成随机存储器RAM*第1章单片机基础知识21/30微型计算机的硬件组成

主板显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU*第1章单片机基础知识22/30单片机是将微型计算机的主要组成部分集成在一个芯片上的微型计算机。就是把中央处理器（CPU）、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等集成在一块芯片上的微型计算机。

单片机定义*第1章单片机基础知识23/30

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机

单片机的组成*第1章单片机基础知识24/30DBABCPU时钟复位ROMRAM定时器/计数器中断系统I/O接口CB单片机的系统结构*第1章单片机基础知识25/30*第1章单片机基础知识26/30*第1章单片机基础知识27/30MCS51单片机的封装形式*第1章单片机基础知识28/30单片机与PC机之间的异同（1）组成：同：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)异：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。*第1章单片机基础知识29/30（2）功能：同：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。异：通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输；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。*第1章单片机基础知识30/30（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：专用计算机。

*第1章单片机基础知识31/301.1.2单片机和单片机系统后向通道单片机（芯片）单片机系统单片机应用系统人机交互通道前向通道应用程序串行通信口时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机共同构成了单片机系统。单片机应用系统：指能满足嵌入对象要求的全部电路系统和软件系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路，如前向通道(传感器通道接口)、后向通道(伺服驱动、控制通道接口)、人机交互通道(键盘、显示器、打印机等)和串行通信口(RS232)以及应用程序等。*第1章单片机基础知识32/30单片机应用系统硬件部分软件部分单片机芯片外围器件CPU内存中断控制逻辑通用接口运算器寄存器组控制器并行I/O口串行口定时/计数器ADC0809、DAC0832825382518255A、81552764、6264指令系统应用程序*第1章单片机基础知识33/301.2.1单片机的发展1、单片机发展的萌芽阶段（1971-1976年）主要以4位单片机和8位单片机的初级产品为主。制造工艺落后，集成度较低，采用电子双片的形式，主要用于仪器、仪表民用电器、计算器。*第1章单片机基础知识34/30单片机的发展2、单片机的发展阶段（1976-1980）出现各种各样8位单片机，以Intel公司的MCS-48系列单片机为代表，单片结构，将CPU和计算机外围电路集成在一个芯片上，它采用8位CPU，多个并行I/O口，一个8位定时器/计数器，但不带串行口。它的出现使单片机与通用CPU开始分道扬镳，构成新的工业控制器。*第1章单片机基础知识35/30单片机的发展3、8位单片机成熟阶段（1980-1983）以Intel公司的MCS-51系列单片机为代表，产生了各种高性能的单片机。集成了全双工串行通讯口和多个16位定时器/计数器。存储容量进一步扩大，片内资源进一步丰富，应用广泛。*第1章单片机基础知识36/30单片机的发展4、高性能单片机发展阶段（1983年以后）1983年Intel公司推出16位单片机MCS-96单片机以后，各大厂商也分别推出了高性能单片机，单片机位数有的达到了32位。但是在此阶段8位单片机还仍有很大的市场应用。*第1章单片机基础知识37/304位单片机阶段主要用于家用电器、电子玩具等。8位单片机阶段用于工业控制、智能接口、仪器仪表等。16位单片机阶段可用于高速复杂的控制系统。32位单片机各个计算机生产厂家已进入更高性能的32位单片机研制、生产阶段。由于控制领域对32位单片机需求并不十分迫切，所以应用并不多。单片机的发展*第1章单片机基础知识38/301.2.2MCS-51单片机系列资源配置子系列片内ROM的形式片内ROM容量片内RAM容量定时器/计数器中断源无ROMEPROME2PROM8×51系列80318051875189514KB128B2×1658×C51系列80C3180C5187C5189C514KB128B2×1658×52系列80328052875289528KB256B3×1668×C252系列80C23280C25287C25289C2528KB256B3×167*第1章单片机基础知识39/30目前，应用广泛的主流机型是80C51系列8位单片机。现在的80C51以不限于Intel公司，而是把所有以8051为内核的各种型号的80C51兼容机型统称为80C51系列。1.2.380C51系列单片机*第1章单片机基础知识40/3080C51与8051的比较MCS-51系列芯片采用HMOS（高密度短沟道MOS）工艺，而80C51芯片则采用CHMOS（互补金属氧化物的HMOS）工艺。CHMOS工艺是COMS和HMOS的结合,高密度、高速