单片微型计算机原理及应用教学课件PT.ppt

单片微型计算机原理与应用 主讲：徐 海 黎 单片微型计算机 简称“单片机” (single chip microcontroller)。 即将一般微型机所具备的功能部件全部集 成在一块芯片上 cpu （central processing unit） ram（random access memory） rom（read only memory） i/o接口电路 其他功能部件 (时钟电路、控制电路、 定时电 路等) 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 工业用控制器 ipc（工控机）通过内部总线接插板卡易构成开放式控制器。 适合一般工控场合。 成本高。 plc（可编程序控制器）一般开关量的控制和简单的运算处理 。 适合复杂工控场合。 成本较高。 单片机（microcontroller) （embedded controller) 易于开发新产品且成本低廉。 但在软件编制和周边电路开发上需花费较多精力。 适合一般工控场合。 dsp的应用正在日益发展 pd a 巡航导弹 移动通信系统 80%的手机采用了ti的dsp core 单片机应用情况简介： 家用电器全自动洗衣机 机电一体化机器人、数控机床 过程控制温度、压力、流量等过程 控制；交通灯控制 分布式系统dcs 智能仪表碎瓶机、温度控制系统 刷卡机、图象跟踪系统等 关于本门课的几点说明： 1. 借阅参考书：凡图书馆中mcs-51 系列的书籍均可借阅。 2. 答疑时间及地点：每周三下午 3:004:00 12-304。 讲课内容分以下四部分进行 单片机概况 汇编语言程序设计基础 单片机内部资源应用 单片机接口扩展技术 第一章 绪 论 1-1 微型计算机的发展和特点 1-2 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 1-3 微型计算机的应用 1-4 intel单片机系列介绍 1-5 计算机中的数和编码 内容提要: 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 单 片 机 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uart 定时/计数器 adc0809、dac0832 8253 8251 8255a、8155 2764、6264 指令 系统 应用 程序 （1）体积小，重量轻； （2）可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强； （3）控制功能强，使用灵活，性价比高； （4）易扩展，易于开发； （5）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般 内rom在8kb以下，内ram在256b以内。 单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能 都是按照工业控制要求设计的。 单片机特点： 1.2 intel单片机系列介绍 参看教材p9p10 intel公司的单片机（mcs-51,mcs-96） motorola公司的单片机（ m68hc05/m68hc08） philips公司的单片机 atmel公司的单片机（ at89c51/at89c2051） 1.3 计算机中数和编码 计算机只识别和处理数字信息，在计算机中通常采用二 进制数。因为它易于物理实现。 电子元件的两种稳定状态：饱和、截止 电路输出：高电平、低电平 二进制数：1、0 数制及其转换 计算机中数的表示方法 原码、反码和补码 编码 二-十进制编码bcd码 字母和符号的编码ascii码 几个术语 基数数制中所用到的数码个数。 位权表示一个进位计数制的数中不同数位上数字的单 位数值。 1、常用数制 （1）十进制数 特点：有0 9 十个不同的符号。 逢十进一。 一般在数后加后缀 d 表示，如 1985d ,或无。 例： 1985 = 1000+900+80+5=1103+9102+8101+5100 一、数制及其转换 （ 2）二进制数 特点：有0，1两个不同的符号。 逢二进一。 二进制数后加后缀b。 例如：对于整数， 1001b=123+022+021+120 = 9d 对于小数， 0.101b = 12-1 + 02-2 + 12-3 = 0.625d 二进制数每一位的权是：以小数点分界， 24 , 23 , 22 , 2 1, 2 0 . 2 -1, 2 -2, 2 - 3, （ 3）十六进制数： 特点：有0 9 ，a,b,c,d,e,f 共十六个不同的符号。 逢十六进位。 用后缀 “h” 表示十六进制数。 例：327 h = 3162+2161+7160 = 807d 3ab . 11h = 3162+a161+b160+1161+116-2 =939 . 0664 d 2、数制的转换 （1）二进制转换为十进制数 方法: 按权展开。 111.101b =122+12 1+12 0 +1 2 -1 +0 2 -2 +1 2 3 =4+2+1+0.5+0.125 =7.625d （2）十进制数转换为二进制数 方法： 整数部分除二取余，小数部分乘二取整 45 余数 22 1 110 51 2 1 10 01 2 2 2 2 2 2 即 45 = （101101）2 例1、将十进制数45转换成二进制数。 例2 十进制小数部分的转换 乘二取整 0.6875 2 最高位 取 1 1.3750 0.375 2 取 0 0.750 2 取 1 1. 50 0.5 2 最低位 取 1 1. 0 从上至下写成从左至右0.6875d = 0.1011b 二进制数转换成八进制数与上述类似。 （ 3）十六进制数与二进制数之间的转换: 十六进制数转换为二进制： 9 a b . 7 c 5 h 1001 1010 1011 . 0111 1100 0101b 二进制数转换十六进制数: 0001 1011 1110 0011 . 1001 0111 1000b 1 b e 3 . 9 7 8h 按权相加 十进制数 二进制数 十六进制数 按权相加 整数“除2取余” 小数“乘2取整” 四位合成一位 一位分成四位 整数“除16取余” 小数“乘16取整” 二、计算机中数的表示方法 1、机器数与真值 机器只认识二进制数：0、1。 在机器中，0、1、0、1的表现形式称为机器数。 机器数分为无符号数、带符号数。 无符号数如：00000001、10010011、01010010、 等 范围：00h ffh。 有符号数如：+1010110b、-1101001b、等等 01010110b11101001b 2、带符号数的表示 对带符号数而言，有原码、反码、补码之分，计算机内一般 使用补码。 （1）原码 正数的符号位用“0”表示，负数的符号位用“1”表示，其 余数字位表示数值本身。 如，+3原 = 00000011b -3原 = 10000011b 0有两种表示方法：00000000 +0 10000000 -0 原码表示的数的范围为：-127 +127 （2）反码 正数的反码和正数的原码相同。 负数的反码为保持原码的符号位，数值位按位取反。 +4反 = +4原 = 00000100 b -4反= 10000100 =11111011 b 反码表示的数所范围：-127 +127 两个0： +0 00000000 b -0 11111111 b 运用补码可使减法变成加法。 正数的补码等于原码。 负数的补码求法：1）反码 + 1 2）公式：x补 = 2n + x （x9 x+37h 四、几个术语 1. 位（bit）、兆位（mb）、千兆位（gb） 位(bit)是计算机所能表示的最小数据单位，即1位二进 制数。 mb(mega bit)：代表106位，即兆位。 gb(giga bit)：代表109位，即千兆位。 2. 字（word） 字是cpu与存储器和 i/o设备之间传送数据的基本单位 。它是数据总线的宽度（