《单片机原理与应用》谢维成(第一章).ppt

单片机的原理和应用性质：专业技术课评价：闭卷考试时： 48单位： 3，教材： 单片机原理与应用及C51程序设计谢维成，清华大学出版社，推荐参考书： 1，单片机基础，李广弟等为北京航空航天大学出版社2，单片微型计算机与接口技术，李群芳等为电子工业出版社3，单片机的C语言应用程序设计， 马忠梅等北京航空航天大学出版社第1章基础知识1.1信息计算机中1.2单片机的概念及其特点1.3单片机的发展及其主要品种1.4单片机的应用第2章单片机的基本原理2.1 MCC 单片机概述2.2MCS-51系列单片机的结构原理2.3MCS-51系列单片机的外部引脚和离线总线2.4MCS-51系列单片机的工作方式2.5MCS -51 计算机程序第3章单片机汇编器设计3.1MCS-51系列单片机汇编器指令形式及标志3.2MCS-51系列单片机指令系统3.4MCS-51系列单片机S-51系列单片机组件设计第4章单片机组件设计4.1C语言和MCS-51单片机4.2C51的数据类型4.3C51的运算量4.4C51的运算符和式4.5式语句和复合语句4.6C51的结构和相关语句4.8函数4.9C51结构数据类型4.9C51结构数据类型，目录第6章MCS-51单片机的内部资源和程序6.1并行输入输出接口6.2时序/计数器接口6.3串行接口6.4中断系统第7章MCS-51单片机系统扩展7.1MCS-51单片机最小系统7.2内存扩展7.3 I/o端口扩展第7章MCS-51瓦显示器接口7.4MCS-51单片机和键盘接口7.5MCS-51单片机和LED显示器接口7.6MCS-51单片机和吸管继电器接口第8章MCS-51和D/A、A/d接口8.1MCS-51单片机和ADC接口8.2MCS-51单片机和DAC接口第9章MCS-51单片机的其他接口9.1LCD 单片机和I2C总线芯片接口9.3MCS-51单片机和日历芯片接口第10章单片机应用系统设计10.1单片机应用系统的基本构成系统的硬件系统设计10.3单片机应用系统的软件设计第11章单片机应用系统设计实例11.1单片机电子钟表的设计11.2数字电压表的设计第12章kei C51综合环境介绍11.2排序uvision2ide的使用方法12.3排序c51的调试技巧，1，数据单位二进制位：二进制数分别为0或1。 (10111011B等)这是表示信息的最小单位。 位：计算机存储数据的最小数据单位。 每个位的状态仅为0或1。 字节：通常将8位二进制比特定义为“字节”。 这是数据处理的基本单位。 字(word ) :一个字是两个字节。 字长：计算机一次可处理的二进制数位数。 第0章复习计算机的基本概念，2、数据表示我们最常用的十进制，在生活中，七进制，例如有周的十二进制，例如时间或“一击”的六进制，例如分钟或角度计算机使用二进制，但常用的是十六进制和八进制，是一个数字2、8、16分别是2的1次幂、3次幂、4次幂。 这使得三个进制之间能够进行非常直接的互换。 八进制或十六进制缩短了二进制数，但保留了二进制数表现的特征。 3、数值和数值计数：数字的标记和命名方法。 数：根据进位原则计数的方法称为进位计数制，不同的计数规则构成不同的进位数。 数字：表示数字中基本数值大小的不同数字符号的权重：每个数字表示的值等于数字本身乘以与数字位数有关的常数。 十进制(D)Decimalsystem(scale)二进制(B)Binarysystem八进制(O)Octonarysystem十六进制(H)Hexadecimalsystem越大，则数据的表现长度越短。10D10O10H10B、4、采用二进制码的优点(1)物理上容易实现(状态清晰)、可靠性高(2)运算简单、通用性高(3)二进制0、1的数字与逻辑量“真”和“假”的0、1一致。 整数部分：方法： 2除法馀数运算： 2251最低2120260231211最高0结果： (25)D=(11001)B，5，10进制到二进制的转换(除法):小数部分：方法：乘法2除法运算：0.62521.2501小数的最高20.500021.0001 从十进制数向八进制数和十六进制数的转换如下类推。，(25.3125 ) d=(11001.0101 ) b (116.84375 ) d=(74.d8) h，第1章基础知识，1.1信息在计算机内的显示，1.1.1数的计算机内的显示，计算机内的数量通常有2种。 此外，由于无符号的数量是无符号的，因此相对简单地以与其相对应的二进制格式来呈现显示。 例如机械语言长度为8比特，标记123为01111011B。 带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号的带符号。 正数表示0，负数表示1，剩下的比特表示数量的大小。 这个符号“数字化”的数据叫做机械数，这个数据叫做机械数的真实值。，符号比特，数值比特，机器数，在计算机上有原符号，反转，补充3个表现。 另一方面，在以原文、原文表示的情况下，最高位比特以符号比特表示，正数以0表示，负数以1表示，剩馀的比特用于表示数的绝对值。 对于一个n位二进制文件，其代码由-(2n-1-1) (2n-1-1 )范围表示。 例如，如果代码是8位二进制代码，则范围为- 127到127。 在原码显示的情况下，假定机械语言长度为8位、-0的代码为0000000、0的代码为00000000。 求出【例1-1】67、-25的原语(机械字长8位)。 因为67=67=1000011b-25=25=11001b， 67原稿=01000011B-25原稿=10011001B，总结：原稿代码：用最高位比特表示编码比特，数值部分是真值的绝对值。 0表示正数；1表示负数。 二进制(真值):11101010000101代码： 0111010110000101代码可以指示X(2nX0)X原件=2n |X|(0X2n)n为二进制数目的比特的数目。 8位原文显示数的范围： 127 127。 优缺点：简单，转换方便。 加减运算不方便。 另外，在反转与反转显示的情况中，最高有效比特由已编码比特表示，正数被表示为0，并且负数被表示为1，使得正数的反转与原始符号相同，并且负数的反转不改变原始符号上的已编码比特，并且可获得反转剩馀比特。 对于一个n比特二进制，其反转显示范围为-(2n-1-1) (2n-1-1 )，机械语言长度为8比特，-0的反转为11111111B，0的反转为00000000B。 求出【例1-2】67、-25的反转(机械字长8位)。 67原稿=0100011b-25原稿=10011001B因此， 67逆=0100011b-25逆=11100110B；总结：正数对于作为该原稿代码本身的负数，除了编码比特以外，与按每个比特反转的结果反转。 二进制(真值):10111011原码： 0101111011反转： 0101110100反转可表示为X(2nX0)X反转=2n1|x|(0x2n)8比特反转显示数的范围： 127 127。 优缺点：计算也不方便。 在、三、补数、补数表示的情况中，最高有效比特被表示为已编码比特，正数被表示为0，负数被表示为1，正数的补数与原始符号相同，负数的补数基于原始符号并且已编码比特不变化，其馀数比特相反，并且最后比特通过将1相加获得。 对于负数的x，x的补数也可以为2n-X。 其中，n是计算机词长。 【例1-3】求出67、-25的补数(机器语言长度8位)。 67原稿=0100011b-25原稿=10011001B，因此， 67补充=0100011b-25补充=11100111B另外，对于计算补充码，也能够通过补充运算方法求出。 总结：补数：正的补数和其原语相同的负数的补数被定义为反转1。二进制(真值):10010101010101010101110110反转： 0100110110001补数： 0100110110110010补数是X(2nX0)X补数=2n|x|(0x2n )补数的运算规则： XY补数=X补数优缺点：易于实现正负相加。 某个数x :X补充，-X补充，X补充，例1-4已知25的补充为00011001B，通过补充运算求-25的补充。 的双曲馀弦值。 25补全、-25补全，因此-25补全=11100110 1=11100111B补全代码数的显示范围，对于n位的二进制1个，为-(2n-1) (2n-1-1 )补全代码显示范围。 在补数表示的情况下，0、-0和0的补数相同，如果设机械词长为8比特，则0的补数为00000000B。 补充运算具有以下特点：补充运算：将一个二进制数、符号比特与数字比特相反，最后一个比特加1。 补数的加法规则： X Y补充=X补充Y补充X-Y补充=X补充-Y补充-Y补充是通过补充Y补充获得的。 另外，假定四、补数的加减运算、【例1-5】计算机的字长为8位，完成以下的补数运算。 1.25 32=25增补=00011001B32增补=00100000B25增补=00011001 32增补=0010000011001因此25增补=25增补32增补=00111001B=57增补2.25 (-32)25 补充=00011001B-32补充=11100000B25补充=00011001 -32补充=1110000011111001因此25 (-32)补充=25补充-32补充=11111001B=-7补充3.25-3225补充=0011001 b 补充=11100000B25补充=00011001 -32补充=1110000011111001因此25-32补充=25补充-32补充=11111001B=-7补充4.25-(-32)25补充=00011001B32补充=00100000 b 补充=00011001 32补充=0010000000111001因此25-(-32)补充=25补充32补充=00111001B=57补充，5，10进制表示，10进制代码也称为BCD代码。 压缩BCD和未压缩BCD代码：压缩BCD代码也称为8421代码，用四位二进制代码表示一位十进制符号。 例如，十进制124的压缩BCD代码是000100100100。 十进制4.56的压缩BCD代码为0100.01010110。 非压缩BCD代码是一个十进制符号，用8位二进制表示，低4位二进制代码与压缩BCD代码相同，高4位是任意的。 例如，十进制124的未压缩BCD代码是00110001001001100000110100。 1.1.2字符在计算机内的表现，当前计算机中字符数据的编码采用美国信息交换标准代码的ASCII代码。 基本的ASCII代码标准定义了128个字符，包括26个英文大写字母、26个小写字母、0到9个数字字符，以及特殊符号(:、 中描述的场景，使用以下步骤创建明细表，以便在概念设计中分析体量的体积。 1.2单片机及其特点，1.2.1单片机的基本概念，单片机忠实地反映了初始单片机的形态和本质。 单片机是微型计算机的一种，是将微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、计时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成到一个集成电路芯片中的微型计算机被称为单片机，简称为单片机.微机与单片机的硬件结构比较、微机单片机、数据RAM、CPU、并行I/O、程序ROM、定时/计数器、串行端口、中断控制器、扩展I/O端口、系统总线，微机的构成框图(多个IC芯片组装在一个主基板上)，MCS-51单片机，所有的单元组装在一个IC芯片上，单片机通过不同的外围扩展满足不同的应用程序对象要求。 2 .随着应用领域的扩大，出现了专为某种应用而设计的单片机专用单片机。 目的：降低成本，简化系统配置，提高可靠性。 例如用于计费率计、电子笔记本用单片机等。 使用单片机时，请注意以下几点： (1)单片机(2)单片机(3)多板机。1.2.2单片机的主要特点是： (1)在存储结构上，单片机的存储器采用硬件结构，ROM和RAM严格分离。 ROM称为程序存储器，仅保存程序、固定常数、数据表。 RAM是数据存储器，用作工作区和存储数据。 (2)芯片引脚几乎都采用时分复用技术。 (3)在内部资源访问中，使用特殊功能寄存器(SFR )的形式。 (4)在指令系统中，采用面向控制的指令系统。 (5)内部通常集成了全双工串行接口。 (6)单片机具有较强的外部扩展能力。 1.3单片机的发展及其主要品种，1.3.14位单片机，1.3.28位单片机，1.3.432位单片机， 到1978年各厂商生产的8位单片机由于集成度的限制，一般没有串行接口，只提供窄范围的地址空间(小于8KB