片机概述贺伟课件

1、片机概述贺伟课件片机概述贺伟课件监护仪监护仪烟雾报烟雾报警器警器航天飞机航天飞机应用应用片机概述贺伟课件理论课理论课:讲述基本原理、结构和应用系统的设计方法讲述基本原理、结构和应用系统的设计方法 实验课实验课:根据实验大纲的要求完成根据实验大纲的要求完成 教材教材：张毅刚主编，单片机原理及应用：张毅刚主编，单片机原理及应用(第二版第二版)，北，北京：高等教育出版社，京：高等教育出版社， 参考书：参考书： 张毅刚主编，新编张毅刚主编，新编MCS-51单片机应用设计哈工大出版社，单片机应用设计哈工大出版社，2003 何立民主编，何立民主编，MCS-51单片机应用系统设计，北航出版社，单片机应用系统

2、设计，北航出版社，1990 李华主编，李华主编，MCS-51系列单片机实用接口技术，北京：北京航系列单片机实用接口技术，北京：北京航空航天大学出版社，空航天大学出版社，1993 *先修课程：先修课程：电路、电子技术基础、计算机应用基础、电路、电子技术基础、计算机应用基础、计算机组成原理计算机组成原理、数字电路与逻辑设计、数字电路与逻辑设计等课程等课程内容内容。片机概述贺伟课件 以AT89S51为例介绍单片机基本硬件结构 程序设计：指令系统、程序的编制 定时/计数器 串行口 中断系统 存储器扩展：程序存储器、数据存储器 接口设计：扩展I/O、AD/DA、键盘显示等片机概述贺伟课件 本课程特点是实

3、践性强实践性强。 通过课程的学习，掌握软件编程和硬件电软件编程和硬件电路设计路设计的方法，能够进行简单的单片机应用系统的设计、调试工作。 授课时间比较少少，希望大家做好预习、复习的工作。5片机概述贺伟课件片机概述贺伟课件单片机的概念单片机的概念单片机发展历史单片机发展历史应用应用及及特点特点 典型的单片机产品典型的单片机产品发展趋势发展趋势开发条件开发条件硬件设计概述硬件设计概述7片机概述贺伟课件 单片机是电子计算机的一种。 电子计算机是科技发展的产物。 计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展。 计算机的发展趋势 微型化 巨型化 网络化 智能模拟化片机概述贺伟课件 微型机是由大规模集成电路

4、、超大规模集成电路等组成，具有功能强、结构紧凑、系统可靠性高等特点。微型机中包括一片主要的集成电路中央处理器（CPU），还包括存储器、通用或专用I/O接口电路等。 它分单片微机、单板微机和多板微机。片机概述贺伟课件片机概述贺伟课件 将组成微型计算机的各功能部件：中央处中央处理器（理器（CPU）、存储器（存储器（RAM、ROM、EPROM）、定时定时/计数器计数器、串行口串行口、I/O接接口电路口电路及等集成在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型计算机。故称作单晶片微型计算机，简称单片机， 亦称微控制器MCU 或称嵌入式微控制（EMCU）。片机概述贺伟课件 按用途分类： 通用型通用型：将可开发的

5、资源（ROM、RAM、I/O、EPROM）等全部提供给用户。 专用型专用型：其硬件及指令是按照某种特定用途而 设计，例如录音机机芯控制器、打印 机控制器、电机控制器等。 按其基本操作处理的数据位数分类： 4位、位、8位、位、16位、位、32位位片机概述贺伟课件 初级阶段（初级阶段（19741976） - - -两片集成芯片（集成工艺限制）仙童F8 8位CPU 64字节RAM 2并行口 低性能阶段（低性能阶段（19761978） - - - INTER MCS-48 8位CPU 并行I/O 8位定时计数器4k寻址空间 无串行口、中断处理简单 高性能阶段（高性能阶段（19781983） - - -

6、 MCS51 更高性能阶段（更高性能阶段（1983 至今）至今） 多种机型并行发展 8位：ST7系列 16位：MCS96系列 32位：ARM7、68332等片机概述贺伟课件 (1) 工业控制。如数控机床、自动生产线控制工业控制。如数控机床、自动生产线控制 (2) 仪器仪表。如医疗器械、数字示波器等。仪器仪表。如医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机计算机外部设备与智能接口。如图形终端机 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机商用产品。如自动售货机、电子收款机 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调家用电器。如微波炉、电视机、空调片机概述贺伟课件 单片机的

7、特点 体积小体积小：基本功能部件满足要求 可靠性高可靠性高：总线大多在内部，易于提高电磁屏蔽性 功能强功能强：实时响应速度快；可对I/O口直接操作 使用方便使用方便：易扩展，硬件设计简单，容易组成不同规模的应用系统；提供开发工具资料 性能价格比高性能价格比高：电路板小；接插件少 易产品化易产品化：研制周期短片机概述贺伟课件 器件厂家器件厂家 美国：Intel 、Motorola、Microchip 、Atmel 荷兰: Philips 德国：Siemens 日本：Nec片机概述贺伟课件 1. CPU的改进的改进 （1）采用双CPU结构，提高处理能力 （2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总

8、线。 （3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（InterIcbus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。 2存储器的发展存储器的发展 （1）加大存储容量。 （2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器 （3）程序保密化。片机概述贺伟课件 3片内片内I/O的改进的改进 （1）增加并行口的驱动能力，能直接承受大电流和高电压。 （2）增加I/O口的逻辑控制功能。 （3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统。 4外围电路内装化外围电路内装化 器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内系统的单片化。 5低功耗化低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之

9、，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、外围电路内装化方向发展。片机概述贺伟课件 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。 使用温度：使用温度： 民 品： 0C +70C 工业品： -40C +85C 军 品： -65C +125C。片机概述贺伟课件片机概述贺伟课件 小结：小结：熟记：单片机概念！熟悉：单片机的发展趋势！了解：单片机的发展历史、特点、应用！习题：习题： P15,1、2、4、10！ END!片机概述贺伟课件 数和编码数和编码 迄今为止，所有计算机都是以二进制形式进行迄今为止，所有计算机都是以二进制形式进行算术运算和逻辑运算的，微型计算机也不例外。算术运算和逻辑运算的

10、，微型计算机也不例外。因此，对于用户在键盘上输人的十进制数字和符因此，对于用户在键盘上输人的十进制数字和符号命令，微型计算机必须先把它们转换成二进制号命令，微型计算机必须先把它们转换成二进制形式，然后才能进行识别、运算和处理，最后再形式，然后才能进行识别、运算和处理，最后再把运算结果还原成十进制数字和符号通过输出终把运算结果还原成十进制数字和符号通过输出终端显示出来。端显示出来。片机概述贺伟课件所谓数制是指数的制式，是人们利用符所谓数制是指数的制式，是人们利用符号表示数的一种科学方法。数制有很多号表示数的一种科学方法。数制有很多种，微型计算机中常用的数制有种，微型计算机中常用的数制有 十进制十

11、进制 二进制二进制 八进制八进制 十六进制十六进制片机概述贺伟课件 1十进制十进制(Decimal)(1)它有它有09十个不同的数码，这是构成所有十进十个不同的数码，这是构成所有十进制数的基本符号。制数的基本符号。 (2)它是逢十进位的。在十进制数计数过程中，当它是逢十进位的。在十进制数计数过程中，当某位计满某位计满10时就要向它邻近高位进一。时就要向它邻近高位进一。 任何一个十进制数都可以展开成幂级数形式。任何一个十进制数都可以展开成幂级数形式。 例：例：123.45=l102+2101+3100+410-1+510-2 十进制数的一般表达示为：十进制数的一般表达示为： N ND D= d=

12、 dn-1n-11010n-1n-1+d+dn-2n-21010n-2n-2 +d +d0 010100 0 +d+d-1-11010- -1 1+ D D是十进制（是十进制（DecimalDecimal）的英文）的英文首字母首字母，表示采取的，表示采取的数制是十进制；数制是十进制；n n表示十进制记数的总位数；表示十进制记数的总位数；d dn-1n-1表示表示该十进制数第该十进制数第n-1n-1位的值位的值 。片机概述贺伟课件 2二进制二进制(Binary)(1)(1)它共有它共有O O和和l l两个数码，任何二进制数都是由这两个数码，任何二进制数都是由这两个数码组成的。两个数码组成的。(2

13、)(2)它的基数为它的基数为2 2，进位规则是，进位规则是“逢二进一逢二进一”，借，借位规则是位规则是“借一当二借一当二”。 二进制的一般表达式为：二进制的一般表达式为： NB=bn-12n-1+bn-22n-2+b020+b-12-1+ B为二进制为二进制(Binary)的英文缩写，表示采用的是的英文缩写，表示采用的是二进制的记数方式；二进制的记数方式；n表示二进制记数的总的位数；表示二进制记数的总的位数；bn-1表示该二进制数第表示该二进制数第n-1位的值位的值 。片机概述贺伟课件 3十六进制十六进制(Hexadecimal)(1) O、1、2、9、A、B、C、D、E、F等等16个数码，任

14、何一个十六进制数都是由其中的一些个数码，任何一个十六进制数都是由其中的一些或全部数码构成。或全部数码构成。(2) 基数为基数为16，进位规则是，进位规则是“逢十六进一逢十六进一”，借位规，借位规则是则是“借一当十六借一当十六”。 十六进制的一般表达式为：十六进制的一般表达式为： NH=hn-116n-1+ hn-216n-2+ h0160+ h-116-1+ H是十六进制是十六进制(Hexadecimal)的英文的英文首字母首字母，表，表示采用的是十六进制的记数方式；示采用的是十六进制的记数方式；N表示用十六表示用十六进制记数的总的位数；进制记数的总的位数；hn-1表示该十六进制数第表示该十六

15、进制数第n-1位的值。位的值。片机概述贺伟课件1、计算机中正、负数的表示法、计算机中正、负数的表示法 在计算机中符号在计算机中符号“+”、“-”要用一位二进制要用一位二进制数表示。数表示。8位微型计算机中约定，最高位位微型计算机中约定，最高位D7表表示符号，其它示符号，其它7位表示数值。位表示数值。8位微机中的带符号数位微机中的带符号数 片机概述贺伟课件 一个带符号数在计算机中可以分别用一个带符号数在计算机中可以分别用原码、原码、反码、或补码反码、或补码三种方法表示，习惯上把计三种方法表示，习惯上把计算机中存放的数称作机器数。算机中存放的数称作机器数。 原码、反码、补码都是机器数。原码、反码、

16、补码都是机器数。 其中，其中，负数采用反码或补码表示的目的是将负数负数采用反码或补码表示的目的是将负数转化为正数，使减法操作转变为单纯的加转化为正数，使减法操作转变为单纯的加法操作。法操作。 在计算机系统中均采用补码表示负数。在计算机系统中均采用补码表示负数。片机概述贺伟课件 1、原码、原码 凡是正数符号位用凡是正数符号位用0表示，负数符号位用表示，负数符号位用1表示表示,而而数值位保持原样的机器码称为原码。数值位保持原样的机器码称为原码。 正数正数 x = +4=+0000100B x原原= 00000100B 负数负数 x = - 4= -0000100B x原原= 10000100B 片机概述贺伟课件 2、反码、反码 反码对于正数，符号位为反码对于正数，符号位为“0