微电基础第一章课件

单片机应用技术

学单片机需要什么基础？什么是单片机、单片机能做什么、怎么开始学习单片机。学单片机需要的一些预备知识学单片机需要什么基础？与以前所学的知识关联很少；只需要掌握很基本的数电模电知识，如二进制、十进制、十六进制之间的转换，与、或、非逻辑关系等；对各种器件的概念基本上是从0开始；如果要用C语言编程，需具备简单的C语言基础；所有人都站在了同一起跑线上;微型计算机硬件结构——运算器控制器CPU存储器输入接口电路输入设备输出设备输出接口电路硬件系统内部结构

硬件系统——构成微机的实体和装置软件系统——微机系统所使用的各种程序的总称软件系统与硬件系统共同构成实用的微机系统，两者是相辅相成、缺一不可的。

软件系统+微型计算机系统运算器控制器CPU存储器输入接口电路输入设备输出设备输出接口电路硬件系统微型计算机系统CPU输入设备输出设备软件系统+微型计算机系统硬件系统输入接口设备输出接口设备运算器控制器存储器单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机，简称单片机——单片机实质上就是一个芯片2、单片微型计算机

单片机(SingleChipMicrocomputer)它是由大名鼎鼎的INTEL公司发明的。最早的系列是MCS-48，后来有了MCS-51，常说的51系列单片机就是MCS-51，它是一种8位的单片机。或称微控制器MCU（MicroControllerUnit），就是将微处理器（CPU）、随机读写存储器（RAM）、只读存储器（ROM或EPROM、EEPROM）、特殊功能寄存器（SFR）、定时器/计数器和各种输入/输出电路（I/O）、以及相互连接的总线（BUS）等集成在一块芯片上的微型计算机。单片机的定义

单片机的发展4位单片机（1971～1974）2.低档8位单片机（1974～1978）3.高档8位单片机（1978～1982）4.16位单片机（1982～1990）5.新一代单片机（上世纪90年代以来）

单片机的特点及应用(1).单片机的特点体积小，重量轻电源单一，功耗低功能强，价格低运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高可以嵌入到电子产品中——嵌入式应用系统单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域单片IC（单片机）电子钟单片机数字电路中由13片IC组成的数字钟单片机能做什么

凡是与控制或简单计算有关的电子设备都可以用单片机来实现，再根据具体实际情况选择不同性能的单片机，如：MCS-51，PIC，AVR，凌阳，ARM，STC等。工业自动化：数据采集、测控技术。智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字万用表、感应电流表等。消费类电子产品：洗衣机、电冰箱、空调机、电视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。通讯方面：调制解调器、程控交换技术、手机、小灵通等。武器装备：飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机、鱼雷制导、智能武器等。等等…..

MCS-51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS-51系列单片机，

MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机类型

MCS-51系列单片机品种很多，以8xC51表示，x的不同取值表示片内ROM的不同类型。如下所示：片内ROM型，如80(C)3X;片内EPROM（或OTPROM）,如87(C)5X；片内FLASHEEPROM型，如89C5X;片内EEPROMISP型(可在系统编程）如89S5X。系列型号存储容量片内RAM容量I/O端口特性(个×位)中断源数频率/MHZ封装形式及引脚数ROMEPROM并行口串行口定时器51子系列（基本型）803180518751——4KB——————4KB128B128B128B4×84×84×8UARTUARTUART2×162×162×165552～122～122～12DIP40DIP40PLCC40/DIP4080c3180c5187C51——4KB——————4KB128B128B128B4×84×84×8UARTUARTUART2×162×162×165552～122～122～12PLCC44PLCC44PLCC4452子系列（增强型）803280528752——8KB——————8KB256B256B256B4×84×84×8UARTUARTUART3×163×163×166662～122～122～12DIP40PLCC44DIP4080C3280C5287C52——8KB——————8KB256B256B256B4×84×84×8UARTUARTUART3×163×163×166662～122～122～12DIP40DIP40DIP40MCS—51系列单片机性能指标学8位的51单片机有前途吗？

现今单片机的种类很多，功能也越来越强，从表层看来好象学8位的51单片机已不符合现在的发展需求。但做过单片机开发的朋友都知道，其实在大部份的工控或测控设备中，8位的51单片机足够满足大部份的控制要求，加之51单片机的价格优势。使得8位的51单片机在以后很长的一段时间内还有存在的空间，也就是说还是单片机应用的一个主流。再者，如果把51单片机学好了，以后转行去学习或应用其它的单片机，也就是一个了解及熟悉的过程。因为MCS-51单片机是一个通用的单片机，其内部的结构及工作原理与其它的单片机都是相通的。怎么开始学习？实践第一。补充必要的理论知识，即缺什么补什么。做工程项目积累经验。（可在网络上搜集题目，也可自己有什么想法大胆的去试验）单片机常用网站

周立功单片机（）、武汉力源（）中源单片机（）嵌入开发网（）51单片机（）单片机学习网（）单片机爱好者（）此外，还有老古开发网、单片机培训网、51单片机世界、致远电子、南京爱思、FPGA论坛、北京单片机开发网、世纪开发、艾比德嵌入开发网、单片机开发、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机、21IC中国电子网、电子技术特攻队、苍穹电子、文涛数字工作室、MAXIM中文网址、TI中文网址、Philips公司、Intel公司、Infineon公司、Lattice公司、南京西尔特电子公司、中国电器论坛等。单片机网站有很多，读者可以通过各种搜索引擎搜索相关的网站。

1.1数制引言:●

十进制数是人们习惯使用的进制。●

计算机只能“识别”二进制数。●

为了书写和识读方便，计算机程序需要用十六进制数表示。●

十进制数、二进制数、十六进制数之间的关系、相互转换和

运算方法，是学习计算机必备的基础知识。二进制、十进制和十六进制数⒈十进制数主要特点：①基数是10。有10个数码（数符）构成：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。②进位规则是“逢十进一”。【例】

1234.56

=1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+6×10-2

=1000+200+30+4+0.5+0.06

上述，103、102、101、100、10-1、10-2

称为十进制数各数位的“权”。⒉二进制数

主要特点：①基数是2。只有两个数码：0和1。②进位规则是“逢二进一”。

二进制数用尾缀B作为标识符。【例】

111.11B=1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=7.75

其中，22、21、20、2-1、2-2称为二进制数各数位的“权”⒊十六进制数

主要特点：

①基数是16。共有16个数符构成：0、1、…、9、A、B、C、D、E、F。其中，A、B、C、D、E、F分别代表10、11、12、13、14、15。②进位规则是“逢十六进一”。十六进制数用尾缀H表示。【例】A3.4H=10×161+3×160+4×16-1

=160+3+0.25=163.25

其中，163、162、161、160、16-1、16-2称为十六进制数各数位的“权”。

为了区分数的不同进制，可在数的结尾以一个字母标示。

十进制：D（或不带字母）

二进制：B或（N）2

十六进制：H或（N）16十六进制数、二进制数和十进制数对应关系表

十进制数十六进制数二进制数十进制数十六进制数二进制数000H0000B110BH1011B101H0001B120CH1100B202H0010B130DH1101B303H0011B140EH1110B404H0100B150FH1111B505H0101B1610H00010000B606H0110B1711H00010001B707H0111B1812H00010010B808H1000B1913H00010011B909H1001B2014H00010100B100AH1010B2115H00010101B1.1.1.2不同进制间的相互转换1.二、十六进制转换成十进制：按权展开法例1

将数(10.101)2，(2D.A4)16转换为十进制。（10.101)2=1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3=2.625(2D.A4)16=2×161+13×160+10×16-1+4×16-2=45.6406252．十进制→二进制的转换(分整数和小数两部分）

整数部分的转换：采用“除2取余”法：除2取余，商为0止，余数倒置。例如：

126=1111110B小数部分的转换：采用“乘2取整”法：乘2取整，直到小数部分为0或满足精度要求，整数正置。例如：0.318=010100010…B3．十六进制→二进制的转换

将每位十六进制数转换成相应的四位二进制数即可。3AH=00111010B4．二进制→十六进制的转换将要转换的二进制数以小数点为界向左和向右4位一组分开，不足4位补0，然后将4位二进制数表示为1位十六进制数。如：1101010.0111111B=01101010.01111110B=6A.7EH5．十进制→十六进制的转换

十进制转换成十六进制与十进制转换成二进制方法一样，只是除（乘）数为16而不是2。而余（整）数是0～F中的任一个数。整数部分采用“除16取余”法，小数部分采用“乘16取整”法。例如：

9168=23D0H

二进制数和十六进制数运算【例】 00110101B + 10011100B

⒈二进制数加法运算规则：0+0=0，0+1=1+0=1，

1+1=0（向高位进1）。11010001B【例】 10110101B - 10011100B

规则：0–0=0，1–0=0，1–1=0，

0–1=1（向高位借1）。⒉二进制数减法运算

00011001B

1101

⒊二进制数乘法运算规则：0×0=0，1×0=0×1=0，1×1=1。【例】 1101B×1001B1110101B+1101

⒋二进制数除法运算规则：0÷0=0，0÷1=0，1÷1=1。11110【例】

1101√1001－

1101－

1101⒌二进制数“与”运算。“与”运算是实现“必须都有,否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。运算符为“∧”,其运算规则如下:规则：0∧0=0，1∧0=0， 1∧0=0，1∧1=1。【例】 10110101B ∧ 10011100B10010100B规则：0∨0=0，1∨0=0， 1∨1=0，0∨1=1。⒍二进制数“或”运算“或”运算是实现“只要其中之一有,就有”这种逻辑关系的一种运算,其运算符为“+”或“∨”

。“或”运算规则如下:【例】 10110101B ∨ 10011100B10111101B7、“非”运算“非”运算是实现“求反”这种逻辑的一种运算，如变量A的“非”运算记作。其运算规则如下:

A8、二进制数“异或”运算“异或”运算是实现“必须不同,否则就没有”这种逻辑的一种运算,运算符为“⊕”。其运算规则是:

规则：0⊕0=0，0⊕1=1，

1⊕0=1，1⊕1=0。【例】 10110101B ⊕ 10011100B00101001B1.2带符号数的表示方法在计算机中，为了运算的方便，可用数的最高位来表示正、负数。最高位为“0”表示正数，最高位为“1”表示负数。数在计算机中是以二进制形式表示的。

数分为有符号数和无符号数。

原码、反码、补码都是有符号定点数的表示方法。1.3编码

计算机内部采用二进制的方式计数，那么它为什么又能识别十进制数和各种字符、图形呢？其实，不论是数值数据还是文字、图形等，在计算机内部都采用了一种编码标准。通过编码标准可以把它转换成二进制数来进行处理，计算机将这些信息处理完毕再转换成可视的信息显示出来。常用的二进制编码有BCD码、ASCII码等。1、BCD码

生活中人们习惯于十进制数，而计算机只能识别二进制数，为了将十进制数变为二进制数，出现了BCD码，即二进制代码表示的十进制数。故名思意，它即是逢十进一，又是一组二进制代码。BCD码种类较多，如有8421码、2421码和余3码等。最常用的是8421BCD码(以后简称BCD码)。十进制数8421BCD码十进制数8421BCD码000005010110001601102001070111300118100040100910018421BCD编码表

【例】将二进制数01000011B转换成BCD码。解：01000011B=67=[01100111]BCD

需要指出的是:

决不能把[01100111]BCD误认为二进制码01100111B，二进制码01100111B的值为103，而[01100111]BCD的值为67，显然两者是不一样的。例写出69.25的BCD码。根据上表,可直接写出相应的BCD码:69.25=（01101001.00100101）BCD2、ASCII码计算机只能识别0、1、0、1、……；这些0、1、0、1、……有的代表数值，有的代表要处理的信息（如字母、标点符号、数字符号等文字符号）。所以，计算机不仅要认识各种数字，还要能识别各种文字符号。人们事先已对各种文字符号进行二进制数编码。如，美国信息交换标准码——ASCII码，用一个字节表示一个字符。

ASCII编码表

b7b6b5b4b3b2b10000010100111001011101110000NULDLESP0@P、p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXD