第一章单片机入门基础课件

大家好大家好单片机接口技术及应用7/13/2024单片机接口技术及应用单片机接口技术及应用第一章第一章 单片机入门基础单片机入门基础万旭万旭M.T.：13757980109（660109）QQ：85431017402:06应应用用电电子系子系4第一章第一章 单片机入门基础单片机入门基础第第一一章章目目录录n一、单片机入门知识回顾一、单片机入门知识回顾n二、单片机概述二、单片机概述n三、单片机发展与应用三、单片机发展与应用n四、如何进入单片机世界四、如何进入单片机世界02:06应应用用电电子系子系5一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识微型微型计计算机系算机系统组统组成成微微型型计计算算机机系系统统硬件硬件微型计算机微型计算机（主机主机）微处理器微处理器(CPU)软件软件外围设备外围设备运算器运算器控制器控制器存储器存储器(内存内存)RAMROM外部设备外部设备辅助设备辅助设备 输入设备输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪键盘、扫描仪、语音识别仪)输出设备输出设备(显示器、打印机、绘图仪、显示器、打印机、绘图仪、)辅助存储器辅助存储器(磁带、磁盘、光盘磁带、磁盘、光盘)输入输入/输出接口输出接口(PIO、SIO、CTC、ADC、DAC)(I/O接口接口)总线总线(AB、DB、CB)系统软件系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序监控程序)应用软件应用软件(科学计算，工业控制，数据处理科学计算，工业控制，数据处理)程序设计语言程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言机器语言、汇编语言、高级语言)电源电路电源电路时钟电路时钟电路02:06应应用用电电子系子系6一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础l运算器：实现算术运算或逻辑运算运算器：实现算术运算或逻辑运算 包括：算术逻辑单元包括：算术逻辑单元ALU、累加器、累加器A、暂存寄存、暂存寄存器器TR、标志寄存器、标志寄存器F或或 PSW、通用寄存器、通用寄存器GR中央处理器中央处理器 CPU 运算器和控制器集成在一个芯片上运算器和控制器集成在一个芯片上l控制器：中枢部件，控制计算机中的各个部件控制器：中枢部件，控制计算机中的各个部件工作工作 包括：指令寄存器包括：指令寄存器 IR、指令译码器、指令译码器ID、程序计、程序计数器数器PC、定时与控制电路、定时与控制电路1.计计算机基算机基础础知知识识微型微型计计算机算机组组成成02:06应应用用电电子系子系7一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识微型微型计计算机算机组组成成存储器：存储器：记忆，由存储单元组成。记忆，由存储单元组成。包括：包括：ROM、RAM总线总线BUS：在微型计算机各个芯片之间或在微型计算机各个芯片之间或芯片内部之间传输信息的一组公共通信线。芯片内部之间传输信息的一组公共通信线。包括：包括：数据总线数据总线DB：双向，宽度决定了微机的位数。：双向，宽度决定了微机的位数。地址总线地址总线AB：单向，决定：单向，决定CPU的寻址范围。的寻址范围。控制总线控制总线CB：单向：单向02:06应应用用电电子系子系8一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础I/OI/O接口：接口：数据输入输出。数据输入输出。包括：输入接口、包括：输入接口、输出接口输出接口1.计计算机基算机基础础知知识识微型微型计计算机算机组组成成02:06应应用用电电子系子系9一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识计计算机主要技算机主要技术术指指标标字长：字长：CPU能并行处理二进制的数据位数能并行处理二进制的数据位数 8位机、位机、16位机、位机、32位机和位机和64位机位机内存容量内存容量：存储单元能容纳的二进制数的存储单元能容纳的二进制数的位数位数容量单位：容量单位：B、W 量级：量级：1K=21K=21010=1024=1024，1M=21M=22020=1KK=1KK 例如：例如：8KB8KB、64KB64KB、16MB16MB、64MW64MW。02:06应应用用电电子系子系10一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识计计算机主要技算机主要技术术指指标标运算速度运算速度：CPUCPU处理速度处理速度时钟频率、主频、每秒运算次数时钟频率、主频、每秒运算次数 6MHz 6MHz、12MHz12MHz、24MHz24MHz、100MHz100MHz、300MHz300MHz。内存存取时间：内存存取时间：内存读写速度内存读写速度50nS 50nS、70nS 70nS、200nS 200nS。02:06应应用用电电子系子系11一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换进位计数制进位计数制使用有限个基本数码来表示数据，按进位的方法进行计数称为进位计数制进位计数制包含两大要素：基数和位权基数和位权基数：表示数据基本数码的个数基数：表示数据基本数码的个数J位权：数码在表示数据时所处的数位所具位权：数码在表示数据时所处的数位所具有的固定值有的固定值J i。简称简称“权权”。02:06应应用用电电子系子系12一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础十进制D符号集：符号集：09 规则：逢十进一。规则：逢十进一。例：例：1234.5=1103+2102+3101+4100+510-1加权展开式以加权展开式以10为为基数，各位系数为，各位系数为09。103 102 101 100 10-1 位权一般表达式：一般表达式：ND=dn-110n-1+dn-210n-2+d0100+d-110-1+1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换02:06应应用用电电子系子系13一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础二进制B符号集：符号集：0 0、1 1 规则：逢二进一规则：逢二进一1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换十六进制H符号集：符号集：0 09 9、A AF F 规则：逢十六进规则：逢十六进一一02:06应应用用电电子系子系14一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础进位计数制的说明进位计数制的说明1、十进制用于计算机输入输出，人机交互。十进制用于计算机输入输出，人机交互。二进制为机器中的数据形式。二进制为机器中的数据形式。十六进制用于表示二进制数。十六进制用于表示二进制数。2、不同进位制数以下标或后缀区别、不同进位制数以下标或后缀区别,十进制数十进制数可不带下标。可不带下标。如如:101、101D、101B、101H、101H1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换02:06应应用用电电子系子系15一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础进位计数制的说明进位计数制的说明1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换02:06应应用用电电子系子系16一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换不同进位计数制之间的转换不同进位计数制之间的转换十十进进制数制数转换转换成二、十六成二、十六进进制数？制数？整数整数转换转换法：法：“除基取余除基取余”小数小数转换转换法：法：“乘基取整乘基取整”2N数数值值加减法：加减法：“2N数加减”02:06应应用用电电子系子系17一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换不同进位计数制之间的转换（举例）不同进位计数制之间的转换（举例）1.39转换成二进制数转换成二进制数39=100111B2 39 1 （b0）2 19 1 （b1）2 9 1 （b2）2 4 0 （b3）2 2 0 （b4）2 1 1 （b5）0 2.208转换成十六进制数转换成十六进制数 208=D0H16 208 余 016 13 余 13=DH 002:06应应用用电电子系子系18一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.0.625转换成二进制数转换成二进制数0.625 2 1.250 1 (b-1)2 0.5 0 0 (b-2)2 1.0 1 (b-3)0.625=0.101B2.0.625转换成十六进制数转换成十六进制数 0.625 16=10.0 0.625=0.AH3.208.625 转换成十六进制转换成十六进制数数208.625=D0.AH1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换不同进位计数制之间的转换（举例）不同进位计数制之间的转换（举例）02:06应应用用电电子系子系19一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础其它进制数转换成十进制数？1.计计算机基算机基础础知知识识数制及其数制及其转换转换先展开，然后按照十进制运算法则求和。先展开，然后按照十进制运算法则求和。例例：1011.1010B=121011.1010B=123 3+12+121 1+12+120 0+12+12-1-1 +12+12-3-3=11.625=11.625DFC.8DFC.8H H=1316=13162 2+1516+15161 1+1216+12160 0+816+816-1-1 =3580.5=3580.502:06应应用用电电子系子系20一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识符号数的表示符号数的表示 机器中，数的符号用机器中，数的符号用“0”“0”、“1”“1”表示。表示。最高位作符号位最高位作符号位“0 0”表示表示“+”，“1 1”表示表示“-”。原码原码最高位最高位为为符号位，符号位，0表示表示“+”，1表示表示“”。数。数值值位与真位与真值值数数值值位相同。位相同。原原码码表示表示简单简单直直观观，但，但0的表示不唯一，加减运的表示不唯一，加减运算复算复杂杂。02:06应应用用电电子系子系21一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识符号数的表示符号数的表示反反码码正数的反正数的反码码与原与原码码相同相同负负数的反数的反码码符号不符号不变变，数，数值值按位取反按位取反补码补码正数的补码表示与原码相同。正数的补码表示与原码相同。负数补码的符号位为负数补码的符号位为1，数值位等于反码加，数值位等于反码加1。补码表示的优点：补码表示的优点：0 0的表示唯一，加减运算的表示唯一，加减运算方便方便 Y-X=Y+-X Y-X=Y+-X补补 计算机中的数均采用补码表示！计算机中的数均采用补码表示！02:06应应用用电电子系子系22一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识编码编码BCDBCD码码二进制代码表示的十进制数。二进制代码表示的十进制数。例：求十进制数例：求十进制数876的的BCD码码 876BCD=1000 0111 011002:06应应用用电电子系子系23一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础美国标准信息交换码美国标准信息交换码ASCII码码，用于计算机与计算机、，用于计算机与计算机、计算机与外设之间传递信息。计算机与外设之间传递信息。1.计计算机基算机基础础知知识识编码编码02:06应应用用电电子系子系24一、一、单单片机入片机入门门知知识识回回顾顾单单片片机机入入门门基基础础1.计计算机基算机基础础知知识识数据数据单单位与存位与存储储形式形式位：位：Bit 数据最小单位数据最小单位字节：字节：Byte 8位二进制数定义为一字节位二进制数定义为一字节字长：字长：组成计算机一个字的位数组成计算机一个字的位数 8位机其一个存储单元表示位机其一个存储单元表示0255范围的数范围的数8位机、位机、16位机、位机、32位机和位机和64位机。位机。02:06应应用用电电子系子系25二、二、单单片机概述片机概述单单片片机机入入门门基基础础什么是单片机？什么是单片机？单片机就是单片微型计算机单片机就是单片微型计算机,是将计算机的中央处是将计算机的中央处理器理器(CPU)(CPU)、存储器（、存储器（ROM,RAMROM,RAM）、输入）、输入/输出输出（I/I/O）接口等集成在一小块硅片上的微型机接口等集成在一小块硅片上的微型机。02:06应应用用电电子系子系26二、二、单单片机概述片机概述单单片片机机入入门门基基础础单片机组成框图单片机组成框图RAMI/O接口接口电路电路CPU时时 钟钟定时器定时器/计数器计数器ROM02:06应应用用电电子系子系27二、二、单单片机概述片机概述单单片片机机入入门门基基础础单片机的特点单片机的特点突出特点突出特点存储器结构存储器结构 计算机有两种存储结构：计算机有两种存储结构：哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开 普林斯顿结构：程序存储器和数据存储器普林斯顿结构：程序存储器和数据存储器合并合并 单片机采用哈佛结构体系单片机采用哈佛结构体系02:06应应用用电电子系子系28二、二、单单片机概述片机概述单单片片机机入入门门基基础础采用哈佛体系结构采用哈佛体系结构采用面向控制的指令系统采用面向控制的指令系统引脚功能复用引脚功能复用片内片内RAM作寄存器作寄存器类型齐全类型齐全功能通用功能通用具有三高优势具有三高优势 集成度高、可靠性高、性价比高集成度高、可靠性高、性价比高单片机的特点单片机的特点02:06应应用用电电子系子系29三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础1976-1978 初级初级8位单片机位单片机 Intel MCS-48 系系列列1978-1983 高档高档8位单片机位单片机 Intel MCS-51系系列：列：-51子系列：子系列：8031/8051/8751-52子系列：子系列：8032/8052/8752低功耗型低功耗型80C31高性能型高性能型80C252廉价型廉价型89C2051/105102:06应应用用电电子系子系30三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础1983-901983-90年代初年代初 1616位单片机位单片机 Intel MCS-Intel MCS-96 96 系列系列8098/80968098/8096、80C198/80C19680C198/80C1969090年代初年代初-至今至今 1616位单片机高档位单片机高档3232位单片位单片机机02:06应应用用电电子系子系31三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础02:06应应用用电电子系子系32三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础02:06应应用用电电子系子系33三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础02:06应应用用电电子系子系34三、三、单单片机片机发发展与展与应应用用单单片片机机入入门门基基础础02:06应应用用电电子系子系35四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础知识储备知识储备02:06应应用用电电子系子系36四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础综综合素合素质质02:06应应用用电电子系子系37四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础软软件工具件工具02:06应应用用电电子系子系38四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础硬件工具硬件工具面包板面包板02:06应应用用电电子系子系39四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础硬件工具硬件工具万用板与印刷万用板与印刷电电路板路板02:06应应用用电电子系子系40四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础焊焊接工具与方法接工具与方法02:06应应用用电电子系子系41四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础焊焊接工具与方法接工具与方法02:06应应用用电电子系子系42四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础编编程工具程工具02:06应应用用电电子系子系43四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础实验实验装置装置02:06应应用用电电子系子系44四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础实验过实验过程程串口串口/并口并口仿真器仿真器实验箱实验箱(目标板目标板)仿真软件仿真软件(集集成开发环境成开发环境)3434芯电缆芯电缆仿真头仿真头1402120EPROM 写入器写入器（或（或下载线下载线）02:06应应用用电电子系子系45四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础课课程重点程重点掌握单片机应用系统硬件原理的分析方掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法（必须熟悉单片机提供的资源）法（必须熟悉单片机提供的资源）掌握软件设计与调试的基本技能掌握软件设计与调试的基本技能1.如何根据实际的需求编制软件如何根据实际的需求编制软件2.如何在编制的过程中对单片机提供给如何在编制的过程中对单片机提供给我们的资源进行合理的调配，使得我们我们的资源进行合理的调配，使得我们最终设计的单片机应用系统能够满足于最终设计的单片机应用系统能够满足于设计的需要设计的需要02:06应应用用电电子系子系46四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础如何学如何学习习？理理论联论联系系实际实际+设计实际项设计实际项目目+动动手制手制作作项项目目 实验实验加加强强动动手能力手能力锻炼锻炼。整体整体不拘泥于不拘泥于细细枝末梢。枝末梢。模仿与借模仿与借鉴鉴在理解的基在理解的基础础上注重上注重创创新。新。注重能力提高，重注重能力提高，重视实视实用用编编程技程技术术及接口技及接口技术术。02:06应应用用电电子系子系47课外兴趣小组课外兴趣小组四、如何四、如何进进入入单单片机世界？片机世界？单单片片机机入入门门基基础础自愿结合自愿结合 3-5个小组，每组个小组，每组4人（备案）人（备案）坚持到底，有结果坚持到底，有结果课题总结（报告、论文）课题总结（报告、论文）02:06应应用用电电子系子系48思考与实践1.安装软件安装软件2.使用软件使用软件3.成立兴趣小组成立兴趣小组谢谢大家！