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1、第1章 单片机基础知识概述 1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介 第1章 单片机基础知识概述 丁贤庆 ahhfdxq 13955198036 1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介 第1章 单片机基础知识概述 1. 什么是单片机？ 2. 为什么要学单片机？ 3. 怎样学习单片机？ 第1章 单片机基础知识概述 1. 什么是单片机？ 从微型计算机技术的两大 发展分支谈起 第1章 单片机基础知识概述 分支一：通用微型计算机系统 （Universal microComputer System ） UCS为满足众多普通
2、应用场合需要而发展的一类 个人计算机系统 技术要求: 高速计算 + 海量存储 发展方向: CPU速度不断提升，存储容量不断扩大 386 486 Pentium Pentium Conroe II 第1章 单片机基础知识概述 个人计算机（Personal Computer） CPU+存储器+主板+显卡+声卡+网卡+显示器+鼠标+键盘 基本功能部件接口部件外部设备 支持它的软件五花八门，应有尽有 第1章 单片机基础知识概述 分支二：嵌入式计算机系统 （Embedded Computer System） ECS能嵌入到对象体系中，以实现对象体系智 能化为目的的一类专用计算机系统 技术要求：必须满足对
3、象体系的物理、电气和环 境以及产品成本等要求 发展方向: 与对象系统密切相关的嵌入性能、控制 能力与控制可靠性 第1章 单片机基础知识概述 PC 电气加固、机械加固，并配置各种接口板卡 IPC （工控机） 嵌入到大型对象系统中（实现智能化） 工业计算机（Industrial Personal Computer） 船舶驾驶室集中控制台 自动配料控制系统 电站锅炉控制系统 第1章 单片机基础知识概述 众多小型对象系统（如家电、仪器、工控单元）无法使用IPC 需 要发展一类特殊的嵌入式计算机系统 第1章 单片机基础知识概述 单片计算机（Single Chip Microcomputer） SCM将通
4、用微计算机基本功能部件集成在一块芯片 上构成的一种专用微计算机系统 应用：SCM硬件+SCM软件+少量外围电路嵌入式微 机系统+被控对象微电脑控制产品 第1章 单片机基础知识概述 单片机的发展： 从1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、 MCS-51 （8位）和MCS-96（16位）3大系列单片机。 迄今为止，世界各地厂商已相继研制出大约50个系列300 多个品种的单片机产品。 第1章 单片机基础知识概述 单片机的发展趋势是高集成度、高性能、低功耗 单片机（SCM）微控制器（Micro Controller Unit） Micro Controller Unit Singl
5、e Chip Microcomputer 8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。 第1章 单片机基础知识概述 汽车电控系统中的单片机应用 第1章 单片机基础知识概述 2. 为什么要学单片机？ 单片机属于高新技术领域，是机电产品智能化 的重要途径，可实现产品的升级换代 单片机应用领域宽，单片机技能人才社会需求 广泛，具有很好的就业前景 单片机知识与具体专业技术相结合可产生更大 的创造力和发展潜力 第1章 单片机基础知识概述 单片机应用实例抽油机节能控制仪研制 游梁式抽油机 国内约有10万多台游梁式抽油机，电能消耗问题十分突出！ 高能耗原因高能耗原因1 1： “大马拉小车” 正常抽油时仅需配备较
6、 小功率电机； 为应对起动、稠油、结 蜡、结冻等偶然事件， 需要配备大功率电机 第1章 单片机基础知识概述 高能耗原因高能耗原因2 2： “产抽不平衡” 油田开采后期，地层供液能力 抽油能力大于供液能力 抽油机工作效率 第1章 单片机基础知识概述 控制方案控制方案 根据实际工况，确定最适根据实际工况，确定最适 接线方式，实施双向动态接线方式，实施双向动态 切换切换 时间 形状态形状态 Y Y形状态形状态 过载停机过载停机 起动起动 O 负载 第1章 单片机基础知识概述 节能原理节能原理1Y-1Y-切换切换 开机停机开机开机停机 时间 根据间抽规律设置开机时间根据间抽规律设置开机时间T1T1和停
7、机时间和停机时间T2T2 开机T1小时停机T2小时 第1章 单片机基础知识概述 节能原理节能原理22间歇式抽油控制间歇式抽油控制 综合上述两种原理 抽油机自动双向切换与间抽控制技术 开机 停机 开机 开机 停机 时间 总节电效果总节电效果 节电率节电率Y Y + + 节电率节电率间抽间抽 第1章 单片机基础知识概述 电源开关 交流接触器 电动机 功率变送器 抽油机电控箱 基于单片机的抽油机节能控制方案 节能控制仪 A/D转换器 中间继电 器 数码管显示器 数据存储器 薄膜式按键 单片机 第1章 单片机基础知识概述 试验结果试验结果 在未使用间抽控制功能的 情况下，平均有功功率降 低约15% 第
8、1章 单片机基础知识概述 节能控制仪 抽油机电控柜 获得国家授权专利获得国家授权专利 第1章 单片机基础知识概述 3、怎样学习单片机 各组成部分既相对独立，又相互交叉 教学目标掌握单片机原理与应用系统设计技能 需要具备单片机硬件、软件、接口、开发工具 四方面知识 硬件系统 软件系统 接口系统 开发工具 第1章 单片机基础知识概述 硬件系统（RAM，IO，T/C，INT，UART） 存储器 输入/输出单元 定时/计数器 中断系统 串行通信 第1章 单片机基础知识概述 软件系统 C51语言程序 汇编语言程序 第1章 单片机基础知识概述 接口系统（LED，KEY，AD，DA，IO扩展） 键盘电路 数
9、码管 键盘 模数转换 数模转换 可编程接口 第1章 单片机基础知识概述 第1章 单片机基础知识概述 单片机本身无开发能力，必须借助开发工具开发应用软件 。 单片机实验箱 开发工具PROTEUS单片机仿真软件 第1章 单片机基础知识概述 Keil C51简介 Keil C51是51单片机软件开 发的C语言和汇编语言环境，可 以进行纯软件仿真；也可以与 Proteus软件联合进行仿真。 开发工具 Keil集成开发环境软件 第1章 单片机基础知识概述 仿真运行效果 第1章 单片机基础知识概述 第1章 单片机基础知识概述 第2章 MCS-51单片机结构及原理 第3章 单片机的汇编语言与程序设计 第4章
10、 单片机的C51语言 第5章 单片机的中断系统 第6章 单片机的定时器/计数器 第7章 单片机的串行通信技术 第8章 单片机接口技术 第9章 单片机应用系统的设计与开发 附录 实验指导 第1章 单片机基础知识概述 教材介绍 课件下载 第1章 单片机基础知识概述 单片机课程学习网站（ 第1章 单片机基础知识概述 学习方法 第1章 单片机基础知识概述 教学内容 第1章 单片机基础知识概述 1.1 单片机概述 1.2 单片机学习的预备知识 1.3 Proteus应用简介 第1章 单片机基础知识概述 1.2 单片机学习的预备知识 1、数制定义2、10、16进制数的概念 2、数制转换2、10、16进制数
11、的换算 3、有符号数2进制负数的表示方法 4、位-字节-字2进制基本概念 5、ASCII码字符的2进制表示方法 6、BCD码10进制数的2进制表示方法 7、基本逻辑门电路 与、或、非、与非 第1章 单片机基础知识概述 1.数制 单片机常用的数制有十进制、二进制、十六进制。 第1章 单片机基础知识概述 符号集：09； 规则：逢十进一；十进制数的后缀为D但可省略；十进制 数可用加权展开式表示，例如： 其中，10为基数，09为各位加权数，其一般表达式为： 1、十进制数，ND 第1章 单片机基础知识概述 2、二进制数，NB 符号集：0、1； 规则：逢二进一；二进制数的后缀为B且不可省略；二 进制数可用
12、加权展开式表示，例如： 其中，2为基数，0和1为各位加权数，其一般表达式为： 第1章 单片机基础知识概述 3、十六进制数，NH 符号集：09、AF； 规则：逢十六进一；十六进制数的后缀为H且不可省略；十 六进制数可用加权展开式表示。例如： 其中，16为基数，015为各位加权数，其一般表达式为： 2.数制转换 (1) 二进制转换成十进制 转换规则：按二进制表达式展开，按十进制运算求和。 例如： 1 1 1 1 1 1 1 1 8 4 2 1 16 32 64 128 记忆： 1100B = 12 1001B = 9 1111B = 15 11111111B = 255 举例： 第1章 单片机基础
13、知识概述 （2）十六进制转换成十进制 转换规则：按十六进制表达式展开，按十进制运算求和。 例如： 第1章 单片机基础知识概述 (3) 二进制与十六进制数之间的转换 1010B = 0AH 1101B = 0DH 1011B = 0BH 1110B = 0EH 1100B = 0CH 1111B = 0FH 记忆： 从低位起由右到左，每4位二进制数对应1位十六进制数。 例如： （最后一组不足时左边添0凑齐4位） 转换规则： 第1章 单片机基础知识概述 (4)十进制整数转换成二、十六进制整数 转换规则：“除基取余”。十进制整数不断除以转换进制基数 ，直至商为0。每除一次取一个余数，从低位排向高位。
14、 例如： 第1章 单片机基础知识概述 3.有符号数的表示方法 有符号数：最高位为符号位， “0”表示“+” ，“1”表示“-” 。 其余为数值位 第1章 单片机基础知识概述 例如：+123 0111 1011B -123 1111 1011B 1111 1011B = 251？ = -123？ 靠事先约定 无符号数：最高位不作为符号位，全部为数值位。 有符号 数有3种编码形式：原码、反码和补码 基本规律： 正数的原码、反码和补码都是相同的，而负数的原码、 反码和补码各有不同。 运算规则： 当有符号数用补码表示时，可以把减法运算转换为加法 运算。 CPU中便无需设置硬件减法器，从而可简化 其硬件
15、结构。 第1章 单片机基础知识概述 4. 位字节字 位 (bit)：二进制数中的一位，其值不是“1”，就是“0”。 半字节 字节 字（双字节 ） 位字 节 字 节 半字节：4位二进制 例如：1000 1110 1100 1011B = 8E CDH 字 (word)：51单片机的字由2个字节组成，16位字长。 第1章 单片机基础知识概述 字节 (byte)：一个8位的二进制数为一个字节，可用大写B 表示，例如256字节256B。 第1章 单片机基础知识概述 强调 ： 1、字节的表示不可与二进制数的表示相混淆。例如，不 应将二进制数“1010B”理解为“1010字节”； 2、千字节的表示为“KB”，1KB=1024B。例如，64KB = 1024B64 = 65536B。 5. BCD码 Binary Coded Decimal用二进制代码表示的十进制数，称 为“二进码十进数”或“二/十进制代码”。 第1章 单片机基础知识概述 8
