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1、,单片机应用技术,教师 汪海燕 浙江警官职业学院 安全防范系,本课程学习特点,要记的多，111条指令，40条引脚的功能和用途，内部结构和工作方式。 所以必须经常复习和练习 单片机品种虽然繁多，原理大同小异,返回本节章首页,任务一 简单紧急报警电路的实现 任务目标：过学习任务一的完成方法，熟悉单片机的概念及特点，了解单片机的发展历史和应用领域，初步认识数据传送指令等。 任务内容： 单片机上电工作时，当发生非法入侵或火警时，按紧急报警键S1后，发光二极管按1HZ左右频率闪烁。 电路：,程序如下：,ORG 0000H LA:JB P1.1 L1 CLR P1.0 L1: SETB P1.0 SJMP
2、 LA END,第一章 计算机应用概述,1.1单片机基础知识 1.2单片机的特点 1.3单片机的应用 1.4补充知识,1.1单片机基础知识,一、什么是单片机? 微型计算机 微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:,输入设备,运算器,输出设备,控制器,存储器,特点：这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成,多板机,CPU,CPU芯片,内存条,存储器接口,存储器芯片,输入输出接口,输入输出接口 芯片,定时计数器 芯片,A/D、D/A 芯片,单板机,印 刷 电 路 板,单 硅 晶 片,CPU,存储器,控制电路,定时器,时钟电路,I / O口,单片机,单片机单片微型计算机 （Single chip M
3、icrocomputer) 定义：单片机就是将CPU、RAM、ROM、接口、 定时器/计数器及串行通信接口等部件集成在一块集 成电路芯片上的微型计算机。一块芯片就构成了一 台计算机。,二、单片机的发展历史 第一阶段（19761978年）：单芯片微机形成阶段 (初级单片机阶段) 代表产品Intel公司的MCS-48 第二阶段（19781982年）：性能完善提高阶段 (高性能单片机阶段) 代表产品Intel公司的MCS-51 第三阶段（19821990年）：微控制器化阶段， (16位单片 机推出阶段) 代表产品Intel公司的MCS-96 第四阶段（1990年）：单片机的全面发展阶段，向高 速、强
4、运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。 世界上一些著名的半导体器件厂家都开发了单片机如Intel、Motorola、Zilog、Philips等。,返回本节章首页,1.2单片机的特点,体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。 数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。 结构灵活，易扩展，易于开发，易于组成各种微机应用系统。 受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM在8KB以下，内RAM在256B以内。 应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器、安防产品及家用电器等领域。,返回本章首页,1、智能仪器仪表上,数字式测角仪,交直流电压电流表,位
5、移传感器,单片机广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，多功能化等方向发展。集测量、处理、控 制于一体。 且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。,1.3单片机的应用,2、工业控制,数控车床,数控线切割机床,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。,3、家用电器,1. 智能冰箱,2智能饭煲,3智
6、能食品配料机,可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。,4、计算机网络和通信领域,现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制。,手机 电话机 程控交换机 楼宇自动通信呼叫系统 列车无线通信 日常工作中随处可见的移动电话 集群移动通信， 无线电对讲机等。,5、医用设备及消防等安防控制系统等,医用呼吸机 各种分析仪 监护仪 超声诊断设备 病床呼叫系统等等 消防等安防控制系统,
7、电池分析仪,医用呼吸机,麻醉信息管理系统,工业控制中智能家用电器、智能仪器设备、数控机床、自动生产线、智能玩具、相关的数据采集处理显示等等。,日常生活中常见的霓虹灯显示、比赛抢答器、报警器、电子时钟、点阵和液晶显示屏等等。消防等安防控制系统,应用实例,一、单片机系统的组成,1.4补充知识,单片机系统,二 、 数制及数码,计算机只识别和处理数字信息，数字是以二进制数的形式表示的。它易于物理实现，同时，资料存储、传送和处理简单可靠；运算规则简单，使逻辑电路的设计、分析、综合方便，使计算器具有逻辑性。 （一）、数制 1、常用数制 （1.）十进制数： 1985 = 1000+900+80+5 = 11
8、03+9102+8101+5100 特点：有0 9 十个不同的符号。 逢十进一。 一般用下脚标 D 表示，如 1985D ,或无下脚标。,（ 2.）二进制数： 特点：有0，1两个不同的符号。 逢二进一。二进制数的下脚标为B 例如：对于整数， 1001B=123+022+021+120 = 9D 对于小数， 0.101B = 12-1 + 02-2 + 12-3 = 0.625D 二进制数每一位的权是：以小数点分界， 24 , 23 , 22 , 2 1, 2 0 . 2 -1, 2 -2, 2 - 3, ,（ 3.）十六进制数： 有0 9 ，A,B,C,D,E,F 共十六个不同的符号。 逢十六
9、进位。用下脚标 “H” 表示十六进制数。 例：327 H = 3162+2161+7160 = 807D 3AB . 11H = 3162+A161+B160+1161+116-2 =939 . 0664 D,2、数制的转换 （1.）二进制转换为十进制数 方法: 按权展开。 111.101B =122+12 1+12 0 +1 2 -1 +0 2 -2 +1 2 3 =4+2+1+0.5+0.125 =7.625D （2.）十进制数转换为二进制数 方法： 整数部分除二取余，小数部分乘二取整,45 余数,22,1,11,0,5,1,2,1,1,0,0,1,2,2,2,2,2,2,即 45 = （
10、101101）2,例1、将十进制数45转换成二进制数。,例2：十进制小数部分的转换: 乘二取整,0.6875, 2,最高位 取 1 1.3750,0.375, 2,取 0 0.750, 2,取 1 1. 50,0.5, 2,最低位 取 1 1. 0,从上至下写成从左至右,1011,0.6875D = 0.,B,二进制数转换成八进制数与上述类似。,（ 3.）十六进制数与二进制数之间的转换:,十六进制数转换为二进制： 9 A B . 7 C 5 H,1001 1010 1011 . 0111 1100 0101B,二进制数转换十六进制数: 0001 1011 1110 0011 . 1001 01
11、11 1000B,1 B E 3 . 9 7 8H,（二）、数码 1、机器数与真值 机器只认识二进制数：0、1。 这是因为，电路状态常常有两种情况， 如：电路的通、断； 高电平、低电平；可用0、1表示。 在机器中，这种0、1、0、1的表现形式称为机器数。 机器数分为无符号数、带符号数。 无符号数如：00000001、10010011、01010010、 等等，范围：00H FFH。 有符号数如：+1010110B、-1101001B、等等,01010110B、,11101001B,2、机器数的编码及运算 对带符号数而言，有原码、反码、补码之分，计算机内一般使用补码。 （1）原码 将数“数码化”
12、，原数前“+”用0表示，原数前“-”用1表示，数值部分为该数本身，这样的机器数叫原码。 设X原数；则X原 = X（X0） X原 = 2n-1 X （X0），n为字长的位数。 如，+3原 = 00000011B -3原 = 27 - （-3） = 10000011B 0有两种表示方法：00000000 +0 10000000 -0 原码最大、最小的表示：+127、-128,（2）反码 规定正数的反码等于原码；负数的反码是将原码的数值位各位取反。 X反 = X （X0） X反 =（2n 1）+ X （X0）如， +4反 = +4原 = 00000100 B -4反=(281)+(-5)=11111
13、111-00000101= 11111010 B 反码范围：-128 +127 两个0： +0 00000000 B -0 11111111 B,运用补码可使减法变成加法。 规定：正数的补码等于原码。 负数的补码求法：1）反码 + 1 2）公式：X补 = 2n + X （X0） 如，设X = - 0101110 B ， 则X原 = 10101110 B 则X补 = X反 + 1 = 11010001 + 00000001 = 11010010 B 如，+6补 = +6原 = 00000110 B -6补 = 28 + （-6） = 10000000 00000110 = 11111010 B
14、8位补码的范围 128 +127。 0 的个数：只一个，即00000000 而10000000 B是-128的补码。 原码、反码、补码对照表：见下表,（3）补码 补码的概念：现在是下午3点，手表停在12点，可正拨3点，也可倒拨9点。即是说-9的操作可用+3来实现，在12点里：3、-9互为补码。,八位二进制数所能表示的数据范围 机器数 无符号数 原码 反码 补码 00000000 0 +0 +0 +0 00000001 1 +1 +1 +1 . . . . . 01111111 127 +127 +127 +127 10000000 128 -0 -127 -128 10000001 129 -1 -126 -127 . . . . . . . . . . 11111110 254 -126 -1 -2 11111111 255 -127 -0 -1,（4）补码的运算 当X0时，X补= X反=X
