《单片机原理与应用项目式教程 教学课件 ppt 作者 邹显圣主编 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理与应用项目式教程 教学课件 ppt 作者 邹显圣主编 绪论（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,微控制器技术应用,绪 论,绪 论,一、概述,二、单片机的应用领域,三、单片机的发展方向,四、计算机数据表示,五、自测题,一、概述,（二）单片机的组成,（四）单片机的特点,（一）微型计算机简介,（三）单片机的发展概况,（一）微型计算机简介,1多板机（系统机）,多板机是将微处理器、存储器、I/O(Input/Output)接口电路等组装在一块 主机板（即微机主板）上，再通过系统总线和其他多块外设适配卡连接键盘、显 示器、打印机、软/硬盘驱动器及光驱等设备。各种适配板卡插在主机板的扩展 槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等将在同一机箱内，再配上操作系统及各 种应用软件，就构成了一台完整的微型计算机
2、系统（简称系统机）。,一、概述,2单板微型计算机,（一）微型计算机简介,计算机应用的早期，将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印制电路板上，再配上监控程序，就构成 了一台单板微型计算机（简称单板机，Single-Board Microcomputer）,一、概述,3单片微型计算机,在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了 单芯片微型计算机，即单片微型计算机（简称单片机，Single-Chip Microcomputer）,（一）微型计算机简介,一、概述,一个最基本的微型计算机通常由以下几部分组成： 1）中央处理器
3、（CPU），包括运算器、控制器和寄存器组。 2）存储器，包括ROM（Read Only Memory，程序存储器）和RAM （Random Access Memory，数据存储器）。 3）多种输入/输出（I/O）接口，与外部输入/输出设备连接。,（二）单片机的组成,一、概述,（三）单片机的发展概况,1）第一代单片机（19751976 年）。这是单片机的起步阶段。这个时期生产的单片机其特点是制造工艺落后，集成度低，而且采用双片形式，其代表产品是仙童公司的F8系列机和Intel公司的3870 系列机。,2）第二代单片机（19761978年）。这一阶段生产的单片机已是单块芯片，但其性能低、品种少、寻
4、址范围有限、应用范围也不广，最典型的产品是Intel公司的MCS-48系列机。,3）第三代单片机（19791982 年）。这是8位单片机的成熟阶段。这一代单片机和前两代相比，不仅存储容量大、寻址范围广，而且中断源、并行I/O口、定时器/计数器的个数都有了不同程度的增加，同时它还新集成了全双工的串行通信接口电路；在指令系统方面普遍增设了乘除法和比较指令。这一时期生产的单片机品种齐全，可以满足各方面的需要，其代表产品有Intel公司的MCS-51系列机、Motorola公司的MC6801系列机等。,4）第四代单片机（1983年以后）。这一阶段8位单片机向更高性能发展， 同时出现了工艺先进、集成度高
5、、内部功能更强和运算速度更快的16位单片机，它允许用户采用面向工业控制的专用语言，如C语言等，其代表产品有Intel公司的MCS-96系列机、NC公司的HPC16040系列机等。,一、概述,（四）单片机的特点,单片机的基本组成和基本工作原理与一般的微型计算机相同，但在具体结构和处理过程上又有自己的特点。其主要特点如下：,2）在芯片引脚上，大部分采用分时复用技术。,1）在存储器结构上，单片机的存储器采用哈佛（Harvord）结构。,3）在内部资源访问上，采用特殊功能寄存器（Special Function Register， SFR）的形式。,4）在指令系统上，采用面向控制的指令系统。,5）内部
6、一般都集成一个全双工的串行接口。,6）单片机有很强的外部扩展能力。,一、概述,二、单片机的应用领域,(四) 智能化仪表,(二) 智能化接口,(三) 智能化测控系统,(一) 智能化产品,(一) 智能化产品 工业控制，如数控机床、PLC、机器人 家用电器，如微波炉、电视机、录像机等 办公设备，如传真机、复印机、数码相机等,二、单片机的应用领域,(二) 智能化接口 数字滤波 线性化处理 误差修正,二、单片机的应用领域,(三) 智能化测控系统 温室人工气候控制 电镀生产线自动控制系统 导弹控制 鱼雷制导 智能武器装置,二、单片机的应用领域,(四) 智能化仪表 仪表具有监测、处理、控制等一体化功能,二、
7、单片机的应用领域,三、单片机的发展方向,目前，单片机的发展有如下特点：,（一）CMOS化,（二）低电压、低功耗化,（三）大容量化,（四）串行扩展技术,四、计算机数据表示,（一）常用的进位计数制,（二）二进制的算术运算,（三）数制间的转换,（四）逻辑数据的表示,（五）单片机中数的表示形式,（六）二进制编码,（七）微型计算机的常用术语,四、计算机数据表示,（一）常用的进位计数制,十进制数具有下列特点： (1) 有十个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。 (2) 每一个数码符号根据它在这个数中所处的位置(数位)，按“逢十进一”来决定其实际数值。,1十进制,2二进制,3八进制,4十六
8、进制,四、计算机数据表示,（一）常用的进位计数制,二进制数具有下列特点： 有两个不同的数码符号0，1。 每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢二进一”来决定其实际数值。,1十进制,2二进制,3八进制,4十六进制,四、计算机数据表示,（一）常用的进位计数制,二进制数具有下列特点： 八进制的基为“八”，即它所使用的数码为07，共8个数字。 每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢八进一”来决定其实际数值。,1十进制,2二进制,3八进制,4十六进制,四、计算机数据表示,（一）常用的进位计数制,十六进制数具有下列两个特点： 它有十六个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，
9、C，D，E，F。由于数字只有09十个，而十六进制要使用十六个数字，所以用AF六个英文字母分别表示数字1015。 每个数码符号根据它在这个数中的数位，按“逢十六进一”来决定其实际的数值。,1十进制,2二进制,3八进制,4十六进制,四、计算机数据表示,（二）二进制的算术运算,算术运算：,加法；,减法；,乘法；,除法,加法运算按下列三条法则进行： (1) 00=0。 (2) 01=10=1。 (3) 11=10（逢二进一，向高位进位）。,四、计算机数据表示,（二）二进制的算术运算,算术运算：,减法运算按下列三条法则进行： (1) 00=11=0。 (2) 10=1。 (3) 01=1（此时要向高位借
10、位，借1当2）。,加法；,减法；,乘法；,除法,四、计算机数据表示,（二）二进制的算术运算,算术运算：,二进制数的乘法运算有下列三条法则： (1) 00=0。 (2) 01=10=0。 (3) 11=1。,加法；,减法；,乘法；,除法,四、计算机数据表示,（二）二进制的算术运算,算术运算：,二进制数的除法运算按下列三条法则进行： (1) 00=0。 (2) 01=0（10是无意义）。 (3) 11=1。,加法；,减法；,乘法；,除法,四、计算机数据表示,（三）数制间的转换,1十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数,2二进制数转换为十进制数,3二进制数转换为八进制数,4二进制数转换为十六进制数
11、,5十六进制数转换为二进制数,四、计算机数据表示,1十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数,（1）整数部分,（2）小数部分,采用除基取余法。十进制数转换为二进制采用“除二取余法”，即把待转换的十进制不断使用2除，一直到商是0为止，然后将所得的余数由下而上排列即可。用同样的方法也可将十进制数转换成八进制和十六进制数，即分别用基数R不断地去除十进制数的整数，直到商为0为止，每次所得的余数依次排列即为相应进制的数码。最初得到的为最低有效数字，最后得到的为最高有效数字。,四、计算机数据表示,1十进制数转换为二进制、八进制和十六进制数,采用乘基取整法。分别用基数R（R=2、8或16）不断地去乘十进制数
12、的小数，直到积的小数部分为0（或者直到所要求的位数）为止，每次乘得的整数依次排列即为相应数制的数码。最初得到的为最高有效数字，最后得到的为最低有效数字。,（1）整数部分,（2）小数部分,四、计算机数据表示,2二进制数转换为十进制数,二进制数转换为十进制数采用“位权法” ，即二进制数各位按权展开，然后 求和。,四、计算机数据表示,3二进制数转换为八进制数,将二进制数转换为八进制数的规则是“从右向左，每3位二进制数转换为1位八进制数，不足部分用0补齐”。,四、计算机数据表示,4二进制数转换为十六进制数,十六进制数也是一种常用数制。将二进制数转换为十六进制数的规则是“从右向左，每4位二进制数转换为1
13、位十六进制数，不足部分用0补齐” 。,四、计算机数据表示,5十六进制数转换为二进制数,十六进制数转换为二进制数的方法正好与上面的方法相反，即1位十六进制数化为4位二进制数。,四、计算机数据表示,（四）逻辑数据的表示,1逻辑“与”,2逻辑“或”,3逻辑“非”,4逻辑“异或”,逻辑“与”也称为逻辑乘，最基本的“与”运算有两个输入量和一个输出量。运算规则：00=0；01=10=0；11=1。用语言描述就是：只有两个输入量都是“1”时，输出才为“1”；或者说“有 0为0，全1出1”,四、计算机数据表示,（四）逻辑数据的表示,逻辑“或”也叫逻辑加，最基本的逻辑“或”有两个输入量和一个输出量。运算规则：0
14、+0=0；0+1=1+0=1；1+1=1。用语言描述就是：只有两个输入量都是“0”时，输出才为“0”；或者说“有1为1，全0出0”。,1逻辑“与”,2逻辑“或”,3逻辑“非”,4逻辑“异或”,四、计算机数据表示,（四）逻辑数据的表示,逻辑“非”即取反。运算规则：1=0 ；0=1。用语言描述就是：1的反是0，0的反是1。,1逻辑“与”,2逻辑“或”,3逻辑“非”,4逻辑“异或”,四、计算机数据表示,（四）逻辑数据的表示,逻辑“异或”是实现“相同为0，不同为1”这种逻辑的一种运算，运算符为“”。运算规则：00=0；01=1；10=1；11=0。,1逻辑“与”,2逻辑“或”,3逻辑“非”,4逻辑“异
15、或”,四、计算机数据表示,（五）单片机中数的表示形式,1原码表示法,2反码表示法,3补码表示法,4补码的加减运算,四、计算机数据表示,（五）单片机中数的表示形式,1原码表示法,用8位二进制数表示数的原码时，最高位为数的符号位，其余7位为数值位。 例如：真值为+120的原码形式 +120原=01111000B -120原=11111000B 对于零，可以认为它是正零，也可以认为它是负零，所以零的原码有两种形式： +0原=00000000B -0原=10000000B 8位二进制数原码表示范围为：1111111B0111111B，即-127+127。,四、计算机数据表示,（五）单片机中数的表示形式
16、,2反码表示法,在反码表示法中，正数的反码与原码相同，负数的反码由它对应原码除符号位之外，其余各位按位取反得到。 例如： 13+120原=+120反=01111000B -120原=11111000B -120反=10000111B 零的反码有两种表示方式，即 +0反=00000000B -0反=11111111B 8位二进制数反码表示范围为：11111111B01111111B，即-127+127。,四、计算机数据表示,（五）单片机中数的表示形式,3补码表示法,（1）补码的概念,（2）补码的表示,先以钟表为例，假设现在的标准时间为5点整，而有一只表却已是7点，为了校准时间，可以采用两种方法：一是将时
