片机基础知识概述.ppt

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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软件简介,1.1 单片机概述 1、什么是单片机 2、单片机的特点和应用 3、单片机的发展趋势 4、单片机的学习1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus软件简介,1.1 单片机概述,SCM将通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，现在国际上通用的另一简称为MCU(Micro Controller Unit)。,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,1.单片计算机(Single Chip Microcomputer),2.单

2、片机的特点和应用,特点：小体积、低功耗、高性价比、开发性能好应用领域：(1)工业自动化，如工业过程控制、过程监测、机电一体化产品等；(2)智能仪器仪表，如常用的智能电度表、精密数字温度计等；(3)信息和通信产品，如打印机，电话机、传真机等；(4)汽车电子和航空航天器电子系统，如动力监控监测系统、自动驾驭系统、通信系统及运行监视器(黑匣子)等；(5)智能家电，如洗衣机、微波炉等；,单片机应用范例,1971年推出了4位单片机40041972年推出了基本雏形8位单片机80081976年起推出实用8位单片机8048（8位）1978年起推出增强型8位单片机80511982年起推出16位单片机8096（1

3、6位）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。单片机的发展趋势是：高集成度、高性能、高性价比、低功耗微控制器（Micro Controller Unit)增强功能的单片机，8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。,3.单片机的发展：以Intel为例,ABS系统：Anti-LockBrake System的英文缩写，翻译过来可以叫做“刹车防抱死系统”。,汽车电控系统中的单片机应用,4、单片机的学习,(1)、熟悉单片机的原理，结构，片内资源及其应用(2)、熟练运用电路基础知识；(3)、熟练掌握用C语言和汇编语言编程；(4)、熟悉操作系统原理；(5)、掌握Prot

4、eus 仿真技能；(6)、掌握实际系统的设计技术；(7)、具有制作实际电路、软、硬件调试能力。,各组成部分既相对独立，又相互交叉,80C51型单片机,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、接口三方面知识,硬件结构（RAM，ROM，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,硬件结构,硬件内部结构,C51语言程序,汇编语言程序,软件编程,接口系统（LED，KEY，A/D，D/A，IO扩展）,键盘电路,数码管,键盘,模数转换,数模转换,可编程接口,接口系统,理论教学掌握基本原理课堂讲解+课后复习练习,实验教学掌握基本技能教

5、学实验+实验报告,电路实验箱,虚拟实验平台,单片机的学习方法,PROTEUS单片机仿真软件,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。,Keil集成开发环境软件,特点：（1）以C51编程语言作为贯穿全书各章节的主线，汇编语言内容仅按能读懂源代码程序的要求安排。（2）将近年来国际上热门的单片机仿真软件引进到教材体系中，使单片机的抽象概念直观化，编程效果可视化。（3）以仿真实验代替实物实验，实验指导中包括了相关内容的阅读材料。,使用教材,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识 1、数制及常用

6、数制 2、数制转换 3、有符号数 4、位-字节-字 5、BCD码 6、ASCII码 7、逻辑门电路 1.3 Proteus软件简介,1.2 单片机学习的预备知识,数制，进位设计制的简称，用时位方式计数的方法以。单片机常用的数制有十进制、二进制、十六进制。,例如：,1.数制定义,二进制：0、1；规则：逢二进一，后缀为B。一般表达式为：,其中，基数为2，各位加权数为0，1。,例如：,十六进制：09、AF。规则：逢十六进一，后缀为H。一般表达式为：,其中，基数为16，各位加权数为09、AF。,例如：,(1)二进制转换成十进制转换规则：按进制的表达式展开，然后按照十进制运算求和。,例如：,2.数制转换

7、,（2）十六进制转换成十进制转换规则：按进制的表达式展开，然后按照十进制运算求和。,例如：,(3)二进制与十六进制数之间的转换,从低位起由右到左，每四位二进制数对应一位十六进制数。例如：,（最后一组不足时左边添0凑齐4位）,转换规则：,(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。,例如：,二进制数的正、负号需用“0”和“1”来表达。一般最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数。,例如：真值+123 0111 1011B 真值-123 1111 1011B,有符号数：最高位为符号位，“0”表

8、示正数，“1”表示负数。无符号数：最高位不作为符号位，而当成数值位。,真值 1111 1011B？,=251=-123,3.有符号数的表示方法,二进制数有三种编码形式：原码、反码和补码,原码：二进制数的原形，可以是无符号数，也可以是有符号数。例如，8位无符号原码数的范围是：0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255）8位有符号数的范围是：1111 1111B0111 1111B（FFH-7FH或-127 127）,机器数的表示,反码：正数的反码与原码相同，负数的反码为：符号位不变，数值部分按位取反。例如，原码 1000 0100B反码 1111 1011B,8位无符号反码

9、数的范围是 0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255）8位有符号反码数的范围是 1111 1111B0111 1111B（FFH-7FH或-127 127）,补码：正数的补码与原码相同，负数的补码为其反码加1，但原符号位不变。例如，原码 1000 0100B补码 1111 1100B,8位无符号补码数的范围是 0000 0000B1111 1111B（0-FFH或0 255）8位有符号补码数的范围是 1000 0000B0111 1111B（80H-7FH或-128 127）,补码的用途：将减法运算转换为加法运算。,例如：123-125=0111 1011B+1000

10、0011B=1111 1110B=-2,位(bit)：二进制数中的一位，其值不是“1”，就是“0”。字节(byte)：一个8位的二进制数为一个字节。字节是计算机数据的基本单位。字(word)：两个字节就是一个字，又叫双字节。另外，有时还会用到“半字节”，即4位二进制。例如：1000 1110 1100 1011B=8E CDH,4.位-字节-字,BCD码（Binary Coded Decimal）用二进制代码表示的十进制数，四位二进制代码（半字节）可表示1位十进制数。用一个字节表示两个十进制的数压缩的BCD码：如 1000 0111B 表示十进制的87 用一个字节仅表示一位十进制的数非压缩的B

11、CD码：如 0000 0111B 表示十进制的7,BCD码的用途：可使计算机直接进行十进制数运算,例如，23+15=0010 0011B+0001 0101B=0011 1000B=38,5.BCD码,字母和字符的二进制数表示-ASC码(American Standard Code for Information Interchange美国国家信息交换标准字符码)。,它采用7位二进制编码表示128个字符，其中包括数码09以及英文字母等可打印的字符。,A 100 0001B 41H,例如：,0-9 30H 39H,6.ASC码,计算机是由若干逻辑门电路组成的，所以，计算机对于人们给出的二进制数识

12、别、运算要靠基本逻辑门电路来实现。在逻辑门电路中我们用1和0分别表示高、低电平。,以下介绍几种常用逻辑电路的逻辑符号和逻辑功能。,7.基本逻辑门电路,（1）与逻辑关系,与逻辑真值表,Y,与门电路,A,B,Y,&,A,B,Y,与门符号,（2）或逻辑关系,或逻辑真值表,或门电路,或门符号,Y,（3）非逻辑关系,非逻辑真值表,非门电路,非门符号,Y,A,Y,1,（4）与非逻辑关系,与非逻辑真值表,与非（复合）门电路,与非门符号,A,B,Y,&,A,B,Y,1.1 单片机概述1.2 单片机学习的预备知识1.3 Proteus软件简介 1、ISIS模块应用举例 2、ARES 模块应用举例,1.3 Pro

13、teus软件简介,ISIS（Intelligent Schematic Input System）原理图设计与仿真平台，它用于电路原理图的设计以及交互式仿真。ARES（Advanced Routing and Editing Software）高级布线和编辑软件平台，它用于印制电路板的设计，并产生光绘输出文件。,Proteus由两个设计平台组成：,基于80C51单片机的计数显示器电路原理图，其功能是对按键BUT的按压次数进行统计，并将结果显示出来。,1.ISIS模块应用举例,(1)启动ISIS,(2)绘制电路原理图,(3)输入单片机汇编程序,COUNTEQU30H;定义计数变量地址BUTTON

14、BITP3.7;定义按按钮输入端地址ORG0START:MOVCOUNT,#00H;计数器赋初值NEXT:MOVA,COUNTMOVB,#10DIVAB;分解计数值MOVDPTR,#TABLE;查找显示字模MOVCA,A+DPTRMOVP0,A;显示值送LED十位MOVA,BMOVCA,A+DPTRMOVP2,A;显示值送LED个位JBBUTTON,$;检测按钮是否按下JNBBUTTON,$INCCOUNTMOVA,COUNTCJNEA,#100,NEXT;判断计数值是否超过99LJMPSTART;反复计数TABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H;LED显示字模DB6DH,7DH

15、,07H,7FH,6FHEND,(4)进行源代码调试,(5)仿真运行,在前述计数显示器电路原理图的基础上进行印刷线路板设计，并生成制版所需的电子文件。,器件布局,自动布线,2.ARES 模块应用举例,(1)启动ARES,导入电路原理图（自动、手动）,(2)元器件布局,生成节点连线（自动、手动）,(3)元器件布线,填充线路板区间（正面、反面）,(4)铺铜,(5)三维效果图,生成加工文件（丝印层、打孔层、元件层）,(6)CADCAM输出,1.单片机是将通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，可以作为众多小型对象的嵌入式微机单元。单片机的发展趋势是高集成度、高性能、高性价比、低功耗，8位的51内核单片机仍然是目前主流机型。2.不同数制转换和基本逻辑门电路是单片机学习所必需的基础知识，其中掌握二进制数的规律是关键。3.Proteus可仿真单片机及其外部电路的编程、调试和运行，直至PCB设计，整个设计过程简便直观，开发效率很高。,本章小结,