《片机应用技术》PPT课件.ppt

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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 0000HLA:JB P1.1 L1 CLR P1.0L1:SETB P1.0 SJMP LA END,第一

2、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 Microcomputer)定义：单片机就是将

3、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

4、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

5、、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

6、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,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

7、、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=1103+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。

8、,（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

9、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=（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

10、,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 0111 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、10

11、010011、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”，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）=10000011B0有两种表示方法：00000000+0 10000000-0原码最大、最小的表示：+127、-128,

12、（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)=11111111-00000101=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

13、=00000110 B-6补=28+（-6）=10000000 00000110=11111010 B8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+000000001 1+1+1+1.01111111 127+127+127+12710000000 128-0-1

14、27-12810000001 129-1-126-127.11111110 254-126-1-211111111 255-127-0-1,（4）补码的运算当X0时，X补=X反=X原 X补补=X原X补+Y补=X+Y 补 X-Y 补=X+（-Y）补例：已知 X=52 Y=38 求X-Y 方法1：减法：X-Y=52-38=14 0 0 1 1 0 1 0 0-）0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0,方法2：加法 X-Y=X-Y补补=X补+-Y补补=52补+-38补补=14 补=14 52补：0 0 1 1 0 1 0 0-38补：+）1 1 0 1 1 0 1 0 1 0

15、 0 0 0 1 1 1 0,自然丢失计算机在做算术运算时，必需检查溢出，以防止发生错误,(5)运算的溢出问题 由于计算机中表示数据的字长（位数）有一定限制，所以数据的表示应有一个范围。如字长8位时；补码范围-128+127若运算结果超出这个范围，便溢出。例：98补：0 1 1 0 0 0 1 0 25补：+）0 0 0 1 1 0 0 1 123补 0 0 1 1 1 1 0 1 1 未溢出 0 0 Cs+1 Cs（未溢出）,85补：0 1 0 1 0 1 0 1 47补：+）0 0 1 0 1 1 1 1 132补：1 0 0 0 0 1 0 0 溢出 0 1 Cs+1 Cs（溢出）错：两

16、个正数相加和为负数。-85补：1 0 1 0 1 0 1 1-47补：+）1 1 0 1 0 0 0 1-132补：1 0 1 1 1 1 1 0 0 溢出 1 0 Cs+1 Cs 错：两个负数相加和为正数。,-19补：0 1 0 1 0 1 0 1-79补：+）1 0 1 1 0 0 0 1-98补：1 1 0 0 1 1 1 1 未溢出 1 1 Cs+1 Cs 错：两个负数相加和为正数。总之：结果正确（无溢出）时，Cs+1=Cs 结果错误（溢出）时，Cs+1 Cs 溢出判断：溢出=Cs+1Cs（即结果是0为无溢出；1为有溢出）,1、（6）十进制数的编码对机器：二进制数方便，对人：二进制数不

17、直观，习惯于十进制数。在编程过程中，有时需要采用十进制运算，但机器不认识十进制数。怎么办？可以将十进制的字符用二进制数进行编码：00000 5 0101 1010 1111 1 0001 6 0110 1011 2 0010 7 0111 1100 3 0011 8 1000 1101 4 0100 9 1001 1110 这叫做二进制数对十进制编码BCD码。上述每4位二进制数表示一个十进制字符，这4位中各位的权依次是：8、4、2、18421 BCD码。,BCD码的运算：例、1 8+）3 2 1,0 0 0 1 1 0 0 0+）0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1

18、B是非BCD码（错）,需进行十进制调整：0 0 0 1 1 0 0 0+）0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1（个位大于9，应进1）+）0 1 1 0（加6使进1）0 0 1 0 0 0 0 1（结果形如21）,BCD码加法规则：两个BCD数相加时，“某位”的和小于10则保持不变；两个BCD数相加时，“某位”的和大于9，则和数应加6修正。BCD码减法规则：两个BCD数相减时，“某位”的差未发生借位，则差数保持不变；两个BCD数相减时，“某位”发生了借位，其差应减6修正。这里“某位”指BCD数中的“个位”、“十位”、“百位”、,加法举例：0 1 1 0 0 1 0 1（

19、6 5）+）1 0 0 1 0 1 1 1（97）1 1 1 1 1 1 0 0+）0 1 1 0 0 1 1 0（加66调整）1 0 1 1 0 0 0 1 0（162）减法举例：0 0 1 1 0 1 0 0（3 4）-）0 0 0 1 0 1 0 1（15）0 0 0 1 1 1 1 1-）0 1 1 0（减6调整）0 0 0 1 1 0 0 1（29）,（7）字符信息的表示计算机能识别0、1、0、1、；这些0、1、0、1、有的代表数值，有的仅代表要处理的信息（如字母、标点符号、数字符号等文字符号），所以，计算机不仅要认识各种数字，还要能识别各种文字符号。人们事先已对各种文字符号进行二进制数编码。如，美国信息交换标准码ASCII码，用一个字节表示一个 字符。低7位是字符的ASCII码值；最高位是通信时的 校验位。,综上所述,计算机中的数可以有各种不同的表示方法,计算机中以一个字节为一个单元保存数据,一个字节为8位二进制数,可以有256种组合,也就是可以表示256个数据,我们称它为机器数,每一个机器数实际表示的是什么,要看采用的是那种表示方法。,