第1章-單片機基本知識ppt課件(全)

第1章單片機基本知識

上海電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院何永艷主編11.在智能儀表中的應(yīng)用2.在機電一體化中的應(yīng)用3.在實時控制系統(tǒng)中的應(yīng)用4.在人們生活中的應(yīng)用5.在其他方面的應(yīng)用1.1單片機概述1.1.1為什么學(xué)習(xí)單片機—單片機的用途2單片機的基本概念單片機又稱微處理器，它是把中央處理器CPU、隨機存取存儲器RAM、只讀存儲器、I/O接口、定時器/計數(shù)器及其他通信接口等全部集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成一個完整的微型計算機31.1.3單片機的發(fā)展概況單片機技術(shù)發(fā)展過程可分為四個主要階段：

◆第一階段（1971～1974年）：Intel公司推出的4位微處理器Intel4004，并配有RAM、OM和移位寄存器，構(gòu)成了第一臺MCS-4微處理器?！舻诙A段（1974～1978年）

1976年，Intel公司推出了8080單片機。8位CPU、1K字節(jié)ROM、64字節(jié)RAM、27根I/O線和1個8位定時/計數(shù)器。4

◆第三階段（1978～1982年）：高性能單片機階段。這一階段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列為代表產(chǎn)品。◆第四階段（1982年至今）：16位單片機階段。這一階段以1982年Intel公司推出的MCS-96系列為代表產(chǎn)品。

5根據(jù)單片機的位數(shù)發(fā)展分，單片機的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：1）4位單片機2）8位單片機3）16位單片機4）32位單片機61.1.4單片機的特點

◆單片機與通用計算機相比較，主要有以下特點：1.單片機的存儲器ROM和RAM是嚴(yán)格區(qū)分的2.采用面向控制的指令系統(tǒng)。3.單片機的I/O引腳通常是多功能的4.單片機的外部擴展能力強。5.小巧靈活，成本低，易于產(chǎn)品化，6.抗干擾能力強，適用溫度范圍寬。

7單片機的封裝40PINDIP封裝的引腳圖44PINPLCC封裝的引腳圖44PINQFP封裝的引腳圖圖1.151系列單片機外形封裝8單片機廠商及產(chǎn)品介紹目前世界著名的單片機生產(chǎn)廠家和主要機型如下：Intel（美國英特爾）公司：MCS－51系列及其增強型系列Zilog（美國齊洛格）公司：Z8系列及要SUPER8Fairchlid（美國仙童）公司：F8系列和3870系列Motorola（美國摩托羅拉）公司：6801系列和6805系列Rockwell（美國洛克威爾）公司：6500/1系列TI（美國德克薩司儀器儀表）公司：TMS7000系列NS（美國國家半導(dǎo)體）公司：NS8070系列RCA（美國無線電）公司：CDP1800系列National（日本松下）公司：MN6800系列NEC（日本電氣）公司：ｕCOM87（ｕPD7800）系列HITACH（日本日立）公司：HD6301，HD63L05，HD6305PHILIPS（荷蘭菲利浦）公司：8×C552系列華邦公司：W78系列Dallas公司：HSM系列LG公司：GMS系列91.1.7單片機的選擇初學(xué)者學(xué)習(xí)時一般選擇80C51系列單片機，主要有以下幾個原因：目前介紹80C51系列單片機的書籍比較多，這就為初學(xué)者學(xué)習(xí)和查找資料提供了方便。同時，80C51系列單片機的開發(fā)工具比較多，在網(wǎng)上可以免費下載，很容易建立學(xué)習(xí)，開發(fā)環(huán)境。80C51系列單片機在我國普及的時間比較早，開發(fā)和應(yīng)用的實例比較多，在學(xué)習(xí)編寫程序時有豐富的實例可以參考和借鑒。80C51的核心技術(shù)是單片機發(fā)展的基礎(chǔ)，學(xué)會80C51系列單片機之后，再學(xué)其他單片機會觸類旁通，因為單片機的開發(fā)方法是類似的101.2單片機與嵌入式系統(tǒng)“嵌入到對象體系中的專用計算機系統(tǒng)”。“嵌入性”、“專用性”與“計算機系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素。嵌入式系統(tǒng)的定義11嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。嵌入式處理器一般具備以下4個特點：實時多任務(wù)有很強的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時間，有功能很強的存儲區(qū)保護(hù)功能。可擴展的處理器結(jié)構(gòu)，功耗很低，121.2.3嵌入式系統(tǒng)的種類1.嵌入式微處理器（MicroProcessorUnit，MPU）2.嵌入式微控制器（MicroControllerUnit，MCU）3.嵌入式DSP處理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP）4.嵌入式片上系統(tǒng)（SystemOnChip）131.2.4嵌入式操作系統(tǒng)分為兩類：一類是從運行在個人電腦上的操作系統(tǒng)向下移植到嵌入式系統(tǒng)中，形成的嵌入式操作系統(tǒng)，如微軟公司的WindowsCE及其新版本等。另一類是實用操作系統(tǒng)，如WindRiver公司的VxWorks，ISI的pSOS等，141.3單片機中數(shù)的表示方法1.3.1位、字節(jié)、字的概念位（Bit）："位（bit）"是單片機中最小的數(shù)據(jù)單位。每一位的狀態(tài)只能是0或1。字節(jié)（Byte）：8個二進(jìn)制位構(gòu)成1個“字節(jié)（Byte）”，字（Word）："字"由若干個字節(jié)構(gòu)成，151.3.2數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換表1.3常用數(shù)制類別十進(jìn)制（Decimal）二進(jìn)制（Binary）八進(jìn)制（Octal）十六進(jìn)制（Hexadecimal）數(shù)碼0,1,……,90,10,1,……,70,1,…,9,A~F基數(shù)102816進(jìn)位規(guī)則逢10進(jìn)1逢2進(jìn)1逢8進(jìn)1逢16進(jìn)1第i位的權(quán)值10i2i8i16i161.不同進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制方法：任意進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，只需按權(quán)展開，相加即可得到。【例1.1】把下列各進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制（（12.56）10＝1×101＋2×100＋5×10－1＋6×10－2（1011.011）2=1×23+0×22+1×21+1×20+0×2-1+1×2-2+1×2-3=（11.375）10（376.4）8=3×82+7×81+6×80+4×8-1=3×64+7×8+6+0.5=（254.5）10（3AB.11）16=3×162+10×161+11×160+1×16-1+1×16-2=（939.0664）10172.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為任意進(jìn)制數(shù)方法：整數(shù)部分：除基數(shù)R倒取余法小數(shù)部分：乘基數(shù)R取整法【例1.2】將十進(jìn)制數(shù)（25.638）10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。（25）10=（11001）2（0.638）10=（0.1010）2從而得到（25.638）10=（11001.1010）2183.二進(jìn)制數(shù)和八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)間的轉(zhuǎn)換1）2進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為8進(jìn)制、16進(jìn)制數(shù)方法：以小數(shù)點為界，左邊整數(shù)以小數(shù)點左側(cè)起三（四）位為一組，最后不足三（四）位則左補0。小數(shù)點右起，以三（四）位為一組，最后不足三（四）位，右補0?！纠?.3】求（1101111010.1011）2=（?）8=（?）16二進(jìn)制1101111010.1011二進(jìn)制001

101

111

010.101

100

八進(jìn)制157254所以（01101111010.1011）2=（1572.54）8二進(jìn)制001101111010.1011十六進(jìn)制37A.B所以（01101111010.1011）2=（37AB）16192）8進(jìn)制、16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為2進(jìn)制數(shù)方法：8進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制數(shù)：1位變3位16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成2進(jìn)制數(shù)：1位變4位【例1.4】（375.46）8=（?）2（678.A5）16=（?）2八進(jìn)制375.46二進(jìn)制011111101.100110所以（375.46）8=（011111101.100110）2十六進(jìn)制678.

A5二進(jìn)制011001111000.10100101所以（678.A5）16=（）2201.3.3原碼、反碼、補碼所謂機器數(shù)就是已經(jīng)數(shù)碼化的帶符號數(shù)單片機中對有符號數(shù)常采用3種表示方法，即原碼、補碼和反碼。211.原碼 最高位為符號位，用0表示正數(shù)，用1表示負(fù)數(shù)；數(shù)值部分用二進(jìn)制數(shù)的絕對值表示。如：[+57]原=（00111001）2[-57]原=（10111001）22.反碼 正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號位外的各位按位取反（0變1，而1變0）。如：[+57]反=（00111001）2[-57]反=（11000110）23.補碼 正數(shù)的補碼與其原碼相同；負(fù)數(shù)的補碼為其絕對值按位求反后在最低位加1，即反碼加1。如：[+57]補=（00111001）2[-57]補=（11000111）2結(jié)論：正數(shù)：原碼＝反碼＝補碼負(fù)數(shù)：原碼按位取反則為反碼，原碼按位取反＋1為補碼221.3.4常用編碼1.8421BCD碼BCD碼是將每一位十進(jìn)制數(shù)用二進(jìn)制數(shù)編碼，它保留了十進(jìn)制的權(quán)，數(shù)字則用二進(jìn)制數(shù)表示，因而也稱為二-十進(jìn)制數(shù)。一般用標(biāo)識符[…]BCD表示每位十進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)來表示，8、4、2、1代表4位二進(jìn)制數(shù)每一位的權(quán)。232.ASCII碼字母和符號統(tǒng)稱為字符，這些字符就是ASCII碼。ASCII碼采用一個8位二進(jìn)制數(shù)（即一個字節(jié)）來表示一個特定的字符。其中低7位作為字符的ASCII碼值，最高位用作校驗位。b7b6b5b4b3b2b10000010100111001011101110000NULDLESP0@P、p0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2“2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101EN