1、单片机应用技术单片机应用技术前言前言常用名词术语和二进制编码3.字和字长字和字长 目前目前PC中把字定义为中把字定义为2字节（字节（16位），即位），即2Byte。2.字节（字节（Byte）指相邻的指相邻的8个二进制位。个二进制位。1024个字节构成个字节构成1KB。1024KB构成构成1MB，1024MB构成构成1GB。以上均是计算机存储器容量的单位。以上均是计算机存储器容量的单位。1.位（位（bit）指一个二进制位，是计算机中信息存储的最小单位。指一个二进制位，是计算机中信息存储的最小单位。数字编码数字编码 由于二进制有很多优点，所以计算机中的数据用二进制表示，但人由于二进制有很多优点，所
2、以计算机中的数据用二进制表示，但人们更惯用十进制，所以在输入时，计算机自动将十进制转换为二进制，们更惯用十进制，所以在输入时，计算机自动将十进制转换为二进制，而在输出时将二进制转换为十进制，为便于机器识别和转换，计算机中而在输出时将二进制转换为十进制，为便于机器识别和转换，计算机中的十进制数的每一位用二进制编码表示，这就是所谓的十进制数的二进的十进制数的每一位用二进制编码表示，这就是所谓的十进制数的二进制编码，简称二制编码，简称二-十进制编码（十进制编码（BCD码）。码）。BCD码编码的方法很多，但最常用的是码编码的方法很多，但最常用的是8421BCD码，码，8421BCD码码有有10个不同的
3、数字符号，逢个不同的数字符号，逢10进位，每位用四位二进制表示。进位，每位用四位二进制表示。例如：例如：123.456对应的对应的 8421 BCD码应该是：码应该是：0001 0010 0011.0100 0101 0110 同理：同理：0011 0101.0000 0111 0001对应的对应的 8421 BCD码应该是：码应该是：35.07数字编码数字编码 除了除了2进制与进制与10进制之间的转换，为了更方便的对单片机进制之间的转换，为了更方便的对单片机I/O口进行口进行控制，同学们还必须掌握控制，同学们还必须掌握2进制与进制与16进制之间的转换。进制之间的转换。16进制数有进制数有16
4、个计数符号，依次为：个计数符号，依次为：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A,B,C,D,E,F;16进制数仅为原则：进制数仅为原则：逢逢16进进1 例如：例如：0 xFFE5 转换成二进制数是：转换成二进制数是：1111 1111 1110 0101 同理：同理：0011 1110 1001 1111 转换成十六进制数是：转换成十六进制数是：0 x3E9F 注：注：16进制数在进制数在C语言中以语言中以0 x开头。开头。单片机应用技术单片机应用技术第一章第一章常见微型计算机常见微型计算机控制器控制器输入接口电路输入接口电路运算器运算器存储器存储器输出接口电路输出接口电路输入设备输入设备
5、输出设备输出设备硬件系统硬件系统CPU软件系统软件系统微型计算机的组成微型计算机的组成n硬件系统硬件系统-构成计算机的实体和装置。构成计算机的实体和装置。n软件系统软件系统-计算机所使用的各种程序的计算机所使用的各种程序的 总称。总称。n硬件系统和软件系统共同构成实用的微机系统，硬件系统和软件系统共同构成实用的微机系统，两者两者相辅相成，缺一不可相辅相成，缺一不可。单片机基本结构单片机基本结构输入设备输入设备输出设备输出设备硬件系统硬件系统控制器输入接口电路运算器存储器输出接口电路CPU软件系统软件系统将微型计算机集成在一块芯片上的微型计算机将微型计算机集成在一块芯片上的微型计算机-单片微型计
6、算机。单片微型计算机。简称：简称：单片机单片机单片机内部结构单片机内部结构单片机应用系统单片机应用系统依旧是由单片机应用系统依旧是由硬件硬件及及软件软件两部分组成两部分组成硬件是应用系统的硬件是应用系统的基础基础 软件是在硬件的基础上软件是在硬件的基础上对其资源进行对其资源进行调配调配和和使使用用，从而完成那个应用，从而完成那个应用系统所要求的任务。系统所要求的任务。本课程学习目标本课程学习目标1.掌握单片机硬件系统的工作原理及相关外设的掌握单片机硬件系统的工作原理及相关外设的设计和制作。设计和制作。2.熟练掌握相关编程语言，并能独立进行设计、熟练掌握相关编程语言，并能独立进行设计、调试及应用
7、。调试及应用。3.可根据不同需求独立设计制作出完整的单片机可根据不同需求独立设计制作出完整的单片机应用系统。应用系统。单片机应用技术单片机应用技术第二章第二章单片机的种类 单片机发展经历了从单片机发展经历了从4位机到位机到8位机，再到位机，再到16位机的发位机的发展过程。展过程。主流机型是主流机型是8位机，例如位机，例如ATMEL公司的公司的AT89C、AT89S系列，和系列，和STC公司的公司的51系列单片机芯片。系列单片机芯片。单片机的优点：单片机的优点：1.体积小，重量轻；体积小，重量轻；2.电源单一，功耗低；电源单一，功耗低；3.功能全，价格低；功能全，价格低；4.运行速度快，抗干扰能
8、力强，可靠性高；运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高；常用单片机芯片nATMEL单片机单片机(51单片机单片机)：ATMEL公司的公司的8位单片机有位单片机有AT89、AT90两两个系列个系列,AT89系列是系列是8位位Flash单片机单片机,与与8051系列单片机相兼容系列单片机相兼容,静态时钟静态时钟模式模式;AT90系列单片机是增强系列单片机是增强RISC结构、全静态工作方式、内载在线可结构、全静态工作方式、内载在线可编程编程Flash的单片机的单片机,也叫也叫AVR单片机单片机.常用单片机芯片nSTC:STC公司的公司的单片机主要是基于单片机主要是基于8051内核内核,是新一代是新一代增
9、强型单片机增强型单片机,指令指令代码完全兼容传统代码完全兼容传统8051,速度快速度快812倍倍,带带ADC,4路路PWM,双串口双串口,有全有全球唯一球唯一ID号号,加密性加密性好，抗干扰强。好，抗干扰强。单片机的应用领域主要包括：主要包括：1.办公自动化设备；办公自动化设备；2.单片机在机电一体化中的应用；单片机在机电一体化中的应用；3.在实时过程控制中的应用；在实时过程控制中的应用；4.单片机在日常生活及家用电器领域的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；5.在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，
10、简化仪器仪表的硬件结构，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；其性能价格比；6.在计算机网络和通信领域中的应用；在计算机网络和通信领域中的应用；7.商业营销设备；商业营销设备；8.单片机在医用设备领域中的应用；单片机在医用设备领域中的应用；9.汽车电子产品；汽车电子产品；10.航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域.单片机硬件结构中央处理器8位运算和控制功能RAM共256个单元，用户可使用前128个单元用于存放数据，后128个单元被专用寄存器占用ROM可用于程序的存储，4KB掩膜ROM用于存放原始数据表格。定时/计数器两个1
11、6位定时/计数器，实现定时和计数功能。并行I/O口4个8位I/O口，P0P3串行I/O口一个全双工串行口。中断系统共5个中断源，外部2个，定时/计数中断2个，串行中断1个。时钟电路可产生时钟脉冲序列，允许晶振频率6MHz和12MHz。AT89C51单片机主要性能参数：全静态工作频率：024MHz（常用6MHz和12MHz）；128x8字节内部RAM；32条可编程I/O线（P0-P3）；2个16位定时器/计数器；6个中断源；可编程串行通道；另外，AT89C51使用静态逻辑来设计的，其工作频率可以降低到0MHz，并有两种省电方式可选-空闲方式（idle mode）和掉电方式（Power Down
12、mode）。空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器计数器、串行口和中断系统都继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时间被“冻结”，一切功能都暂停，只保存片内RAM中的内容，直到下次硬件复位为止。AT89C51各引脚说明I/O端口：P0.0P0.7 (P0)P1.0P1.7 (P1)P2.0P2.7 (P2)P3.0P3.7 (P3)1.P0的三个功能：（1）外部扩充存储器时，作数据总线 （D0D7）（2）外部扩充存储器时，作地址总线 （A0A7）（3）不扩充时，可做一般I/O使用，但 内部无上拉电阻，作为输入或输出 时应在外部接上拉电阻。2.P1只做I/O使用，其内部有上拉电阻
13、。3.P2的两种功能：（1）扩充外部存储器时，当作地址总线 （A8A15）使用。（2）做一般I/O口使用，内部有上拉电阻。4.P3的两种功能：除了作为I/O口外，特殊功能如下：P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0（外部中断）P3.3INT1（外部中断）P3.4T0（TIMER0的外部输入脚）P3.5T1（TIMER1的外部输入脚）P3.6WR（外部数据存储器写入控制）P3.7RD（外部数据存储器读取控制）AT98C51各引脚说明5.VCC:电源+5V。VSS:GND接地。6.RST:复位端，此脚为高电平时（约两个机器周期），可将CPU复位。7.ALE/PROG
14、地址锁存使能信号端，有三种功能如下：（1）外接RAM/ROM时，当CPU对外部存储器进行存取时，用以锁住地址的地位地址；（2）未接RAM/ROM时，ALE脚有1/6石英晶体的振荡频率，可作为外部时钟。（3）烧写EPROM时，作为少些始终的输入端。8.PSEN：程序储存使能端。9.EA/VPP：低电平时，对外部存储器进行读取操作；高电平时，先对内部存储器进行读取操作，当程序超过0FFFH时，自动读取外部ROM。10.XTAL1 XTAL2：接石英晶体振荡器 机器周期=晶振频率/12 如：12MHz晶振 机器周期=12/12=1微秒21写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habits 结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
