單片機(jī)原理及應(yīng)用課程課件

單片機(jī)原理及應(yīng)用1課程簡介課程性質(zhì)：限選課（考查）總學(xué)時：32學(xué)時（其中實驗12學(xué)時）成績評定方法：平時10%（主要考察作業(yè)和到課情況），實驗30%（主要考察實驗完成情況和實驗報告），考試60%。2本課程主要內(nèi)容第一章單片機(jī)概述第二章MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)第三章MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)第四章MCS-51匯編程序設(shè)計第五章MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)第六章MCS-51單片機(jī)內(nèi)部定時器/計數(shù)器第七章單片機(jī)串行口及應(yīng)用第八章單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展第九章單片機(jī)系統(tǒng)的接口（*）3第一章單片機(jī)概述一、微型計算機(jī)基礎(chǔ)知識二、單片機(jī)概述4一、微型計算機(jī)基礎(chǔ)知識主要介紹：1.電子計算機(jī)基本組成

2.微機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.微型計算機(jī)工作過程4.計算機(jī)中的數(shù)制（運算及轉(zhuǎn)換）5.計算機(jī)中的編碼及轉(zhuǎn)換6.運算方法7.計算機(jī)語言51.電子計算機(jī)基本組成

計算機(jī)由硬件和軟件兩大部分組成。硬件：系指構(gòu)成計算機(jī)系統(tǒng)的物理實體或物理裝置，它由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五大部分構(gòu)成

存貯器運算器控制器接口接口輸入設(shè)備輸出設(shè)備62.微機(jī)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在微型計算機(jī)中，將運算器和控制器集成在一塊IC上，合稱這為CPU

CPU存貯器I/O接口I/O外設(shè)地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線73.微型計算機(jī)工作過程

根據(jù)馮·諾依曼原理構(gòu)成的現(xiàn)代計算機(jī)的工作原理可概括為：存儲程序和程序控制。

存儲程序是指人們必須事先把計算機(jī)的執(zhí)行步驟序列(即程序)及運行中所需的數(shù)據(jù)，通過一定的方式輸入并存儲在計算機(jī)的存儲器中。

程序控制是指計算機(jī)自動地逐一取出程序中的一條條指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。8在計昌算機(jī)營運行外的過猜程中知有兩擔(dān)種信枝息在默流動械。一是毒數(shù)據(jù)扁流，這糾包括璃原始浙數(shù)據(jù)揮和指聾令，穗它們品在程昆序運窮行前缸已經(jīng)袖預(yù)先及送至避主存賤中。探在運民行程漆序時航數(shù)據(jù)妖送至去運算玻器參跨與運縫算，移指令止被送塑往控織制器徐。二是救控制陸流，它伸是由洞控制播器根挨據(jù)指貓令的彈內(nèi)容掙發(fā)出版的，時指揮問計算煎機(jī)各粥部件初執(zhí)行勇指令展規(guī)定猾的各華種操露作或盈運算倦，并膨?qū)?zhí)飄行流摟程進(jìn)后行控拴制。9計算朗機(jī)的悠基本洽工作商過程第三根步：盡按序胖再取憂下一緒條指齡令，恰分析茫及執(zhí)極行依席次周皺而復(fù)淹始執(zhí)么行指號令序型列的以過程①CPU存貯器I/O②③第一觀步：武CP安U自替動從歐存貯馬器中涉取指房誠令第二刃步：忌由C旱PU能分析會指令欄和執(zhí)佛行指大令104撥.計敏算機(jī)怖中的粘數(shù)制班（自襖學(xué)）主要幸介紹直：二進(jìn)奏制數(shù)榮，十晌六進(jìn)信制數(shù)不同潛數(shù)制腦間的繼相互拖轉(zhuǎn)換二進(jìn)被制數(shù)考的算麥術(shù)/邏輯裁運算十六鹽進(jìn)制梢數(shù)的宮算術(shù)/邏輯獅運算11機(jī)器施中，以數(shù)的鏡符號壩用“背0”齒、“卻1”犬表營示。轉(zhuǎn)最高勇位作更符號搬位，迅“0靠”表臨示“雹+”挖，“波1”婚表示撫“-駝”。①機(jī)器以數(shù)與揚真值機(jī)器作數(shù)：機(jī)器飯中數(shù)賢的表還示形基式，只其位場數(shù)通孕常為辜8的接倍數(shù)真值醋：機(jī)器半數(shù)所匆代表扶的實攜際數(shù)衡值。舉例研:一循個8些位機(jī)棵器數(shù)幼與它展的真飼值對椒應(yīng)關(guān)裂系如換下：真值漠：陜X1瓜=+驚84紡=+斥10燈10格10票0BX2跪=-矛84離=盆-1拿01血01鬼00熊B機(jī)器遷數(shù)：[X隊1]機(jī)=拔01貪01跨01事00汽B所[單X2葵]機(jī)=怠11食01配01用00鑰B5優(yōu).計四算機(jī)英中的臣編碼12②原碼進(jìn)(T坡ru閱e悔Fo刻rm芹)最高共位為坦符號記位，躍0表透示聯(lián)“+阿”，南1表船示“綱－”寇。數(shù)芝值位榆與真炊值數(shù)柴值位跡相同石。例績8漫位原金碼機(jī)奪器數(shù)隙：真值矩：x1=睡+1例01云01腎00餃Bx2=－鞭1衡01墨01那00備B機(jī)器宅數(shù)：[x1]原=塘01協(xié)01豈01閣00[x2]原=11途01贏01酷00原碼課表示登簡單炭直觀顛,但掌0的油表示孝不唯學(xué)一，復(fù)加減炭運算姥復(fù)雜茄。③反芳碼（O瀉ne撿’s陜C儲om跌pl悟em失en皆t）正數(shù)擾的反萌碼與皆原碼扁相同嬌，負(fù)攤數(shù)的霸反碼晶是符棕號位糕不變臘(為邪1)陡，其嫩余按滴位取才反。13x=練-4[x獲]原=顛10受00莖01泡00為[防x]反=什11普11煉10抱11[x鑄]補征=乳1捎11河11良10際0補碼像表示殲的優(yōu)璃點：0的序表示紹唯一賓，加庸減運影算方邀便③補碼將（T床wo狠’s倍C賊om餡pl恰em押en沫t）正數(shù)鄰的補悉碼表夾示與厚原碼押相同椅。負(fù)自數(shù)補曲碼的伴符號奔位為勞1，數(shù)值盜位等俱于求霞反加寒1，音即反臘碼加監(jiān)１例：副求硬8位爛補碼查機(jī)器吩數(shù)：x=牽+4汁[捷x]補=害0扁00買00沉10六0規(guī)定：0岸00箱0賭00接00壩B舍為0該1盞00養(yǎng)0逗00州00播B張不是噸－0服，而冒是－痕12林8148位剛機(jī)器灶數(shù)表盞示的野真值15④機(jī)擦器數(shù)狼與真輛值之映間的際轉(zhuǎn)換1.都真袍值?基機(jī)器陣數(shù)(1)黑X1啄=+遭12繳7，孫X2氏=-史12狗7，旺求[揉X]原、[職X]補[X女1]原=[狹X1票]補=0穿11絨11憤11錘1=痕7走FH[X群2]原=1坑11脖11痕11死1=肢F效FH[X赤2]補=1紐奉00益00蘿00合1=雕8吊1H(2祝)X與1=他+2彎55伐，X盒2=獄-2糕55傾，序求[姑X]原、[慢X]補[X帽1]原=[尸X1綠]補=0條00拐00獻(xiàn)00贊01接11強11死11您1=嫩0婆0F付FH[X粗2]原[X灰2]補161)[X否1]原=食59漸H，囑[X和2]原=低D9歉H，寧求真葉值？[X倦1]原=湊[X劇2]原=2.機(jī)器艷數(shù)?該真值＊注意扔機(jī)器圣數(shù)表踢示（您原碼縱、補絕碼）鹿＊弓注截意機(jī)燙器數(shù)筆符號范位01歲01呼10矛0111工01貴10攏01X1提=趟+1招01占10刪01B=+載89曾X2局=-觸10臥11倡00繡1B=-懷892)[X能1]補=仗59芝H，趕[X遭2]補=腥D9橡H，賞求真誘值X1惹=餃+1喇01粉10粱01B=+宮89錄X盲2=亮-0斤10杯01眼11B=-毒3917原碼改、反儉碼、袋補碼撤之間矮的關(guān)慢系小蜓結(jié)正數(shù)榜：貴[X食]原=[者X]反=[栽X]補負(fù)數(shù)夾：[淡X]反=[諸X]原符號像位不商變，呀其它酒按位膏取貼反鼻；[漸X]補=[僵X]反+118⑤信息鈔代碼獻(xiàn)及轉(zhuǎn)晃換（誰自學(xué)洞)（1勾）BC只D碼批：將小十進(jìn)趙制數(shù)興表示辱為二勤進(jìn)制懷編碼良的形棋式BC喚D碼浩存貯煉形式：非青壓縮年BC戴D碼毅和壓姻縮B舉CD郵碼：（2掃）辟AS潛CI備I碼予：美烤國國隔家信專息交咸換標(biāo)慣準(zhǔn)字先符碼（3誼）AS池CI散I碼櫻、B芝CD叨碼及怒16財進(jìn)制淡數(shù)之味間的僅轉(zhuǎn)換16床進(jìn)制悠數(shù)→AS披CI元I碼AS促CI只I碼→16懷進(jìn)制壇數(shù)BC敬D碼→AS半CI組I碼16搭進(jìn)制樂數(shù)→BC肚D碼191.補碼間加法階運算滲：[敢X+蘆Y]補=[領(lǐng)X]補+[稈Y]補（一哭）暴補碼鼠加減牌運算符號占作為慘數(shù)值幫直接醋參與悠運算謙,變董減法憲為加池法運串算。例：亦X1膀=+彎13超，Y希1=睡+6怨，X昏2=錦-1愁3，宋Y2卵=-超6，襯求X距1+吳Y1儀、X頭2+界Y2解：姨求[瞇X1營]補、[Y啞1]補、[X障2]補、[Y吳2]補00撤00言11深01嗚[折+1覺3]補11構(gòu)11劃00藝11泄[-拍13護(hù)]補+淚0概00織00吃11鼻0[+鵝6]補+瓦11顆11決10館10[-脖6]補00懼01塘00利11故[蚊+1牲9]補1粥11烏10束11趣01饞[碎-1江9]補進(jìn)位獻(xiàn)為模蔑，舍伏棄6.牧運算攪方法20例：激X1兔=+擴(kuò)6，垃Y1跳=+狂8，診X2讓=-犁6，俯Y2仗=-針8，萬求X銹1-盲Y1援、X品2-橡Y2解：謊求[報X1桶]補、[Y羨1]補、[-啟Y1數(shù)]補、[X市2]補、[Y字2]補、[-篇Y2月]補00伙00迫01醋10傘[+獲6]補11陡11挖10局10碰[包-6邊]補+繁1腐11驅(qū)11明00椒0[-叨(+丙8)皆]補+蜓00罪00書10柳00[-病(-您8)姥]補11凝11惰11頁10丙[陳-2賓]補1陡00余00眠00蘿10篇[紀(jì)+2棗]補進(jìn)位分為模男，舍城棄2.補碼土減法蘇運算每：[漁X-惹Y]補=[也X]補-[淋Y]補=[福X]補+[罷-Y壇]補211.加法塵運算父：直接燦相加肥。2.昂減鬧法運濟(jì)算：‘變趟補相脂加’償。例：X=彼15腿0=詞96喜H，地Y=完10澤=0束AH暢，計悄算X損+Y陵=？躬X-鼻Y=喘？10兩01惜01據(jù)10撥1赴50治10弦01隔01暑10胸1咐50+邪0溝00卻01確01寬0+聯(lián)10+蘋11隔11馬01呆10-舌1010補10辱00姐00公1解60緊1歷1體00叉01墓10咸0絹14現(xiàn)0進(jìn)位牲為模李，舍側(cè)棄（二嘗）無易符號賣數(shù)加異減運糊算變補懂相加掙計算慢減法放:糾當(dāng)最污高位唉產(chǎn)生糞進(jìn)位做，實佳際無蘇借位深；反招之有播借位。22機(jī)器信數(shù)卻無或符號賽數(shù)丈補阻碼：10全01恭01予10崖1塌50挽-1病06+怪0坐00拼01勿01骨0+回1脖0+棋+愚1010箱10桌00霜00屈1擇60繁-裂96無符臺號數(shù)旨與補撓碼運駕算的菌溢出扛判斷秧方法對卻不匙同。計算舅機(jī)中驕補碼務(wù)的加夕減運銳算與解無符撫號數(shù)愈相同糕。23例：券X=壤74匙=詳4A噴H，非Y=豬21捷6=永D追8H動，求連X+摘Y=宴？和漁X-動Y=削？01伏00懶10肯10腐7霞4趣0凱10稈01比01郵0懇7許4+某1麻10件11亦00筋0+輕21睡6+啦0籌01桐01急00怨0-惑21歸61側(cè)00屯10朋00捷10漸34罰001借11翼00逝10四1斜14溢出酷使結(jié)付果出涉錯。狼加法偶有進(jìn)邁位，辜結(jié)果亮應(yīng)為蹲29意0；減法題無進(jìn)漏位則惱有借差位，褲結(jié)果鬧負(fù)數(shù)尺補碼僻。(三碧)溢擱出─可運算孕過程傅中數(shù)昂據(jù)超暢出允企許表中示范仁圍1．無符豪號數(shù)途溢出霞判斷─最早高位前是否盼產(chǎn)生殼進(jìn)位伍或借炮位。計算咐機(jī)設(shè)諸置進(jìn)圖位標(biāo)鮮志位頭C賽y成判斷柿無符引號數(shù)陳溢出擾：師當(dāng)數(shù)抄據(jù)加失/減涌最高鞏位產(chǎn)葵生進(jìn)壞位/留借位極，C蹄y=盤1；紹否則面,C貴y=姨0。24例X子1=選+4伍5，兇Y1強=+駕46梳，X豬2=馳+9背0，松Y2傘=+腐10瓜7，冤求X膚1+寺Y1團(tuán)、X挖2+回Y22．補碼貫溢出據(jù)判斷─符謀號位輕和最辱高數(shù)槽值位鍬進(jìn)位漂是否睡相同壞。計算隱機(jī)設(shè)庭置溢顏出標(biāo)荒志位OV陸判斷鎖補碼帖溢出脆。御邏房誠輯關(guān)妹系：OV陶=C苦y6?C梳y7當(dāng)補剖碼加封/減憲產(chǎn)生燈溢出OV=邪1，屋否則OV=出0。例X約1=延-5汁,Y餡1=狹-2毫，X饒2=樓-1手05往,Y遍2=可-9鉗1,銀求X興1+繭Y1究、X攝2+率Y211作11瞎10琴11戀[糊-5范]補10翼01儲01你11閣[襪-1歲05可]補+蓬1儀11應(yīng)11樓11證0[-緣瑞2]補+本1思01仗00容10挽1[-痛9灘1]補1昂1掠11峰11矮00則1新[-輕7]補1郵00怪11被11錫00掙[疏+辨]補正確竿，無豆溢出坡正數(shù)首，有切溢出種。負(fù)數(shù)亮相加癥，同爹時有接進(jìn)位奔：C舒y6=1墨、C眼y7=1段，則獻(xiàn)無溢鉆出；不同畢時有位進(jìn)位，則職有溢輔出，杰結(jié)果仁出錯氣。257顯.計算鈴機(jī)語稠言（程爽序設(shè)鵝計語蓋言）指令紫：是山能被黃計算架機(jī)識魂別并戲執(zhí)行矛的二練進(jìn)制悅代碼哭。程序膚：計直算機(jī)摩一系發(fā)列指探令的有序逆集合易。計算稼機(jī)語弊言：粘人機(jī)德交流普的語被言，系程序免表達(dá)虜方式主要羽有機(jī)蹄器語統(tǒng)言、適匯編顏語言責(zé)和高青級語倉言匯編語言高級語言機(jī)器語言機(jī)器（CPU）匯編編譯識別26二、滅單片診機(jī)概硬述主要支介紹劉：1.泛單掘片機(jī)搜概念2.聽單廉片機(jī)庸的發(fā)戰(zhàn)展簡窯史3.火單尊片機(jī)酷發(fā)展伏趨勢4.眉單抖片機(jī)刃應(yīng)用慌—電盆子產(chǎn)路品的令控制煙器5.帖單乏片機(jī)罰主要步生產(chǎn)帽廠家罪及產(chǎn)六品271.沖單使片機(jī)團(tuán)概念確切嫂的稱唯謂應(yīng)中是微奧控制夢器M寄ic盾ro桿co糾nt歉ro礙ll忌er單片烏微型鳴計算你機(jī)(S菊in腎gl遭e繭Ch屢ip被M描ic域ro悶co泰mp暴ut證er膠)簡沃稱單而片機(jī)蹈，是總指在攪一塊化芯片狗體上門集成辦了中截央處錦理器皆CP期U、火隨機(jī)余存儲羨器R超AM價、程晴序存茅儲器劑RO姜M或混EP技RO墨M、郵定時顧器／與計數(shù)波器、逝中斷真控制樂器以功及串膠行和煤并行親I／齒O接有口等洽功能車部件絹，構(gòu)銀成一餓個完垮整的午微型避計算可機(jī)。目前喇，新爪型單弦片機(jī)舌內(nèi)還搏有A補／D情及D女／A積轉(zhuǎn)換辟器、東高速倡輸入米／輸圖出部埋件、粒DM如A通鍛道、飼浮點帳運算疫等特釀殊功宅能部汗件。IC芯片CPURAMROMI/O接口定時/計數(shù)器中斷控制電路A/DD/APWM282.擇單蒙片機(jī)樓的發(fā)死展簡爺史大致桶可分那為以早下五節(jié)個階胃段。4位單故片機(jī)純（19悲7l一19仔74）19輕71年11月，In譜te辨l公司醋設(shè)計肉的4位微磨處理黃器In屢te媽l4幕00藍(lán)4低檔8位單航片機(jī)(1有97拌4—抹19或78榨)不帶聲串行弊接口突，如In槐te促l公司矩的80隙48，Mo攔st券ek公司乎的38候70高檔8位單倦片機(jī)(1錘97脅8—喇19屠82鞠)In止te蔑l公司噴的80穿51、NE丹C公司惰的MP星D7班80勻0等產(chǎn)搖品。16位單長片機(jī)(1蛛98恭2—釣19索90雙)Mo猜st倦ek公司68杏20乖0，In躬te丑l公司早于19生83年推城出16位80粥96新一紅代單汗片機(jī)(9間0年代辛以來)采用梯雙CP裂U或內(nèi)述部流膀水線版，In以te欄l公司勾的80搬44、NE縱C公司繪的MP墨D7爭80旗0293.趨單斤片機(jī)纏發(fā)展凍趨勢(1豪)微刊型化(2狹)低荷功耗(3穗)高秤速化(4普)集廢成資墨源更鴿多(5棚)性鑼能更蒸加優(yōu)燈異(6銳)通糕信及嘴網(wǎng)絡(luò)資功能匯加強(7呀)專己用型錢單片順機(jī)發(fā)喘展加牙快304.津單挎片機(jī)屬應(yīng)用測—電推子產(chǎn)籃品的紅控制罰器（1劣）測控帝系統(tǒng)移：溫想室自昨動控辟制、到車輛京檢測講系統(tǒng)乳等（2憲）機(jī)博電一旗體化緞產(chǎn)品完：數(shù)兄控機(jī)砌床、騙電腦抓繡花召機(jī)等（3購）智醉能儀蓬器儀尚表及飛傳感魂器：建智能按電壓時測試澡儀（4雅）計顛算機(jī)翠外設(shè)忌及智葬能接緣瑞口延：打槳印機(jī)不、鍵糠盤、零繪圖喬儀等（5法）計帶算機(jī)久網(wǎng)絡(luò)沈與通拾信產(chǎn)驅(qū)品：穴交換絡(luò)機(jī)、助HU旨B（6跟）辦團(tuán)公自仁動化配設(shè)備臣：傳籍真機(jī)糖、復(fù)販印機(jī)糠、考痰勤機(jī)睡等（7大）家漆用電喂器：敗電冰犬箱、總空調(diào)遠(yuǎn)、影翻音設(shè)階備、電子恨玩具（8宴）其扇它方省面：提汽車史電子眾、航炎空航瓜天電胞子等315.勢單籌片機(jī)賽主要給生產(chǎn)死廠家塘及產(chǎn)愈品公司典型產(chǎn)品系列主要產(chǎn)品Intel公司MCS-48MCS-51MCS-96804880518096Philips

與MCS-51兼容：P87P8980C55283C552MotoralaMC68系列MC68HC05ATMEL與MCS-51兼容AT89XX89C5189C52MicroChipPIC165X系列PIC16C55/16C56ZilogZ8系列Z86C06/C21LGGMS97CXXGMS97C6532對單營片機(jī)陜學(xué)習(xí)虛建議1對非含計算政機(jī)專婦業(yè)，壁學(xué)習(xí)練本課寄程目衛(wèi)的在于應(yīng)用并單片盆機(jī)，學(xué)企習(xí)原仍理主鍛要是權(quán)了解包如何平用2充單片熔機(jī)