单片机基础知识ppt课件.ppt

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1、第1章单片机基础知识教学目标1.1单片机概述1.2数的表示方法及数制间的转换1.3二进制的运算1.4微机的码制与编码本章小结思考题与习题教学目标通过本章教学，要求学生达到以下目标：1.一般性的了解从微机→单片机→AT89C51的发展概况，单片机技术未来发展趋势以及单片机广泛应用的领域。2.建立二进制和十六进制的概念。学会二进制、十进制和十六进制数相互转换的方法，熟记0～16之间二进制、十进制和十六进制数的对应关系及相互转换。3.熟悉二进制和十六进制数的算术运算及逻辑运算方法。4.了解二进制数原码、反码和补码的表示方法。5.了解BCD码的编码方法、

2、转换关系和加减法运算时出错修正的原因、条件和方法。6.了解ASCII码和查表换算方法。1.1单片机概述1.1.1电子计算机的问世及其经典结构1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世，标志着计算机时代的到来。ENIAC开创了计算机科学技术新纪元，对人类生产和生活方式产生了巨大的影响。冯·诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的思想，构建了计算机经典结构，如图1.1所示。图1.1计算机经典结构示意图1.1.2计算机经历的五个时代(1)电子管计算机(2)晶体管计算机(3)集成电路计算机(4)大规模集成电路计算机(5)超大规模集成电路计算机结构仍然

3、没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架1.1.3微机的组成及其应用形态1.微机的组成1971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通讯公司合作研制台式计算器时，将原始方案的十几个芯片压缩成三个集成电路芯片。其中的两个芯片分别用于存储程序和数据，另一芯片集成了运算器和控制器及一些寄存器，称为微处理器（即Intel4004）。图1.24004微处理器微处理器、存储器加上I/O接口电路组成微型计算机。如图1.3图1.3微型计算机的组成框图2.微型计算机的应用形态可以分为以下3种：(1)多板机（系统机）工业PC机也属于多板机。(2)单板机(

4、3)单片机:集成了CPU、存储器、I/O接口电路的单芯片微型计算机。图1.4单板机3.三种应用形态的比较b)单板机c)单片机a)系统机（多板机）图1.5微机的三种应用形态1)系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。2)单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等系统。单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。1.1.4单片机的发展状况1.单片机的发展过程(1)单芯片微机形成阶段1976年，Intel公司

5、推出了MCS-48系列单片机。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。特点：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在MCS-51已成为公认的单片机经典机种。(2)性能完善提高阶段1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。(3)微控制器化阶段特点：片内面

6、向测控系统电路增强，使之可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。2.单片机产品近况ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列Philips公司的80C51、80C52系列华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列ADI公司的ADμC8xx高精度ADC

7、系列LG公司的GMS90/97低压高速系列Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机51系列产品繁多，已推出的主要产品有：非51结构单片机新品不断推出，给用户提供了更为广泛的选择空间，近年来推出的非51系列的主要产品有：Intel的MCS-96系列16位单片机Microchip的PIC系列RISC单片机TI的MSP430F系列16位低功耗单片机。1.1.5单片机的特点及应用领域1.单片机的特点(1)控制性能好、可靠性高可对I/O端口直接操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。由于C

8、PU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响。(2)体积小、价格低、易于产品化应用系统