单片机原理及应用PPT

这是一个关于单片机原理及应用PPT，包括了微型计算机与单片机，单片机的特点，单片机的发展过程及产品近况，AT89系列单片机及主要特性，单片机的应用，单片机的发展趋势，预备知识等内容。第一章 概述第二章 AT89S52单片机的基本结构第三章 AT89S52单片机的存储器结构第四章 AT89S52单片机的指令系统第五章 AT89S52单片机的程序设计第六章 AT89S52单片机的I/O接口第七章 AT89S52单片机的中断系统第八章 AT89S52单片机的定时计数器第九章 AT89S52单片机的串行通信第十章 AT89S52单片机的扩展技术第十一章 单片机应用系统程序设计举例 §1.1 微型计算机与单片机从应用形态上，微机可以分成三种： ◆多板机（系统机） 将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机 也属于多板机。 单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用，欢迎点击下载单片机原理及应用PPT。

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第一章 概述第二章 AT89S52单片机的基本结构第三章 AT89S52单片机的存储器结构第四章 AT89S52单片机的指令系统第五章 AT89S52单片机的程序设计第六章 AT89S52单片机的I/O接口第七章 AT89S52单片机的中断系统第八章 AT89S52单片机的定时计数器第九章 AT89S52单片机的串行通信第十章 AT89S52单片机的扩展技术第十一章 单片机应用系统程序设计举例 §1.1 微型计算机与单片机从应用形态上，微机可以分成三种： ◆多板机（系统机） 将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机 也属于多板机。 单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。 单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。 ◆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。特点是：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 。 ◆非80C51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80C51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 。 AT89系列单片机是美国ATMEL公司的产品。AT89系列单片机的内部功能、引脚的数量和排列方式、指令系统与MCS-51系列单片机完全兼容，因此对于以MCS-51系列产品为基础的应用系统而言，十分容易进行取代。 AT89多种系列单片机可分为低档型、标准型和高档型三个系列 1.4.1 低档型AT89系列单片机的基本特性低档型AT89系列单片机是AT89多种系列单片机中的低档型产品。所谓低档型指的是在标准型的结构基础上，为了适应一些简单的控制系统的需要而适当的减少一些功能部件，形成一种体积更加小巧、功能简化或单一，价格更加低廉的单片机。包括 AT89C1051U、AT89C2051和AT89C4051单片机 。 1. AT89C1051U单片机的基本特性 l8031CPU； l1KB的快速擦写Flash存储器，用于程序存储，可擦写次数为1000次； l芯片内数据存储器空间包括64B的芯片内RAM（00H~3FH）和128B的特殊功能寄存器SFR区域（80H~FFH）； l15根可编程I/O线； l2个可编程16位定时器； l具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先权的中断系统； l1个可编程的UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter-通用异步收发器）串行通信口； l具有“空闲”和“掉电”两种低功耗工作模式； l可编程的2级程序锁定位； l工作电源的电压为2.7~6.0V； l完全静态操作模式为0~24MHz； l内部含有一个模拟比较器；可直接驱动LED。 2. AT89C2051单片机的基本特性 AT89C2051单片机的引脚排列与AT89C1051U单片机的引脚排列完全相同。与T89C1051U单片机相比，AT89C2051增加了64B的芯片内RAM外。 3. AT89C4051单片机的基本特性 AT89C4051单片机的引脚排列与AT89C1051U单片机的引脚排列完全相同。与AT89C2051相比，AT89C4051C除增加了2KB的片内ROM外，还增加了电压掉电检测功能。所谓电压掉电检测就是当电源电压VCC下降到检测门限电压以下，并重新升高超过检测门限电压延迟15ms后，单片机内部将自动产生一个复位信号。 1.4.2 标准型AT89系列单片机的基本特性 具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断系统；一个数据指针DPTR； l1个可编程的全双工串行通信口； l具有“空闲”和“掉电”两种低功耗工作方式； l可编程的3级程序锁定位； l工作电源的电压为5（1±0.2）V l振荡器最高频率为24MHz； l编程频率3-24 MHz，编程电流启动电流1mA，编程电压VPp为5 V或12V。 AT89C52的主要工作特性 AT89C52单片机的引脚排列除P1.0口和P1.1口有所不同外，其它均相同， 3.AT89S51的主要工作特性 AT89S51单片机是一种低功耗、具有在线编程Flash程序存储器的单片机。所谓在线编程指的是允许单片机芯片在不离开电路板或不离开设备的情况下，实现固化和擦除操作，在线编程为单片机用户在研发和使用带来了极大的方便。 AT89S51与AT89C51单片机的工作特性相比较，主要增加了以下功能： l增加了在线编程功能，这对程序的修改和调试极其方便，使其编程和校验更加方便、灵活； 2数据指针由1个增加到2个，使对扩展外部数据存储器的访问更加方便； 3增加了看门狗定时器WDT，使单片机应用系统的抗干扰能力得到提高； 4增加了断电标志POF； 5增加了掉电状态下的中断恢复方式。 AT89S52的主要工作特性与AT89S51单片机相比，AT89S52单片机主要增加了以下的功能特性： ●芯片内的Flash程序存储器由4KB增加到8KB； ●芯片内的数据存储器由128B增加到了256B； ●芯片内新增加了一个定时器T2，芯片内定时器总数增加到3个（T0、T1和T2）； ●中断源由原来的6个增加到8个，中断矢量由5个增加到6个。 AT89S52单片机的引脚排列与AT89S51的引脚排列基本相同，只是在引脚1（P1.0）和引脚2（P1.1）增加了定时器2的外部计数输入和触发器输入。 1.4.3 高档型AT89系列单片机的基本特性 所谓高档型单片机是在标准型单片机结构的基础上，增加一部分功能部件，使之具备比标准型单片机更高、更优良的性能。高档型AT89系列单片机包括了AT89C51RC、AT89S8252、AT89S53和AT89C55WD等。 1.4.4 AT89系列单片机型号的编码说明及封装形式 1．编码说明 2．单片机的封装形式单片机的封装形式有PDIP、TQFP、PLCC等多种形式， 1.6 单片机的发展趋势 CPU的改进（1）采用双CPU结构，提高处理能力（2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。（3）串行总线结构，菲利浦公司I2C总线（Inter－Icbus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。 2．存储器的发展（1）加大存储容量。（2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器 （3）程序保密化。 3．片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。（2）增加I/O口的逻辑控制功能。（3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统 。 4．外围电路内装化器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内－－系统的单片化。代表：8051F单片机 5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展。 1.7 预备知识 电平特性 2进制与16进制的表示及转换二进制数的逻辑运算 关于电平特性数字电路中只有两种电平：高和低（本课程中）定义单片机为TTL电平： 高 +5V 低 0V RS232电平：计算机的串口 高 -12V 低+12V 所以计算机与单片机之间通讯时需要加电平转换芯片max232 数字电路中的两种电平特性决定了它 0 0 6 110 1 1 7 111 2 10 8 1000 3 11 9 1001 4 100 10 1010 5 101 11 1011 是二进制的简短表示形式。 十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。 规律：一般把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数，转换时先把二进制数转换成十进制数，再把十进制数转换成十六进制数。 如：0001B -> 1 -> 1H B表示为二进制，H为十六进制 1001B -> 9 -> 9H 1010B -> 10 -> AH 0010 1100 -> 44 -> 2CH 1. “与”运算? “与”运算是实现“必须都有，　否则就没有”这种逻辑关系的一种运算。 运算符为“· ”， 其运算规则如下:? 0·0=0， 0·1=1·0=0， 1·1=1Dfj红软基地