单片机应用技术讲座(2009-7)

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1、目录培训教学讲义单片机应用技术内江师范学院物理与电子信息工程学院教师：刘道兴2009年07月60目录目录第一讲单片机结构与工作原理11.1单片机概述11．2单片机的结构和原理5第二讲单片机寻址与指令系统162.1指令系统简介162.2MCS-51单片机指令格式和指令分类162.3MCS-51单片机的寻址方式172.4MCS-51单片机指令的分类研究18第三讲单片机程序设计263.1单片机汇编语言源程序的结构形式263.2单片机汇编语言伪指令273.3单片机汇编语言源程序的编辑和汇编273.4编制程序的步骤293.5MCS-51汇编语言实用程序30第四讲单片机应用系

2、统设计（基本知识）494．1单片机应用系统的研制步骤494．2单片机应用系统的可靠性设计和故障诊断534．3单片机开发系统554．4单片机应用系统设计58第二部分单片机应用系统设计实例60交通指示灯控制系统设计61数字式多路温度采集系统设计7760第一讲单片机结构与工作原理第一讲单片机结构与工作原理1.1单片机概述20世纪70年代出现的微型计算机，在科学技术界引起了影响深远的变革。在70年代中期，微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系——单片机。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。计算机两大分支的产生，大大促进了现代计算机技

3、术的飞速发展。单片机以面向对象的实时控制为己任，不断增强控制能力，降低成本，减小体积，改善开发环境，以空前的速度迅速而广泛地取代经典电子系统。1.1.1单片机系列简介1.什么是单片机微处理器（Microprocessor)也被称为微处理机，它包括算术逻辑部件ALU、控制部件CU和寄存器组R三个基本部分和内部总线；微处理器相当于一般计算机系统结构中的运算器和控制器的组合，称为中央处理器（CPU），它是微型计算机的核心部件。微型计算机（MicroComputer)简称为微机，它是以微处理器为核心，加上存储器M(ROM和RAM）、I/O（输入／输出）接口和系统总线组成的

4、。微型计算机的性能很大程度上由微处理器的性能决定。微型计算机的分类（按微型计算机的组成和规模分类）(1)多板机：微型计算机的各组成部分安装在多个印刷电路板上的微型计算机。(2)单板机：微型计算机的各组成部分安装在一个印刷电路板上的微型计算机。(3)单片机：微型计算机的各组成部分CPU、ROM（EPPOM）、RAM和I/O接口，集成在一个超大规模集成电路芯片上的微型计算机；称为单片微型计算机，简称单片机。因单片机广泛应用于嵌入式系统，又被称为微控器或嵌入式计算机。2.单片机发展概况以Intel公司1976年推出的8位机为起点，发展经历三个阶段：第一代单片机1976年

5、开始，代表性产品：MCS-48；特点：采用专门的结构设计；内容：集成电路8位CPU、并行I/O口，8位定时计数器，RAM，ROM；第二代单片机1978年开始，代表性产品：MCS-51；特点：完善了外部总线，确立了控制功能；并行三总线结构：外部并行总线16位地址线，寻址64KB空间；8位数据总线；有相应控制总线；提供多机通信串行接口；具有多级中断处理；16位定时/计数器；片内RAM，ROM容量增大；片外有A/D转换接口；在指令中设置有大量位操作指令，和片内地址空间构成位操作系统，增强了位操作功能；指令中设置了条件跳转、无条件跳转指令，增强了控制功能；设置了特殊功能寄

6、存器，对外围功能电路集中管理，增减外围设备管理方便。真正开创了微控制器的发展道路。第三代单片机1982年开始，代表性产品：80C51，MCS-96；60第一讲单片机结构与工作原理技术特点：发展单片机的控制功能；完善高档8位单片机，改善其结构；发展16位单片机及专用单片机；16位CPU，片内RAM，ROM容量进一步增大；片内有输入输出部件，多通道10位A/D转换部件；具有8级中断处理，实时处理功能更强；重要标志：技术学科边缘性；电气商广泛介入；单片机发展趋势结构功能发展方向；大容量高性能化，小容量低价格化，外围电路内装化；增强I/O口功能；目前以及未来相当长的一段时

7、间内，单片机相关的系统技术为：(1)全盘CMOS化。CMOS电路具有众多的优点，如极宽的工作电压范围、极佳的本质低功耗及功耗管理特性，已成为目前单片机及其外围器件流行的半导体工艺。(2)单片机在片ROM应用。目前单片机已广泛使用在片程序存储器技术，最广泛的应用状态是OTPROM、FlashROM、MaskROM。外部程序存储器的扩展方法，实际应用中已很少见。(3)以串行方式为主的外围扩展。目前单片机外围器件普遍提供了串行扩展方式。串行扩展具有方便、灵活、电路系统简单、占用I/O口资源少等优点，是一种流行的扩展方式。(4)8位机的主流地位。这是由面向对象、大多数嵌入

8、应用对象有