单片机原理与应用技术(第2版)电子课件

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1、单片机原理与应用技术（第2版）1.1单片机的发展概述1.2单片机的特点及分类1.3单片机的应用领域小结第1章单片机基础知识◆单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路等，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。三种应用形态的比较：单板机单片机系统机（多板机）1.1单片机的发展概述单片机的发展，主要经历了四个阶段：第一阶段（1974——1978年）：初级单片机阶段。第二阶段（1978——1982年）：高性能8位机阶段。第三阶段（1982——1990）：16位单片机推出阶段。第四阶段（1990到现在）：单

2、片机全面发展阶段。1.1.1单片机的发展过程1.高性能化2.存储大容量化3.外围电路内装化4.片内I/O口的改进5.低功耗化、宽电压1.1.2单片机的发展趋势1.1单片机的发展概述◆控制性能和可靠性高实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，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，所以单片机的可靠性非常高。1、单片机的特点1.2单片机的特点及分类◆体积小、价格低、易于产品化单片机芯

3、片即是一台完整的微型计算机，对于批量大的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹配选择；同时还可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与应用具有良好的对应关系；在单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少到8个或更少。从而使应用系统的印制板减小、接插件减少、安装简单方便。◆按CPU处理字的长度分就CPU处理字的长度而言，有4位、8位、32位单片机◆按使用范围分可分为通用单片机和专用单片机两大类2、单片机的分类1.2单片机的特点及分类3.主要产品系列◆智能仪器仪表单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能

4、和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。1.3单片机的应用领域◆实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。◆机电一体化产品机电一体化产品是集机械技术、微电子

5、技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。◆家用电器家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。1.3计算机运算基础1.3.1数制1.3.2有符号二进制数的编码1.3.3二进制编码1.3.

6、1数制数制是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法。数制有很多种，在计算机中常用的数制有十进制、二进制和十六进制。1.十进制十进制中共使用0～9十个数字符号(称为数码)，数码的个数称为基数。十进制的基数为10，任何一个十进制数都可用这十个数码的组合来表示。十进制数一般有以下特点：有0～9十个数字符号，基数为10，各位的权为10n(n为整数)。运算规则是加法逢十进一、减法借一为十。用后缀D(Decimal)表示十进制数，通常对十进制数可不加后缀。1.十进制任一个数中每一位的值可用该位的数字乘以基数的幂次来表示，基数

7、的幂次称为权。十进制数各位的权是以10为底的幂，任何一个十进制数都可用权展开式来表示。例如：十进制数1986.129可如下式展开：1986.129=1×103+9×102+8×101+6×100+1×10-1+2×10-2+9×10-3上式中100、101、102、103分别称为0权位、1权位、2权位、3权位。2.二进制二进制中共使用0、1两个数字符号。二进制数一般有以下特点：有0、1两个数字符号，基数为2，各位的权为2n(n为整数)。运算规则是加法逢二进一、减法借一为二。用后缀B(Binary)表示二进制数。2.二进

8、制二进制数各位的权是以2为底的幂，任何一个二进制数都可用权展开式来表示。例如：二进制数1011.11可如下式展开：1011.11B=1×23+0×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=11.75由上式可知，二进制数1011.11B相当于十进制数11.75。3.十六进制十六进制中共使用0～9及A～F十六个数字符号，其中A