单片机原理及应用课件.pptxVIP

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第1章概述

;;2.十六進制數

電腦在輸入輸出或書寫時，可採用十六進制數表示相應的二進位數。

十六進制數有十六個數字元號，其中0～9與十進位相同，剩餘六個為A～F分別表示十進位數的10～15，計數原則是逢“十六進一”，也稱其基數為十六。;3.不同數制之間的轉換

電腦中的數只能用二進位表示，十六進制數適合讀寫方便的需要，日常生活中使用的是十進位數，電腦根據需要對各種進制數據進行轉換。;4編碼

電腦內部所有數據均用二進位代碼的形式表示。

電腦通過輸入設備（如鍵盤）輸入資訊和通過輸出設備輸出資訊也是多種形式的，即有數字、字母，也有各種控制符號及漢字等。為此，需要對常用的數據及符號等進行編碼，以表示不同形式的資訊。這種以編碼形式所表示的資訊既便於存儲，也便於由輸入設備輸入資訊、輸出設備輸出相應的資訊。;1.2單片機與嵌入式系統組成

1.什麼是單片機

單片機（Single-chip-Microcomputer）又稱單片微控制器，其基本結構是將微型電腦的基本功能部件：中央處理機（CPU）、記憶體、輸入、輸出介面、定時器/計數器、中斷系統等全部集成在一個半導體晶片上。;2.單片機的應用特點

(1)具有較高的性能價格比

(2)體積小，可靠性高

(3)控制功能強

(4)使用方便、容易產品化

3.單片機的應用領域

(1)智能儀器

(2)工業控制

(3)機電一體化

(4)家用電器

;1.3嵌入式系統

從使用的角度來說，電腦應用可分為兩類：

一類是應用廣泛的獨立使用的電腦系統（如個人電腦、工作站等）。

一類是嵌入式電腦系統。

所謂嵌入式系統，就是以嵌入式應用為目的電腦系統。單片機應用系統是典型的嵌入式系統。;1.4單片機應用系統的結構

;2.1MCS-51單片機總體結構

MCS-51系列單片機的典型產品有8051、8751、8031、80C51、80C31等。它們的結構基本相同，其主要差別反映在片內記憶體的配置上有所不同。

8051是ROM型單片機，內含4KB的掩模ROM程式記憶體；8751內含4KB的可編程EPROM程式記憶體；而8031則為無ROM型單片機，使用時需外接程式記憶體。;;;3.MCS-51記憶體的???點

物理結構上有四個存儲空間：

片內程式記憶體；

片外程式記憶體；

片內數據記憶體；

片外數據記憶體。

;從用戶使用的角度，即從邏輯上劃分3個記憶體地址空間：

片內外統一偏址的64KB的程式記憶體地址空間；

片內256B數據記憶體地址空間；

片外64KB的數據記憶體地址空間；;MCS-51（8051）存儲結構如圖所示。

;內部數據記憶體分為高、低128B兩大部分如圖所示

;2.2位處理器

單片機具有較強的位處理能力。

對於許多控制系統，開關量控制是控制系統的主要對象之一。作為傳統的CPU，對於簡單的個別開關量進行控制卻顯得不那麼方便，而讓MCS-51值得驕傲正是它有效地解決了單一位的控制。;2.3MCS-51工作方式和時序

1.MCS-51單片機的工作方式包括：複位方式、程式執行方式、節電方式和EPROM的編程和校驗方式，在不同的情況下，其工作方式也不相同。;對於任何一臺電腦，必須有軟體（程式）的支持，才能工作。電腦所進行的全部操作都是執行程式的結果，而程式是電腦所能識別的命令的集合。

指令系統是一種CPU所能直接執行的所有命令的集合，CPU的主要功能是由它的指令系統來體現的。任何電腦語言編寫的任何程式，都必須轉換為指令系統中相應指令代碼的有序集合，CPU才能執行。;3.1指令系統簡介

每一種CPU都有其獨立的指令系統。

1.MCS-51系列單片機指令系統共有111條指令，其中有49條單字節指令，45條雙位元組指令和17條三位元組指令。

MCS-51指令系統的功能十分強大，它把體現單片機的各種功能的寄存器組織在統一的地址空間中，MCS-51指令系統在其存儲空間、時間的利用率及工作效率方面都是較高的。;2.指令格式

MCS-51指令系統中的每一條指令都有兩級指令格式：

CPU可直接識別並執行的機器語言指令。

組合語言指令（簡稱彙編指令）。

MCS-51組合語言指令格式，由以下幾個部分組成：

[標號：]操作