《华科大单片机》课件.pptVIP

华中科技大学单片机原理及应用欢迎参加华中科技大学单片机原理及应用课程。本课程将系统介绍单片机的基本原理、架构特点及其在实际工程中的应用方法。通过理论学习与实践相结合的方式，帮助学生掌握单片机系统的设计与开发技能。我们将从单片机的基础概念开始，逐步深入探讨其硬件结构、指令系统、编程方法，并通过丰富的案例展示其在各领域的实际应用。希望本课程能够为同学们的专业发展和创新实践奠定坚实基础。

课程概述1课程目标通过本课程的学习，学生将能够理解单片机的基本工作原理，掌握MCS-51单片机的硬件结构和指令系统，熟练运用C语言进行单片机程序设计，具备独立完成单片机应用系统开发的能力，培养工程实践和创新能力。2学习内容课程内容包括单片机基础知识、MCS-51硬件结构、指令系统、C语言编程方法、各种外设接口技术以及实际应用系统开发等方面。通过理论讲解与实验相结合的方式，确保学生能够全面掌握单片机应用开发技术。3考核方式课程采用多元化考核方式，包括平时作业（20%）、实验报告（30%）、课程设计（20%）和期末考试（30%）。注重学生动手能力的培养和实际问题的解决，鼓励学生自主创新和团队合作。

第1章：单片机概述1应用领域广泛应用于各行各业2特点集成度高、体积小、功耗低3定义将微处理器核心与功能部件集成的芯片单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出接口、定时器/计数器等功能部件集成在一个芯片上，形成一个微型计算机系统。单片机具有体积小、功耗低、可靠性高、成本低等特点。单片机已广泛应用于工业控制、智能家电、医疗设备、汽车电子、通信设备、消费电子等众多领域，是现代电子产品中不可或缺的核心控制组件。随着物联网技术的快速发展，单片机应用将更加广泛。

单片机的发展历史1起源阶段(1970s)1971年，英特尔推出世界上第一款单片机4004。1976年，英特尔推出8048单片机，成为最早的商用单片机之一。这一阶段的单片机功能简单，主要用于特定应用。2发展阶段(1980s-1990s)1980年，英特尔推出8051单片机，成为影响深远的经典产品。随后，摩托罗拉推出了68HC11系列，飞利浦推出了80C51系列。这一时期单片机种类增多，性能提升。3成熟阶段(2000s-至今)ARM架构单片机、PIC单片机、AVR单片机等新型产品不断涌现。当前主要厂商包括ST（STM32系列）、TI（MSP430系列）、NXP、Microchip等。单片机向高性能、低功耗、集成化方向发展。

MCS-51系列单片机简介8051架构MCS-51系列单片机是由英特尔公司于1980年推出的8位单片机，采用哈佛架构，具有独立的程序存储空间和数据存储空间。8051架构奠定了单片机发展的基础，至今仍被广泛应用和学习。主要特性典型的MCS-51单片机包含8位CPU、4KBROM、128BRAM、4个8位并行I/O口、2个16位定时器/计数器、1个全双工串行通信接口以及5个中断源（2个外部中断、2个定时器中断和1个串行口中断）。型号分类MCS-51家族包括多种型号，如基本型8051、带EPROM的8751、无ROM的8031以及增强型AT89系列、STC系列等。不同型号在存储容量、外设功能等方面有所差异，可根据应用需求选择合适型号。

单片机的基本组成中央处理器(CPU)控制单元和算术逻辑单元1存储器系统程序存储器和数据存储器2输入/输出接口与外部设备交互的通道3定时器/计数器时间测量和事件计数4中断系统处理紧急事件的机制5单片机的核心是中央处理器(CPU)，负责执行指令、控制系统工作。存储器系统用于存储程序代码和数据，分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。I/O接口负责与外部设备进行数据交换，是单片机系统与外界联系的窗口。此外，单片机还包含定时器/计数器用于时间测量和事件计数，中断系统用于处理外部紧急事件，以及串行通信接口、模拟/数字转换器等多种功能部件。这些部件共同构成了单片机的完整功能体系。

第2章：MCS-51单片机的硬件结构内部结构框图MCS-51单片机内部主要包括CPU、程序存储器、数据存储器、并行I/O口、定时器/计数器、中断系统和串行通信接口等功能模块。这些模块通过内部总线相互连接，共同完成单片机的各项功能。引脚功能标准的8051采用40引脚双列直插式封装(DIP)，包括电源引脚(VCC、GND)、晶振引脚(XTAL1、XTAL2)、复位引脚(RST)、4组I/O口(P0-P3)等。每个引脚都有其特定功能，部分引脚具有多种功能，可通过软件配置选择使用。

CPU的结构与功能算术逻辑单元（ALU）负责执行各种算术运算和逻辑运算，如加减乘除、与或非等操作。ALU是CPU的核心部件，直接影响单片机的运