《單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用-基于Proteus仿真的C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第2版）》第一模塊 了解單片機(jī)

第一模塊了解單片機(jī)項(xiàng)目1了解單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用項(xiàng)目2了解單片機(jī)的邏輯語(yǔ)言項(xiàng)目3了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟硬件條件項(xiàng)目1了解單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用任務(wù)1-1-1了解單片機(jī)的發(fā)展知識(shí)任務(wù)1-1-2了解單片機(jī)的常用類型任務(wù)1-1-3了解單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用任務(wù)1-1-1了解單片機(jī)的發(fā)展知識(shí)1971年Intel公司研制出世界上第一個(gè)4位的微處理器；Intel公司的霍夫研制成功世界上第一塊4位微處理器芯片Intel4004，標(biāo)志著第一代微處理器問(wèn)世，微處理器和微機(jī)時(shí)代從此開始。1972年4月，霍夫等人開發(fā)出第一個(gè)8位微處理器Intel8008。8008仍屬第一代微處理器。1973年Intel公司的霍夫等人研制出8位微處理器Intel8080，第二代微處理器就此誕生。1976年Intel公司研制出MCS-48系列8位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問(wèn)世。20世紀(jì)80年代初，Intel公司在MCS-48系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，推出了MCS-51系列8位高檔單片機(jī)。單片機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展單片機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用任務(wù)1-1-2了解單片機(jī)的常用類型廠家型號(hào)簡(jiǎn)介Intel8031NMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，無(wú)ROM，128BRAM8051NMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KB掩膜ROM，128BRAM8751NMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KBEPROM，128BRAM80C31BHCMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，無(wú)ROM，128BRAM80C51BHCMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KB掩膜ROM，128BRAM87C51BHCMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源/2級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KBEPROM，128BRAMAtmelAT89C51CMOS型，32根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，4KBFLASHROM，128BRAMAT89C52CMOS型，32根I/O口線，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源，8KBFLASHROM，256BRAMAT89C2051CMOS型，15根I/O口線，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源，2KBFLASHROM，128BRAM，片上模擬比較器AT89S51AT89C51的替代品，帶ISP功能（在系統(tǒng)可編程）AT89S52AT89C52的替代品，帶ISP功能（在系統(tǒng)可編程）宏晶科技STC89C51RCCMOS型，35根I/O口線，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源/4級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KBFLASHROM，512BSRAMSTC89C51RD+CMOS型，35根I/O口線，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源/4級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，4KBFLASHROM，1280BSRAMSTC89C52RCCMOS型，35根I/O口線，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源/4級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，8KBFLASHROM，512BSRAMSTC89C52RD+CMOS型，35根I/O口線，3個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，8個(gè)中斷源/4級(jí)優(yōu)先中斷級(jí)，8KBFLASHROM，1280BSRAM任務(wù)1-1-2了解單片機(jī)的常用類型1．Intel公司的8051系列單片機(jī)2．Atmel單片機(jī)3．STC單片機(jī)任務(wù)1-1-3了解單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)與應(yīng)用一、MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二、MCS-51單片機(jī)的引腳說(shuō)明

三、單片機(jī)的應(yīng)用在家用電器中的應(yīng)用在工業(yè)控制中的應(yīng)用在智能儀器儀表上的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用在各種大型電器中的模塊化應(yīng)用在汽車設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用項(xiàng)目2了解單片機(jī)的邏輯語(yǔ)言任務(wù)1-2-1了解數(shù)制基本知識(shí)任務(wù)1-2-2理解數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法任務(wù)1-2-3理解單片機(jī)中數(shù)的表示方法任務(wù)1-2-4理解邏輯數(shù)據(jù)及其基本運(yùn)算任務(wù)1-2-1了解數(shù)制基本知識(shí)一、十進(jìn)制：十進(jìn)制數(shù)碼：十進(jìn)制數(shù)由0~9共十個(gè)數(shù)碼組成。進(jìn)位規(guī)則：“逢十進(jìn)一”（基數(shù)為10）。記數(shù)形式：

(D3D2D1D0)10=D3×103+D2×102+D1×101+D0×100

式中：D3、D2、D1、D0稱為數(shù)碼，10為基數(shù)，103、102、101、100是各數(shù)碼的位權(quán)。該式稱為按位權(quán)展開式。例如：

(6527)10=6×103+5×102+2×101+7×100任務(wù)1-2-1了解數(shù)制基本知識(shí)二、二進(jìn)制：二進(jìn)制數(shù)碼：二進(jìn)制數(shù)由0、1兩個(gè)數(shù)碼組成。進(jìn)位規(guī)則：“逢二進(jìn)一”（基數(shù)為2）。記數(shù)形式：

B3B2B1B0=B3×23+B2×22+B1×21+B0×20

式中：B3、B2、B1、B0稱為數(shù)碼，2為基數(shù)，23、22、21、20是各數(shù)碼的位權(quán)。例如：

(1011)2=1×23+0×22+1×21+1×20任務(wù)1-2-1了解數(shù)制基本知識(shí)三、十六進(jìn)制：十六進(jìn)制數(shù)碼：十六進(jìn)制數(shù)由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)數(shù)碼組成，其中A、B、C、D、E、F所代表的數(shù)分別相當(dāng)于十進(jìn)制的10、11、12、13、14、15。進(jìn)位規(guī)則：“逢十六進(jìn)一”（基數(shù)為16）。記數(shù)形式：

H3H2H1H0=H3×163+H2×162+H1×161+H0×160

式中：H3、H2、H1、H0稱為數(shù)碼，16為基數(shù)，163、162、161、160是各數(shù)碼的位權(quán)。例如：

(7B4F)16=7×163+11×162+4×161+15×160任務(wù)1-2-2理解數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法一、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用“除二取余倒記法”，即將十進(jìn)制數(shù)依次除以2，并記下余數(shù)，一直除到商為1。最后把全部余數(shù)按相反的順序集資排列，就得到二進(jìn)制數(shù)。例如：把十進(jìn)制數(shù)41轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。即：41=（101001）2任務(wù)1-2-2理解數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法二、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)采用“乘權(quán)相加法”，即將二進(jìn)制數(shù)依次按權(quán)位展開，然后求和，就得到十進(jìn)制數(shù)。例如：把二進(jìn)制數(shù)（1101）2轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。 （1101）2=1×23+1×22+0×21+1×20=13三、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)采用“合四為一法”，即從右向左，每四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為一位十六進(jìn)制數(shù)，最高位不足四位用0補(bǔ)齊，就可得到十六進(jìn)制數(shù)。例如：把二進(jìn)制數(shù)（1011010110010011110）2轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。 （1011010110010011110）2=(5AC9E)16任務(wù)1-2-2理解數(shù)制間的轉(zhuǎn)換方法四、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)采用“一分為四法”，即從左向右，每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為四位二進(jìn)制數(shù)。例如：把十六進(jìn)制數(shù)(6D7B)16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。

(6D7B)16=（0110110101111011）2任務(wù)1-2-3理解單片機(jī)中數(shù)的表示方法一、不同數(shù)制數(shù)據(jù)的表示方法二、常用數(shù)制數(shù)碼間的對(duì)應(yīng)關(guān)系二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制0000B00H1000B88H0001B11H1001B99H0010B22H1010B10AH0011B33H1011B11BH0100B44H1100B12CH0101B55H1101B13DH0110B66H1110B14EH0111B77H1111B15FH任務(wù)1-2-4理解邏輯數(shù)據(jù)及其基本運(yùn)算一、邏輯常量與變量

邏輯常量只有兩個(gè)，即0和1，用來(lái)表示兩個(gè)對(duì)立的邏輯狀態(tài)。

邏輯變量與普通代數(shù)一樣，也可以用字母、符號(hào)、數(shù)字及其組合來(lái)表示，但它們之間有著本質(zhì)區(qū)別，因?yàn)檫壿嬜兞康娜≈抵挥袃蓚€(gè)，即0和1，而沒(méi)有中間值。任務(wù)1-2-4理解邏輯數(shù)據(jù)及其基本運(yùn)算二、邏輯運(yùn)算 1．與運(yùn)算邏輯表達(dá)式：

Y=AB 或Y=AB真值表：邏輯功能：有0出0，全1出1?；镜倪壿嬤\(yùn)算關(guān)系：0×0=00×1=01×0=01×1=1任務(wù)1-2-4理解邏輯數(shù)據(jù)及其基本運(yùn)算二、邏輯運(yùn)算2．或運(yùn)算邏輯表達(dá)式：

Y=A+B式中符號(hào)“+”表示A、B或運(yùn)算，又稱邏輯加。真值表：邏輯功能：有1出1，全0出0?；镜倪壿嬤\(yùn)算關(guān)系：0+0=00+1=11+0=11+1=1任務(wù)1-2-4理解邏輯數(shù)據(jù)及其基本運(yùn)算二、邏輯運(yùn)算3．非運(yùn)算邏輯表達(dá)式：

Y=A式中，字母A上方的短劃“－”表示非運(yùn)算，又稱邏輯非。真值表：邏輯功能：有0出1，有1出0?；镜倪壿嬤\(yùn)算關(guān)系：

1=0 0=1項(xiàng)目3了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟硬件條件任務(wù)1-3-1了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟件條件任務(wù)1-3-2了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的硬件條件任務(wù)1-3-1了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟件條件一、程序編譯軟件KeilC51支持匯編語(yǔ)言、C51語(yǔ)言等多種單片機(jī)設(shè)計(jì)語(yǔ)言；可視化的文件管理，界面友好；支持豐富的產(chǎn)品線，除了51及其兼容內(nèi)核的單片機(jī)外，還新增加了對(duì)ARM內(nèi)核產(chǎn)品的支持；具有完善的編譯連接工具；具備豐富的仿真調(diào)試功能，可以仿真串口、并口、A/D、D/A、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及中斷等資源，同時(shí)也可以和外部仿真器聯(lián)合進(jìn)行在線調(diào)試；內(nèi)嵌RTX-51實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；支持在一個(gè)工作空間中進(jìn)行多項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)；支持多級(jí)代碼優(yōu)化。KeilC51軟件是德國(guó)KeilSoftware公司開發(fā)的51系列單片機(jī)開發(fā)軟件。KeilμVison系列是該公司推出的51系列兼容單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)。μVison編譯器的主要特點(diǎn)任務(wù)1-3-1了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟件條件二、仿真軟件Proteus①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合；②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真；③提供軟件調(diào)試功能；④具有強(qiáng)大的原理圖繪制功能。英國(guó)LabcenterElectronics公司研發(fā)的電路設(shè)計(jì)與仿真平臺(tái)Proteus具有原理圖編輯、印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì)及電路仿真功能，該軟件由ISIS和ARES兩部分構(gòu)成，其中ISIS是一款便捷的電子系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)和仿真平臺(tái)軟件，ARES是一款高級(jí)的PCB布線編輯軟件。ProteusISIS的主要特點(diǎn)任務(wù)1-3-1了解單片機(jī)學(xué)習(xí)的軟件條件三、程序燒錄軟件STC_ISP

程序經(jīng)仿真確定無(wú)誤，通常要用程序燒錄器（編程器）借助相關(guān)的燒錄軟件把程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。但是選用STC單片機(jī)就可省去程序燒錄器（編程器）這一環(huán)節(jié)，直接在用戶系統(tǒng)上用STC_ISP程序燒錄軟件在線下載方式，將用戶程序下載進(jìn)STC單片機(jī)。這樣無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)上還是從操作程序上都給單片機(jī)學(xué)習(xí)帶來(lái)了極大的便利，這正是STC單片機(jī)