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单片机原理与应用 主讲人：张荣刚 福建师范大学福清分校
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单片机原理与应用 第一章 单片机的基础知识 第二章 STC15单片机增强型8051内核 第三章 STC15单片机的指令系统
第一章 单片机的基础知识 第二章 STC15单片机增强型8051内核 第三章 STC15单片机的指令系统 第四章 STC15系列单片机的中断系统 第五章 STC15系列单片机的定时计数器 第六章 STC15系列单片机的串行口 第七章 STC15系列单片机的AD转换 第八章 STC15系列单片机的PCA 第九章 STC15系列单片机的SPI接口 第十章 单片机应用系统设计与接口技术 福建师范大学福清分校
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第一章 单片机的基础知识 第一节 认识单片机 福建师范大学福清分校
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思考： 怎样才能将右图中芯片外接的8个LED点亮，并且使它们单灯循环左移点亮？ 福建师范大学福清分校
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切入点 切入点 1.如何使要发光的LED点亮呢？ 2.如何让LED一个一个左移点亮呢？ 3.怎么让其自动实现呢？
先让L7亮其余LED处于熄灭状态并维持一段时间，然后L7熄灭，点亮L6并且其余LED均处于熄灭状态并维持一段时间，这样不断循环运行，就能实现。 3.怎么让其自动实现呢？ 通过单片机来实现。 福建师范大学福清分校
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汇编语言源程序 org 00h ajmp 30h org 30h Loop： mov a, #01h mov r2, #8
Output: mov P1, a rl a lcall Delay djnz r2, Output ljmp Loop Delay: mov r6, #0 mov r7, #0 DLoop: djnz r6, DLoop djnz r7, DLoop ret end 汇编语言源程序 福建师范大学福清分校
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C语言源程序 #include <reg51.h> #define uchar unsigned char
#define uint unsigned int void delay(uint x) { uchar t; while(x--) for(t=0;t<120;t++); } void main() P1=0xfe; while(1) P1=(P1<<1)|(P1>>7); delay(500)； C语言源程序 福建师范大学福清分校
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结论 按要求编制相应的程序，将程序代码（二进制或十六进制文件）装载到单片机中，单片机正常运行时，并且通过外接合适的电路，就可以完成所要实现的工作，进行自动控制，即单片机能实现智能控制。 福建师范大学福清分校
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Keil uVision4 软件界面 福建师范大学福清分校
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Proteus仿真软件界面 福建师范大学福清分校
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Thank You ! 福建师范大学福清分校
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第二节 微型计算机及单片机的定义 福建师范大学福清分校
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1946年2月15日，世界上第一台通用电子数字计算机“埃尼阿克”(ENIAC)在美国研制成功。ENIAC的问世，标志着计算机时代的到来。
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微型计算机基本组成 1946年6月，匈牙利籍数学家冯．诺依曼提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成的这一经典的计算机结构。 福建师范大学福清分校
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微型计算机结构框架 1971年1月，Intel公司的德．霍夫将运算器、控制以及一些寄存器器集成在一块芯片上，即称为微处理器或中央处理单元（简称CPU），形成了以微处理器为核心的总线结构框架。 微型计算机由微处理器、存储器（ROM、RAM）和输入/输出接口（I/O接口）和连接它们的总线组成。微型计算机配上相应的输入/输出设备（如键盘、显示器）就构成了微型计算机系统。 福建师范大学福清分校
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微处理器 微处理器由运算器和控制器两部分组成， 是计算机的控制核心。 1.运算器
运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器和寄存器等几部分组成，主要负责数据的算术运算或逻辑运算。 2.控制器 控制器是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个计算机系统操作。控制器由指令部件、时序部件和微操作控制部件等三部分组成。 福建师范大学福清分校
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存储器(RAM、ROM) 存储器是微型计算机的仓库，包括程序存储器和数据存储器两部分。程序存储器用于存储程序和一些固定不变的常数和表格数据，一般由只读存储器（ROM）组成；数据存储器用于存储器运算中输入、输出数据或中间变量数据，一般由随机存取存储器（RAM）组成。 福建师范大学福清分校
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输入/输出接口（I/O接口） 微型计算机的输入/输出设备（简称外设，如键盘、显示器等），有高速的也有低速的，有机电结构的，也有全电子式的，它们不能直接地同高速工作的CPU相连。为了保证CPU与外设间协调地工作。不同的外设需要不同的I/O接口。 福建师范大学福清分校
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总线 CPU与存储器和I/O接口是通过总线相连的，包括地址总线、数据总线与控制总线。 1.地址总线（AB）
地址总线用作CPU寻址，地址总线的多少标志着CPU的最大寻址能力。 2.数据总线（DB） 数据总线用于CPU与外围器件（存储器、I/O接口）交换数据，数据总线的多少标志着CPU一次交换数据的能力，决定CPU的运算速度。 3.控制总线（CB） 控制总线用于确定CPU与外围器件交换数据的类型，主要为读和写两种类型。 福建师范大学福清分校
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小结 一个完整的计算机是由硬件和软件两部分组成的，缺一不可。上面所述为计算机的硬件部分，是看得到、摸得着的实体部分，但计算机硬件只有在软件的指挥下，才能发挥其效能。计算机采取“存储程序”的工作方式，即事先把程序加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计算机便自动地按照程序进行工作。 福建师范大学福清分校
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微型计算机的应用形态 1.系统机 系统机是将微处理器、存储器、I/O接口电路和总线接口组装在一块主机板（即微机主板）上，再通过系统总线和其它多块外设适配卡连接键盘、显示器、打印机、硬盘驱动器及光驱等输入/输出设备。 2.单片机 将微处理器、存储器、I/O接口电路和总线接口集成在一块芯片上，即构成单片微型计算机，简称单片机。 单片机的应用是嵌入到控制系统（或设备）中，因此属于专用计算机，也称为嵌入式计算机。单片机应用讲究的是高性能价格比，针对控制系统任务的规模、复杂性 选择合适的单片机，因此，高、中、低档单片 机是并行发展的。 福建师范大学福清分校
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单片机的概念 单片机全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），在一块芯片上，集成了CPU, RAM, ROM,定时器/计数器(C/T)和多种I/O。 一块芯片就是一台计算机（俗话说麻雀虽小，五脏俱全），它具有体积小、功能强、价格便宜等优点，被广泛应用在产品智能化和工业自动化上。 福建师范大学福清分校
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STC15F2K60S2 单片机封装形式 STC15F2K60S2单片机有LQFP-44、LQFP-32、PDIP-40、SOP-28、SOP-32、SKDIP-28等封装形式 。 福建师范大学福清分校
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第三节 单片机应用的开发工具 福建师范大学福清分校
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一、Keil Vision4集成开发环境 福建师范大学福清分校
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Keil Vision4软件开发流程 1.启动µVision4，创建并保存一个工程项目文件； 2.为工程项目选择目标器件；
3.为目标器件添加和配置启动代码； 4.创建并保存源程序文件； 5.把源程序文件添加到项目中； 6.配置目标硬件的工具选项； 7.编译项目并生成HEX或BIN目标文件 福建师范大学福清分校
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调试过程 ◎ 单步运行：每按动单步运行按钮一次，系统执行一条指令，且调用子程序作为一条指令一次性完成。用于单步调试指令或观察指令运行状态。
◎跟踪运行：每按动单步运行按钮一次，系统执行一条指令，但执行调用子程序指令时，会进入子程序中单步执行每一条指令。用于精确调试指令或观察指令运行状态。 福建师范大学福清分校
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调试过程 ◎ 执行到光标处：可通过光标设置程序的执行目标处，按动该按钮时，从PC当前处开始执行，直至光标所在处。用于分段调试程序或观察程序运行状态。 ◎ 断点执行：在程序指令处用断点设置功能按钮设置断点，可设置多个断点。按动该按钮，从PC当前处开始执行，遇到断点即停止；再次按动又开始执行，遇到断点即停止。用于分段调试程序或观察程序运行状态。 福建师范大学福清分校
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二、Proteus模拟仿真软件 Proteus ISIS软件可以仿真一个完整的单片机应用系统。 福建师范大学福清分校
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Proteus使用步骤 1.利用Proteus ISIS软件绘制单片机应用系统的电原理图；
2.将用Keil C集成开发环境编译生成的机器代码文件加载到单片机中； 3.运行程序，进入调试。 福建师范大学福清分校
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