1.1 单片机概述及单片机中的数制（课件）-《单片机技术与应用》(高教版第二版) 同步精品课堂

单片机技术与应用 -第1课时- 高教版第二版 单片机概述及单片机中的数制 教学目标 理解单片机的概念、发展历史及主流产品 掌握单片机的主要应用领域 熟悉十进制、二进制、八进制和十六进制的数制概念 教学重难点 掌握单片机的组成和特点 了解不同数制的表示 能够正确使用二进制、八进制、十进制与十六进制 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 在现代科技中，单片机无处不在，它让各种设备变得更加智能和高效。 视频中提到了我们生活中哪些地方用到了单片机？ 单片机究竟是何方神圣？ 让我们一起开启单片机的学习之旅。 新知讲授 认识单片机 单片机即单片微型计算机 (Single -Chip Microcomputer,SCM),也称微控制器件(Micro Control Unit,MCU)。单片机也是一种计算机。 单片机的组成 主要部件包括CPU(运算和控制)、RAM( 数 据存储)、ROM(程序存储)、I/O 接口(如串行口、并行口)等。在单片机中，这些部件全部被集成到一块芯片上，另外根据需求还集成了其他部件电路，如A/D 转换模块、D/A 转换模块等。 单片机概述 - 认识单片机 新知讲授 单片机发展历史 1974年，世界上出现了第一块单片机，接着各家公司竞相研制出各种系列单片机。 到目前为止单片机产品已达300多种。 初期，国内51系列单片机以MCS-51 为主要产品，随着技术的发展，Intel 公司开发出新 一代的80C51单片机系列，在一段时间内我国单片机主流产品为此系列。 主流产品包括 Intel 公 司MCS-51 系 列 ，Motorola公司的 6801系列，Zilog公司的Z80 系列，另外，日立公司等也推出了自己的系列产品。单片机正在 朝着多样化的方向发展。 51系列单片机仍然为最典型的产品之一，具有品种全、兼 容性好、软硬件资源丰富、入门简单等特点，因此使用广泛。 单片机概述 - 单片机发展历史及主流产品 单片机的主流产品 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 智能化家用电器：现在各种家用电器普遍采用单片机智能化控制，如洗衣机、电冰箱、空调器等。全自动洗衣机采用单片机程序控制，实现浸泡、洗涤、漂洗、脱水自动完成，还可提供自检、故障报警等功能。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 办公自动化设备：现代办公室使用的大量通信和办公设备多数嵌入了单片机，例如，打印机、扫描仪、 复印机、传真机、碎纸机、绘图机、考勤机以及电话中的单片机可以提供键盘译码、显示 驱动等功能。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 商业营销设备：在商业营销系统中已广泛使用的电子秤、收款机、条形码阅读器、 IC 卡刷卡机、出租车计价器以及仓储安全监测系统、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保鲜系统等都采用了单片机控制。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 工业自动化控制：工业自动化控制是最早采用单片机控制的领域之一，例如，各种测控系统、过程控制系统、机电一体化系统等，行业涉及化工、建筑、冶金等。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 智能仪表：现在的仪表对测量的精度、速度、联网及人机交互要求较高，单片机在此领域得到广泛应用，例如，数字示波器、智能水表、远程燃气抄表、插卡预付费电表等。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 智能化通信产品：最典型应用单片机的现代通信产品是手机，手机内的单片机属于专用芯片。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器 (黑匣子)等都离不开单片机。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机的主要应用核心应用领域 国防军事领域：单片机在航空航天、航海以及尖端武器上都有广泛应用。 单片机概述 - 单片机的主要应用 新知讲授 单片机中的数制 数码的构成方法以及进位规则称为数制。在数字电路中经常使用的数制有十进制、二进制 和十六进制。有时也用到八进制。 十进制 (Decimal) 十进制是日常生活中最常用的计数制。十进制数共有0～9这10个数码，其进位基数R =10,进位规则是“逢十进一”。任意十进制数D 的展开式： 单片机中的数制——十进制 ki;是 第 i 位 的数码，取值范围是0～9; 10代表第i 位的权值； ∑ 是求和符号。 例如：十进制数12.56展开形式为:12.56=1×10¹+2×+5×+6× 新知讲授 二进制 (Binary) 二进制数据也是采用位置计数法，其位权是以2为底的幂。例如二进制数据110.11，逢2进1，其权的大小顺序为2²、2¹、2º、 、 。对于有n位整数，m位小数的二进制数据用加权系数展开式表示，二进制数据一般可写为： 单片机中的数制——二进制 例如：将二进制数据111.01写成加权系数的形式。 新知讲授 八进制 (Octal) 八进制的进位规则是“逢八进一”,其基数R=8, 共有8个数码0～7,第i 位的权值是 8。 八进制数转换为十进制数可以表示为： 单片机中的数制——八进制 ki;是 第 i 位 的数码，取值范围是0～7; 8代表第i 位的权值； ∑ 是求和符号。 例如：将八进制数(376.4)₈转换成十 进制数为 (376.4)8=3×8²+7×8¹+6×8⁰+4×=(254.5)10 新知讲授 十六进制 (Hexadecimal) ①采用的16个数码为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,其 中A~F 分 别对应十进制数10～15。 ②进位规则是“逢十六进一”,基数R=16, 第 i位的权值是16。十六进制数转换为十进 制数可以表示为 单片机中的数制——十六进制 ki;是 第 i 位 的数码，取值范围是0～F; 16代表第i 位的权值； ∑ 是求和符号。 例如：将十六进制数(3AB.11)16 转换成十进制数为 (3AB.11)₁6=3×16²+10×16¹+11×16°+1×+1×≈(939.0664)10 新知讲授 有两种方法来表示不同数制的数： 单片机中的数制——不同数制数的表示方法 ① 将数用中括号或小括号括起来并在数的右下角标上该数制的进位基数，如(165)10、 (110)2。 ② 在数的右边标上表示该数的数制英文字母，其中，十进制数用D 表示，二进制数用B 表示，十六进制数用H 表示，八进制数用0表示，如ABH 、10D 、11B。另外，十进制数后的 D可以省略不写。 随堂检测1 单片机主要由哪些部件组成？ 答案：主要部件包括 CPU（运算和控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、I/O 接口（如串行口、并行口）等，还可集成 A/D 转换模块、D/A 转换模块等。 将二进制数 (10011.101)₂ 转换为十进制数 答案：(10011.101)₂ = 1×2⁴ + 0×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ + 1×2⁻¹ + 0×2⁻² + 1×2⁻³ = (19.625)₁₀ 练一练 随堂检测2 说明不同数制的进位规则和基数。 答案：不同数制的进位规则和基数如下： 十进制：进位规则是 “逢十进一”，进位基数 R = 10，共有 0～9 这 10 个数码。 二进制：进位规则是 “逢二进一”，进位基数 R = 2，数码只有 0 和 1。 八进制：进位规则是 “逢八进一”，进位基数 R = 8，共有 8 个数码 0～7。 十六进制：进位规则是 “逢十六进一”，进位基数 R = 16，采用的 16 个数码为 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中 A~F 分别对应十进制数 10～15。 练一练 随堂检测3 简述单片机的主要应用领域。 答案： 智能化家用电器：如洗衣机、电冰箱以及各种视听设备等。 办公自动化设备：如打印机、扫描仪、复印机、传真机以及电话等。 商业营销设备：如电子秤、收款机、条形码阅读器、IC 卡刷卡机、、商场保安系统、空气调节系统、冷冻保鲜系统等。 工业自动化控制：如各种测控系统、过程控制系统、机电一体化系统等，涉及化工、建筑、冶金等行业。 智能仪表：如数字示波器、智能水表、远程燃气抄表、插卡预付费电表等。 智能化通信产品：如手机等。 汽车电子产品：如现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器（黑匣子）等。 国防军事领域：在航空航天、航海以及尖端武器上都有广泛应用。 练一练 师生互动 1 结合生活中常见的单片机应用（如智能家电、电子玩具），分析其可能采用的主流单片机产品，并尝试用二进制、八进制或十六进制表示该应用中一个关键数据（如传感器检测值），说明选择该数制的原因。 课题小结 1. 单片机概述 单片机概述及单片机中的数制 2. 单片机的主要应用 智能化家用电器 办公自动化设备 商业营销设备 工业自动化控制 智能仪表、汽车电子产品 智能化通信产品、国防军事领域 认识单片机 发展历史及主流产品 十进制 二进制 八进制 十六进制 3. 单片机中的数制 谢谢观看 THANKS Lavf58.46.101 $