《绪论及单片机简介》PPT课件.ppt

单片机原理及接口技术,1,中国农业大学工学院 王新 电话E-mail：,1单片微型计算机概述,1. 一般微机的基本组成,2,3,2*. 单片机的基本组成,3. 单片机的定义及特点 将*CPU、存储器、输入和输出接口集成在一个芯片上称为单片机（Single Chip Microcomputer），单片机又称微控制器(Microcontroller)。特点： 性能价格比高。,体积小，可靠性高。 控制功能强。 系统扩展典型、规范。 因此，适用于工业控制、仪器仪表、家电自动化、智能化。,4、单片机的应用领域 （1）自动控制 单片机已在工业过程控制、机床控制 、机器人控制、汽车控制以及飞行器制 导系统等方面得到广泛的应用。,（2）智能仪器仪表 由于单片机具有超微型化的特点，并且有无可比拟的高性能价格比，从而为仪器仪表的智能化提供了可能。 （3）数据采集系统 由于单片机可提供多路AD输入通道，因此很适用于模拟量(温度、压力及流量等)输入采样系统。,（4）工业自动化领域的在线应用 在工业过程控制、过程监测、工业控制器及机电一体化控制系统等，许多都是以单片微机为核心的单机或多机网络系统。 （5） 家用电器 电饭锅、电子游戏机、电视机、录音机、组合音响、录像机、洗衣机、电冰箱以及电子玩具等，都使用单片机进行控制。 总之，单片机由于体积小、价格低、性能优越、可靠性高，已广泛地渗透到社会、生产、服务等领域，工程技术人员有必要很好地掌握单片机原理及系统设计技术。,7,5、单片机发展概况,8,第一阶段(1974-1976年):雏形阶段(4位机）; 这种单片机的特点是： 价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定时/计数器接口、中断功能接口等。 根据不同用途，还配有许多专用接口，如打印机接口、键盘及显示器接口，PLA(可编程逻辑阵列)译码输出接口，有些甚至还包括AD、DA转换，PLL(锁相环)，声音合成等电路。丰富的功能大大地增强了4位单片机的控制功能，从而使外部接口电路极为简单。,9,第二阶段(1976-1978年): 初级单片机阶段 低、中档8位机 这种8位机一般不带有I/O接口，寻址范围通常为4KB。 它是8位机的早期产品，如Mostek公司的3870、Intel公司的8048等单片机即属此类。MCS-48系列单片机是Intel公司1976年以后陆续推出的第一代8位单片机系列产品。它包括基本型8048、8748和8035；强化型(高档)8049、8749、 8039和8050、8040；简化型(低档)8020、8021、8022；专用型UPI-8041、8741等。,10,第三阶段(1978-1983年): 高性能单片机阶段; 高档8位机阶段 这一类单片机常有串行I/O接口，有多级中断处理，定时计数器为16位，片内的RAM和ROM的容量相对增大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换接口。 这类单片机有Intel公司的MCS-51、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。由于这类单片机应用领域较广，其结构和性能还在不断地改进和发展。,11,第四阶段(1983-现在): 8位单片机巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。此阶段的主要特地点是，一方面不断完善高档8位机，改善其结构，以满足不同用户的需要；另一方面发展16位单片机及专用单片机。 16位单片机（Intel MCS-96)除了CPU为16位外，片内RAM和ROM的容量也进一步增大，片内RAM为232字节，ROM为8KB，片内带有高速输入输出部件，多通道10位AD转换部件，中断处理为8级，其实时处理能力更强。近来，32位单片机(Intel MCS-960)也已进入实用阶段。,12,目前比较流行的单片机有Intel的8051、Microchip的PIC、Atmel的AVR单片机，单片机发展趋势 1、CPU 字长：4B、8B、16B 、32B 主频：6M、12M、20M、40M 2、片内存储器 (1) 容量： RAM：64B256B 8051：128B； 8052：256B ROM：1KB16KB 8051：4KB； 8052：8KB,6、单片机发展趋势,13,（2）存储器类型： ROM、EPROM EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory） 。 8051：ROM；8751：EPROM；AT89C51：EEPROM （3）片上接口功能 I/O口负载能力提高、驱动LED、A/D、D/A （4）工艺提高 早期PMOS、NMOS；现在 HMOS、CMOS 。 （PMOS P型金属氧化物半导体、NMOS N型金属氧化物半导体 、 HMOS 高密度短沟道MOS工艺、CMOS 互补金属氧化物半导体）,14,6、MCS-51系列单片机简介 1. *基本型 8031、8051、8751等，其典型产品为8051， 其基本特征如下： （1）8位的CPU及指令系统 （2）256字节的片内RAM （3）21个片内特殊功能寄存器: SFR （4）4个8位并行I/O口 （5）2个16位定时/计数器 （6）1个全双工串行口,15,（7）5个中断源，2个优先级 （8）4KB片内ROM （9）一个片内时钟振荡电路 （10）片外可扩展64KB的ROM，64KB的RAM 2. 低功耗型 如：80C31、80C51、87C51采用CHMOS工艺，功耗低，87C51具有两级ROM加密系统，可防止非法拷贝程序。 3. A/D型 如80C31GA、80C51GA、87C51GA等，带8路8位A/D、半双工同步串行接口，16位监视定时器。,16,先修课程： 数字逻辑电路 微机原理 接口技术 汇编语言,课程性质：应用型课程,17,课时： 理论32 实验16,第一章 单片微型计算机概述 第二章 微机计算机基础(补充知识) 第三章 MCS-51单片机结构与时序 第四章 MCS-51指令系统 第五章 MCS-51中断系统 第六章 MCS-51内部定时器/计数器 第七章 并行I/O接口 第八章 MCS-51对A/D和D/A的接口 第九章 MCS-51的串行通信,18,教材：单片机原理及其接口技术 编著：胡汉才 清华大学出版社,参考书： 1、单片机原理与应用及C51程序设计 谢维成，清华大学出版社 2、单片微型计算机与接口技术 李群芳等，电子工业出版社 3、单片机的C语言应用程序设计 马忠梅等，北京航空航天大学出版社,该课学习