第1章+单片机绪论.ppt

主编范立南谢子殿副主编刘彤尹授远李雪飞 单片机原理及应用教程第1章单片机绪论 1 1单片机的概念1 2单片机的历史与发展1 3常用单片机简介1 4单片机的应用领域 第1章单片机概述 1 1单片机的概念单片机的基本概念 单片微型计算机 SingleChipMicrocomputer 简称单片机 即把组成微型计算机的各个功能部件 如中央处理器 CPU 随机存储器 RAM 只读存储器 ROM 输入 输出接口电路 定时器 计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中 构成一个完整的微型计算机 1 1单片机的概念单片机的组成 1 1单片机的概念单片机的特点 集成度高 体积小 面向控制 功能强 抗干扰能力强 功耗低 使用方便 性能价格比高 容易产品化 1 2单片机的历史与发展单片机发展概况 第1阶段 1974 1976年 初级单片机阶段1974年 美国Fairchild 仙童 公司研制出世界上第一台单片微型计算机F8 深受家用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视 从此拉开了研制单片机的序幕 这个时期生产的单片机特点是制造工艺落后 集成度低 而且采用双片结构 1 2单片机的历史与发展单片机发展概况 第2阶段 1976 1978年 低性能单片机阶段已能在单块芯片内集成有CPU 并行口 定时器 RAM和ROM等功能 但CPU功能还不太强 I O的种类和数量少 存储容量小 只能应用于比较简单的场合 以Intel公司的MCS 48为代表 这个系列的单片机内集成有8位CPU 并行I O接口 8位定时器 计数器 寻址范围不大于4KB 且无串行口 它是8位机的早期产品 1 2单片机的历史与发展单片机发展概况 第3阶段 1978 1983年 高性能单片机阶段普遍带有串行口 有多级中断处理系统 16位定时器 计数器 片内RAM ROM容量加大 且寻址范围可达64KB 有的片内还带有A D转换器接口 这类单片机有Intel公司的MCS 51 Motorola公司的M6805和Zilog公司的Z8等 由于这类单片机的应用领域极其广泛 各公司正在大力改进其结构与性能 所以 这个系列的各类产品仍是目前国内外产品的主流 1 2单片机的历史与发展单片机发展概况 第4阶段 1983年至今 16位及以上单片机和超8位单片机并行发展阶段发展16位及以上单片机及专用单片机 另一方面不断完善高档8位单片机 改善其结构MCS 96系列 Mostek公司的MK68200 NS公司的HPC16040系列 NEC公司的783XX系列和TI公司的TMS9940及9995系列 片内含有A D和D A转换电路 支持高级语言 主要用于过程控制 智能仪表 家用电器及作为计算机外部设备的控制器等 近年来 家用电子系统 多媒体技术和Internet技术的新发展 32位甚至64位单片机的生产前景看好 1 2单片机的历史与发展单片机发展趋势 CPU功能增强 单片机大容量化 内部资源增多 引脚的多功能化 发展串行总线 单片机小容量低廉化 超微型化 低功耗和低电压 单片机开发方式的进步 多机与网络系统的支持技术日趋成熟 1 3常用单片机简介MCS 51系列单片机 表1 1分为3种基本产品 8051 8751和8031强化型8052超级型8XC252系列是超8位单片机8XC51系列单片机是MCS 51中的一个子系列 是一族高性能兼容型单片机 其中 X规定为程序存储器的配置 0表示无片内ROM 3表示片内为掩膜ROM 7表示片内为EPROM OTPROM 9表示片内为FlashROM 通称为80C51系列 1 3常用单片机简介AT89系列单片机 表1 2AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位FlashROM单片机产品以MCS 51为内核 与MCS 51系列的单片机软硬件兼容Atmel单片机广泛应用于计算机外部设备 通信设备 自动化控制 仪器仪表和各类消费类产品等 1 3常用单片机简介PIC系列单片机 表1 3美国Microchip公司生产的PIC系列单片机价格低 速度高 功耗低和体积小等特点 采用RISC技术嵌入式单片机的主流产品之一 1 3常用单片机简介M68HC11系列单片机 表1 4M68HC11系列单片机是美国Motorola公司的8位高性能单片机工作温度范围广 可靠性高 抗干扰能力强 内部资源丰富在工业控制 仪器仪表和家用电器等方面得到广泛应用 现已成为欧美汽车行业的一种工业标准 1 3常用单片机简介MCS 96系列单片机 表1 5Intel公司16位高性能MCS 96系列单片机包括8096BH 8096和8098三个子系列采用多累加器和流水线作业的系统结构 运算速度快 精度高有809X 外接ROM 839X 内部掩膜ROM 和879X 内驻EPROM 3种 其总体结构是相同的 BH型芯片可由用户设定 使外部数据总线为16位长或8位长 对于内部带有A D的BH型芯片具有采样保持电路 1 3常用单片机简介8XC196KX系列单片机 继8096BH之后 Intel公司又推出了一系列高性能的CHMOS16位单片机 8XCl96KX8XCl96KX家族中的全部成员都共享一套指令系统 有一个共同的CPU组织结构 根据不同的应用场合 在单片机内部嵌入了以往被认为是外围设备的各种电路 于是形成了各种不同型号的单片机8XC196KB 8XC198 8XC196KC 8XC196KT 8XC196KR 8XC196KQ 8XC196JQ 8XC196NT等 1 3常用单片机简介M68300系列单片机 表1 6M68300是美国Motorola公司生产的32位单片机系列内部含有一个基于M68000的32位CPU模块和大量其他专用模块 M68300单片机内部的地址总线有32位 外部地址总线有24位 8个32位通用数据寄存器和7个32位通用地址寄存器 并能在不工作期间设置成低功耗STOP模式 M68300系列单片机设计灵活 性能优良 能与原有的M6805 M68CH05和M68CH16等单片机在硬件和软件上兼容 1 3常用单片机简介SH系列单片机 SuperH 简称SH 系列单片机是日本Hitachi公司生产的32 64位单片机系列 采用RISC结构 数据处理速度快 功能强并且功耗低 目前世界上广泛应用SH系列单片机可以分为基本型SH 1 改进型SH 2 低功耗型SH 3 增强型SH 4等 SH 5采用64位RISC微