MCS-51单片微型计算机及其应用：第1章 概述

1、MCS-51单片微型计算机及其应用1、单片机结构（1）2、单片机结构（2）3、指令系统4、汇编语言设计；编程举例（1）5、中断系统与定时器6、串行口通讯7、编程举例（2）8、存储器扩展；外部接口扩展（1）9、外部接口扩展（2）10、基本程序设计11、I/O接口扩展及外部中断实验12、键盘、显示器实验13、定时器与中断系统实验14、串行口通信实验15、A/D、D/A转换实验16、考试第1章 概 述1.1 单片机的基本概念1.2 单片机的特点及应用1.3 常用单片机系列介绍1.4 怎样设计、调试单片机应用系统(1) 微型计算机：微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线有机地连接在一起的整体

2、，称为微型计算机。 (2) 单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 (3) 微型计算机系统：微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统。1.1 单片机的基本概念图1.1 微机组成结构框图 图1.2 单片机组成框图 （1）CPU数据处理功能、计算速度和精度：浮点运算，CPU的振荡频率、字长，串并行处理、多级高速缓冲等技术。 （2）内存容量、CPU对数据的存取速度： 微机：多体、并读技术和段、也多种管理模式 单片机：CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元 （3）I/O接口：标

3、准与非标准外设 单片机与微机构造中的主要不同点：1.2 单片机的特点及应用1.2.1 单片机的特点单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序 存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。(2) 采用面向控制的指令系统。(3) 单片机的I/O引脚通常是多功能的。(4) 单片机的外部扩展能力强。1.2.2 单片机的应用 (1) 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。 (2) 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。 (3) 抗干扰能力强，适用温

4、度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。 (4) 可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。 单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有： (1) 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。 (2) 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、

5、音响设备等。1.3 常用单片机系列介绍1.3.1 MCS系列产品 第一阶段(19711976年)：单片机发展的初级阶段。1971年11月，Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一台MCS-4微处理器。它的推出拉开了单片机研制的序幕。 第二阶段(19761980年)：低性能单片机阶段。这一阶段以1976年Intel公司推出的MCS-48系列为代表产品。 第三阶段(19801983年)：高性能单片机阶段。这一阶段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列为代表产品。 第四阶段(1983年至今)：16位

6、单片机阶段。这一阶段以1983年Intel公司推出的MCS-96系列为代表产品。 MCS-51系列单片机可分为两大系列：51子系列和52子系列。表1.1 INTEL主要单片机系列1.3.2 MCS-51系列单片机的结构特点1工作寄存器区、特殊功能寄存器SFR2把程序存储器和数据存储器分成两个独立的地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC指向程序存储器，DPTR指向数据存储器3输入输出接口引线在程序的控制下都可有第二功能 4.内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器 ，实现多机通信、分布控制系统。5内部有一个功能相对独立的位处理机，具有较强的位处理功能1.4 怎样设计、调试单片机应用系统 1、设计 设计原理图根据功能、技术指标、对象画出印制板图确定芯片、各种元器件、尺寸制作印制板加工厂软件设计：编辑汇编语言、编译通过硬件设计汇编语言编辑、编译单机仿真 开发器机器语言单片机仿真开发器PC单片机应用系统2、调试（设计电路）单片机仿真器必须具有以下基本功能：（1）、能输入和修改用户的应用程序；（2）、能对