单片机原理及应用-第1章-概述课件

单片机原理及应用敖天勇

tyao@单片机原理及应用敖天勇

tyao@1教材及参考书教材《单片机原理与接口技术》----牛昱光，电子工业出版社参考书《单片机中级教程》----何立民，北京航空航天大学出版社《单片微型计算机原理及其C语言程序设计》 ----陈光东，华中科技大学出版社《单片机的C语言应用程序设计》 ----马忠梅编，北京航空航天大学出版社教材及参考书教材2课程要求应用性强：多动手、多实践考核方法：平时成绩+实验+期末考试实践环节：Proteus虚拟仿真考试：基本概念原理+设计编程课程要求应用性强：多动手、多实践3理论课主要内容

第一部分：MCS-51系列单片机的基本硬件结构

介绍51单片机内部硬件结构（数据寄存器、程序存储器、输入输出端口、定时计数器、串行口及中断等）第二部分：MCS-51单片机的指令系统

51单片机的111条指令的分类、寻址方式、伪指令及使用中的注意事项，和编程基础第三部分：MCS-51单片机的系统扩展及应用程序与数据存储器的扩展、定时/计数器的应用、串行口的应用及A/D、D/A转换器与单片机的接口和键盘扫描/动态显示接口电路。第四部分：Cx51编程基础

简单介绍一下用C语言开发单片机项目的基础理论课主要内容4如何学好本门课程理论课是整个课程的基础。它包含了MCS-51单片机的硬件组成及工作原理。只有熟练的掌握这些才能正确的使用指令进行各种编程、应用和开发。正确的理解和掌握指令的寻址方式，掌握程序设计的一般方法。掌握外围芯片的使用方法，以及与单片机的接口原理。这是进行各种应用系统设计的基础。认真完成实验。实验前，分析每个实验程序，独立地完成思考题的编程，掌握程序的各种调试方法。对于综合设计的内容要注意程序的整体结构（流程图），调试方法和步骤，要学会如何利用调试软件，使用不同的方法来调试、运行程序、寻找程序中的错误。如何学好本门课程理论课是整个课程的基础。它包含了MCS-515第1章概述本章教学要求了解单片机与微型计算机的区别；熟悉单片机的结构组成；了解单片机的特点与指标；了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域；了解单片机嵌入式系统的概念；第1章概述本章教学要求6主要内容1、微型计算机及系统2、单片机及单片机系统3、单片机的发展4、单片机的特点5、主流单片机厂家6、单片机嵌入式系统主要内容1、微型计算机及系统2、单片机及单片机系统3、单片机7一、电子计算机以存储程序的方式、自动地进行算术和逻辑运算的数字电子装置称电子计算机。1946年2月15日，世界上第一台数字式电子计算机是在美国费城宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功并运行，名为(ENIAC)。1955年10月切断电源。1微型计算机及系统一、电子计算机1微型计算机及系统8

◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。有18000个电子管。◆它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。1微型计算机及系统◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，91微型计算机及系统匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。“指令和数据一起以二进制的形式存放在存储器中。”由计算机之父美籍匈牙利数学家冯·诺依曼1945年3月提出，标志着电子计算机时代的真正开始。1微型计算机及系统匈牙利籍数学家冯·诺101946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。（EDVAC-ELECTRONICDISCRETEVARIABLEAUTOMATICCOMPUTER）1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想111971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通讯公司合作研制台式计算器时，将原始方案的十几个芯片压缩成三个集成电路芯片。其中的两个芯片分别用于存储程序和数据，另一芯片集成了运算器和控制器及一些寄存器，称为微处理器（即Intel4004）。4004微处理器1971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通12电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架。电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；计131微型计算机及系统微机系统具有硬件功能强大、数据处理能力强等优点，已经成为当今社会普遍应用的不可替代的“通用”工具硬件：由CPU、存储器、定时/计数器、并行输入/输出接口电路、中断控制器等大规模IC芯片安置在一个（或多个）电路板上，配合键盘、显示器等构成了微型计算机的硬体部分。软件：微型计算机的硬件在其丰富的软件（系统软件+应用软件）支持下，可以进行各种复杂的数据处理、过程控制等领域中的应用。返回1微型计算机及系统微机系统具有硬件功能强大、数据处理能力14软件系统硬件系统＋控制器运算器存储器输入设备CPU微型计算机系统输入接口电路输出设备输出接口电路软硬件系统＋控制器运算器存储器输CPU微型计算机151.1基本概念微型计算机----包括运算器、控制器、存储器、输入输出接口组成。微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该芯片为微处理器。微处理器与存储器，输入输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。1.1基本概念微型计算机----包括运算器、控制器、存储器16单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。单片机系统----以单片机为核心的系统称为单片机系统。单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本组成171.1.1微型计算机基本结构1.1.1微型计算机基本结构18它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成，它们之间由总线连接进行信息传输。控制器和运算器综合起来称中央处理器（CPU），也称为微处理器。1.1.1微型计算机基本结构它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输191．控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中1.1.1微型计算机基本结构取出指令并对指令进行分析、根据指令发出控制信号，指挥输入、输出、运算器、存储器等功能部件协调工作。1．控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中1.202．运算器运算器（AithmctiealLogicUnit，ALU）1.1.1微型计算机基本结构运算器又称算术逻辑部件，主要完成算术运算和逻辑运算。2．运算器运算器（AithmctiealLogicUni213．存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分为两类：内部存储器和外部存储器。1.1.1微型计算机基本结构内部存储器(简称内存)和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故称主存储器(简称主存)。外部存储器(简称外存)，主要用于保存暂时不用但又需长时间保留的数据和程序。存放在外存的程序必须调入内存才能运行。3．存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分224．输入/输出接口I/O输入/输出接口（又称I/O接口）是CPU与外设之间相连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。1.1.1微型计算机基本结构4．输入/输出接口I/O输入/输出接口（又称I/O接口）是C235．输入和输出设备输入和输出设备（如：键盘、鼠标、显示器、打印机等）用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。1.1.1微型计算机基本结构5．输入和输出设备输入和输出设备（如：键盘、鼠标、显示器、打246．总线（Bus）总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。数据总线（DataBus，DB）；地址总线（AddressBus，AB）控制总线（ControlBus，CB）。1.1.1微型计算机基本结构6．总线（Bus）总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之25微型计算机的发展

1971年，美国Intel公司研制出了Intel4004微处理器芯片，以它为核心的MCS-4计算机，由该公司年轻工程师马西安·霍夫研制，标志了世界上第一台微机的诞生，至今，已经历了五代：第一代：1971~1973，4位和低档8位机，典型代表Intel4004，Intel8008。第二代：1974~1978，中档8位机，典型代表Intel8080，MC6800，ZILOGZ80APPLE6502等。微型计算机的发展26第三代：1978~1981，16位机，1981年，IBM公司推出了以Intel8088为CPU的PC个人电脑第四代：1981~1992，32位微机，如Intel80386，MotorolaMC68020第五代：1993~2001，64位微机，奔腾微处理器第六代：2001~至今，多核处理器，2001年IBM的第一款双核Power4处理power4,Intel的酷睿系列处理器，Athlon64X2

第三代：1978~1981，16位机，1981年，IBM公司272、单片机及单片机系统单片机的概念

我们将组成微型计算机的各功能部件：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）I/O接口电路及定时/计数器等制作在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型计算机。故称作单晶片微型计算机，简称单片机（Singlechipmicrocomputer)。或称微控制器(MCU:Microcontroller)返回2、单片机及单片机系统返回28微型计算机与单片机在硬件结构上的比较

微型计算机单片机数据RAMCPU并行I/O程序ROM定时/计数器串型端口中断控制器扩展I/O端口系统总线（DB、AB、CB）微型计算机的组成框图（由多个IC芯片组装在一个主电路板上）MCS-51单片机所有单元都组装在一个IC芯片上返回微型计算机与单片机在硬件结构上的比较293、单片机的发展1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，单片机的发展历史大致可分为三个阶段。第一阶段低性能阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表，此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。3、单片机的发展1976年，Intel公司首先推出了MCS-30第二阶段高性能阶段（1978~1982年）：如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。该类单片机具有串口、多级中断处理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机MCS-96系列，32位单片机ARM系列。第二阶段高性能阶段（1978~1982年）：如Intel公31电子计算机是科技发展的产物计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展计算机的发展趋势微型化巨型化网络化智能模拟化单片机学科的发展趋势单片机学科的发展趋势32自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F8之后，迄今为止，单片机经历了由4位机到8位机再到16位机的发展过程。单片机制造商很多，主要有美国的Intel、Motorola、Zilog等公司。目前，单片机正朝着高性能、多品种方向发展。近年来，32位单片机已进入了实用阶段，但是由于8位单片机在性能价格比上占有优势，而且8位增强型单片机在速度和功能上向现在的16位单片机挑战，因此在未来相当长的时期内，8位单片机仍是单片机的主流机型。自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F334、单片机的特点1、产品特点体积小：基本功能部件满足要求可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽功能强：实时响应速度；I/O直接操作使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料性能价格比高：电路板小；接插件少易产品化：研制周期短4、单片机的特点1、产品特点342、硬件结构与功能上特点存储器ROM和RAM严格分工采用面向控制的指令系统输入/输出端口引脚具有复用功能品种规格的系列化硬件功能具有广泛的通用性2、硬件结构与功能上特点353、应用面广智能化测控系统智能化接口机电一体化：电脑缝纫机智能仪表：测量仪实时控制：汽车家电：（MOTOROLA）网络通信：通信协议集成其中计算机外设：键盘、打印机保健产品：按摩器……返回3、应用面广返回36。◆智能仪器仪表

单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。◆智能仪器仪表37◆机电一体化产品机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。◆机电一体化产品38◆实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。◆实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、39◆分布式系统的前端模块

在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列优点。◆分布式系统的前端模块在较复杂的工业系统中，经常要采用分40◆家用电器家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。

另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。◆家用电器家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。415、主流单片机厂家器件厂家美国：Intel、Motorola、Microchip、Atmel荷兰:Philips德国：Siemens日本：Nec返回5、主流单片机厂家器件厂家返回42﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列；﹡Philips公司的80C51、80C552系列；﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列；﹡ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列；﹡LG公司的GMS90/97低压高速系列；﹡Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列；﹡Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。◆尽管目前单片机的品种繁多，但其中最具典型性的仍当属Intel公司的MCS-51系列单片机。◆

80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：﹡ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列；43对单片机的选择原则主要是从指令结构、程序存储方式和功能等几个方面考虑。要考虑单片机的性能指标：位数存储器I/O口速度工作电压功耗温度单片机的选择对单片机的选择原则主要是从指令结构、程序存储方式和功能等几个44嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统通常也定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。概念6、单片机嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁45单片机嵌入式系统的特点从控制意义上说，单片机嵌入式系统涉及系统最底层的、芯片级的信息处理与控制。1)单片机嵌入式系统通常是面向特定应用的。2)单片机嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。3)单片机嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣。单片机嵌入式系统的特点从控制意义上说，单片机嵌入式系统涉及系464)单片机嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起。5)为了提高执行速度和系统可靠性，单片机嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。6)单片机嵌入式系统本身不具备自举开发能力，设计完成以后用户通常是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。单片机嵌入式系统的特点4)单片机嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起。单片机嵌入47单片机技术相关网站

周立功单片机（）武汉力源（）中源单片机（）嵌入开发网（）51单片机（）单片机学习网（）单片机爱好者（www.mcufan.con）单片机技术相关网站

周立功单片机（www.zlgmcu.co48单片机技术相关网站51单片机世界（）中国单片机公共实验室（www.B）中国单片机综合服务网（）中国电子网（）单片机技术开发网（www.M）老古开发网（）我爱51单片机（）电子工程师（）世界电子元器件（）世界单片机论坛大全（www.E单片机技术相关网站51单片机世界（49习题与思考题

1-1微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？1-2单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？1-3简述计算机的工作过程。习题与思考题

1-1微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪50单片机原理及应用敖天勇

tyao@单片机原理及应用敖天勇

tyao@51教材及参考书教材《单片机原理与接口技术》----牛昱光，电子工业出版社参考书《单片机中级教程》----何立民，北京航空航天大学出版社《单片微型计算机原理及其C语言程序设计》 ----陈光东，华中科技大学出版社《单片机的C语言应用程序设计》 ----马忠梅编，北京航空航天大学出版社教材及参考书教材52课程要求应用性强：多动手、多实践考核方法：平时成绩+实验+期末考试实践环节：Proteus虚拟仿真考试：基本概念原理+设计编程课程要求应用性强：多动手、多实践53理论课主要内容

第一部分：MCS-51系列单片机的基本硬件结构

介绍51单片机内部硬件结构（数据寄存器、程序存储器、输入输出端口、定时计数器、串行口及中断等）第二部分：MCS-51单片机的指令系统

51单片机的111条指令的分类、寻址方式、伪指令及使用中的注意事项，和编程基础第三部分：MCS-51单片机的系统扩展及应用程序与数据存储器的扩展、定时/计数器的应用、串行口的应用及A/D、D/A转换器与单片机的接口和键盘扫描/动态显示接口电路。第四部分：Cx51编程基础

简单介绍一下用C语言开发单片机项目的基础理论课主要内容54如何学好本门课程理论课是整个课程的基础。它包含了MCS-51单片机的硬件组成及工作原理。只有熟练的掌握这些才能正确的使用指令进行各种编程、应用和开发。正确的理解和掌握指令的寻址方式，掌握程序设计的一般方法。掌握外围芯片的使用方法，以及与单片机的接口原理。这是进行各种应用系统设计的基础。认真完成实验。实验前，分析每个实验程序，独立地完成思考题的编程，掌握程序的各种调试方法。对于综合设计的内容要注意程序的整体结构（流程图），调试方法和步骤，要学会如何利用调试软件，使用不同的方法来调试、运行程序、寻找程序中的错误。如何学好本门课程理论课是整个课程的基础。它包含了MCS-5155第1章概述本章教学要求了解单片机与微型计算机的区别；熟悉单片机的结构组成；了解单片机的特点与指标；了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域；了解单片机嵌入式系统的概念；第1章概述本章教学要求56主要内容1、微型计算机及系统2、单片机及单片机系统3、单片机的发展4、单片机的特点5、主流单片机厂家6、单片机嵌入式系统主要内容1、微型计算机及系统2、单片机及单片机系统3、单片机57一、电子计算机以存储程序的方式、自动地进行算术和逻辑运算的数字电子装置称电子计算机。1946年2月15日，世界上第一台数字式电子计算机是在美国费城宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功并运行，名为(ENIAC)。1955年10月切断电源。1微型计算机及系统一、电子计算机1微型计算机及系统58

◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。有18000个电子管。◆它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。1微型计算机及系统◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，591微型计算机及系统匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。“指令和数据一起以二进制的形式存放在存储器中。”由计算机之父美籍匈牙利数学家冯·诺依曼1945年3月提出，标志着电子计算机时代的真正开始。1微型计算机及系统匈牙利籍数学家冯·诺601946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。（EDVAC-ELECTRONICDISCRETEVARIABLEAUTOMATICCOMPUTER）1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想611971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通讯公司合作研制台式计算器时，将原始方案的十几个芯片压缩成三个集成电路芯片。其中的两个芯片分别用于存储程序和数据，另一芯片集成了运算器和控制器及一些寄存器，称为微处理器（即Intel4004）。4004微处理器1971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在与日本商业通62电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架。电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；计631微型计算机及系统微机系统具有硬件功能强大、数据处理能力强等优点，已经成为当今社会普遍应用的不可替代的“通用”工具硬件：由CPU、存储器、定时/计数器、并行输入/输出接口电路、中断控制器等大规模IC芯片安置在一个（或多个）电路板上，配合键盘、显示器等构成了微型计算机的硬体部分。软件：微型计算机的硬件在其丰富的软件（系统软件+应用软件）支持下，可以进行各种复杂的数据处理、过程控制等领域中的应用。返回1微型计算机及系统微机系统具有硬件功能强大、数据处理能力64软件系统硬件系统＋控制器运算器存储器输入设备CPU微型计算机系统输入接口电路输出设备输出接口电路软硬件系统＋控制器运算器存储器输CPU微型计算机651.1基本概念微型计算机----包括运算器、控制器、存储器、输入输出接口组成。微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该芯片为微处理器。微处理器与存储器，输入输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。1.1基本概念微型计算机----包括运算器、控制器、存储器66单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。单片机系统----以单片机为核心的系统称为单片机系统。单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本组成671.1.1微型计算机基本结构1.1.1微型计算机基本结构68它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成，它们之间由总线连接进行信息传输。控制器和运算器综合起来称中央处理器（CPU），也称为微处理器。1.1.1微型计算机基本结构它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输691．控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中1.1.1微型计算机基本结构取出指令并对指令进行分析、根据指令发出控制信号，指挥输入、输出、运算器、存储器等功能部件协调工作。1．控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中1.702．运算器运算器（AithmctiealLogicUnit，ALU）1.1.1微型计算机基本结构运算器又称算术逻辑部件，主要完成算术运算和逻辑运算。2．运算器运算器（AithmctiealLogicUni713．存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分为两类：内部存储器和外部存储器。1.1.1微型计算机基本结构内部存储器(简称内存)和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故称主存储器(简称主存)。外部存储器(简称外存)，主要用于保存暂时不用但又需长时间保留的数据和程序。存放在外存的程序必须调入内存才能运行。3．存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分724．输入/输出接口I/O输入/输出接口（又称I/O接口）是CPU与外设之间相连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。1.1.1微型计算机基本结构4．输入/输出接口I/O输入/输出接口（又称I/O接口）是C735．输入和输出设备输入和输出设备（如：键盘、鼠标、显示器、打印机等）用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。1.1.1微型计算机基本结构5．输入和输出设备输入和输出设备（如：键盘、鼠标、显示器、打746．总线（Bus）总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。数据总线（DataBus，DB）；地址总线（AddressBus，AB）控制总线（ControlBus，CB）。1.1.1微型计算机基本结构6．总线（Bus）总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之75微型计算机的发展

1971年，美国Intel公司研制出了Intel4004微处理器芯片，以它为核心的MCS-4计算机，由该公司年轻工程师马西安·霍夫研制，标志了世界上第一台微机的诞生，至今，已经历了五代：第一代：1971~1973，4位和低档8位机，典型代表Intel4004，Intel8008。第二代：1974~1978，中档8位机，典型代表Intel8080，MC6800，ZILOGZ80APPLE6502等。微型计算机的发展76第三代：1978~1981，16位机，1981年，IBM公司推出了以Intel8088为CPU的PC个人电脑第四代：1981~1992，32位微机，如Intel80386，MotorolaMC68020第五代：1993~2001，64位微机，奔腾微处理器第六代：2001~至今，多核处理器，2001年IBM的第一款双核Power4处理power4,Intel的酷睿系列处理器，Athlon64X2

第三代：1978~1981，16位机，1981年，IBM公司772、单片机及单片机系统单片机的概念

我们将组成微型计算机的各功能部件：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）I/O接口电路及定时/计数器等制作在一块集成电路芯片中从而构成完整的微型计算机。故称作单晶片微型计算机，简称单片机（Singlechipmicrocomputer)。或称微控制器(MCU:Microcontroller)返回2、单片机及单片机系统返回78微型计算机与单片机在硬件结构上的比较

微型计算机单片机数据RAMCPU并行I/O程序ROM定时/计数器串型端口中断控制器扩展I/O端口系统总线（DB、AB、CB）微型计算机的组成框图（由多个IC芯片组装在一个主电路板上）MCS-51单片机所有单元都组装在一个IC芯片上返回微型计算机与单片机在硬件结构上的比较793、单片机的发展1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，单片机的发展历史大致可分为三个阶段。第一阶段低性能阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表，此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。3、单片机的发展1976年，Intel公司首先推出了MCS-80第二阶段高性能阶段（1978~1982年）：如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。该类单片机具有串口、多级中断处理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机MCS-96系列，32位单片机ARM系列。第二阶段高性能阶段（1978~1982年）：如Intel公81电子计算机是科技发展的产物计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展计算机的发展趋势微型化巨型化网络化智能模拟化单片机学科的发展趋势单片机学科的发展趋势82自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F8之后，迄今为止，单片机经历了由4位机到8位机再到16位机的发展过程。单片机制造商很多，主要有美国的Intel、Motorola、Zilog等公司。目前，单片机正朝着高性能、多品种方向发展。近年来，32位单片机已进入了实用阶段，但是由于8位单片机在性能价格比上占有优势，而且8位增强型单片机在速度和功能上向现在的16位单片机挑战，因此在未来相当长的时期内，8位单片机仍是单片机的主流机型。自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F834、单片机的特点1、产品特点体积小：基本功能部件满足要求可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽功能强：实时响应速度；I/O直接操作使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料性能价格比高：电路板小；接插件少易产品化：研制周期短4、单片机的特点1、产品特点842、硬件结构与功能上特点存储器ROM和RAM严格分工采用面向控制的指令系统输入/输出端口引脚具有复用功能品种规格的系列化硬件功能具有广泛的通用性2、硬件结构与功能上特点853、应用面广智能化测控系统智能化接口机电一体化：电脑缝纫机智能仪表：测量仪实时控制：汽车家电：（MOTOROLA）网络通信：通信协议集成其中计算机外设：键盘、打印机保健产品：按摩器……返回3、应用面广返回86。◆智能仪器仪表

单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。◆智能仪器仪表87◆机电一体化产品机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。◆机电一体化产品88◆实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等。◆实时工业控制单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、89◆分布式系统的前端模块

在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列优点。◆分布式系统的前端模块在较复杂的工业系统中，经常要采用分90◆家用电器家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。

另外，在