第1章：单片机简介1

新概念介绍：嵌入式系统（EmbeddedSystem）嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语“嵌入式”反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。

单片机一般又称为微控制器MicrocontrollerUnit，（区别于微处理器MicroprocessorUnit）,单片机因为几乎都应用于专用的嵌入式系统，所以又被称为嵌入式微控制器。而微处理器则有我们熟知用于PC机的IntelPentium等，也有用于嵌入式系统的MIPS、PowerPC等2.1单片机的应用特点●单片机主要为工业测控而设计，又称微控制器（Microcontroller)，具有高集成度、高可靠性、高性价比的特点。●主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。2.3单片机的发展趋势CPU：字长扩大4位->8位->16位->32位;主频提高，指令功能增强;存储器：内部资源增多，数据存储器和程序存储器容量大幅提高，且不断提高指令的寻址能力。扩宽存储器的位数，及使用各种新型存储器;输入输出：接口不断丰富与灵活，内部集成各种通用接口（SIO,PIO,A/D,D/A,PWM等）;内部资源：内部集成各种模块，增强单片机的功能。如Timer,Counter,Interrupt,DMA,Watchdog;单片机整体向专用化，多样化，微型化方向发展。以及采用更多新技术，新工艺，实现单片机的低功耗、宽电压、高速度和高可靠性。3一般单片微机系统结构外部振荡电路系统时钟定时计数器CPU串行IO并行IO数据存储器程序存储器复位电路外部中断源电源一般单片机内部结构图3.1中央处理器CPU

单片机核心部件，它由运算器ALU、控制器组成。完成所有指令的运算和系统的时序控制。单片机的主要指标也由CPU的指标决定。如CPU字长，运算速度，数据处理能力，中断和实时控制能力等技术指标。3.2存储器（存储器结构）

在单片机中，一般程序存储器和数据存储器是分开的，即采用不同的物理存储方式。一般用ROM作程序存储器，用RAM作数据存储器。软件中的指令和数据（主要指变量）是分开存放在ROM和RAM中。★程序存储器和数据存储器分开的原因？①指令和数据分开存放，分开调取，不会相互混淆；②程序存储器和数据存储器使用不同工艺。程序存储器烧录后，运行时内容不改变，要求掉电保持，一般用ROM实现，集成度高，造价低；数据存储器运行时才赋值，一般用RAM实现，造价相对较高；③程序存储器和数据存储器的宽度可以不一致，在CPU字长较短时，可实现单字节指令，提高单片机的可靠性；④程序存储器和数据存储器可使用不同的总线，实现真正的流水作业；⑤单片机面向测控领域，通常情况下，需要较大容量的程序存储器和较少的数据存储器，提高性价比。

3.4一般单片机应用系统结构①基本系统（最小系统）单片微机输入输出设备复位电路时钟电路电源3.3IO接口和特殊功能部件单片机都有数量不等的并行接口，可用于和外部设备完成数据交换。同时单片机一般还会内置串口、定时计数器、比较器、A/D、D/A、PWM输出等功能部件。②扩展系统单片微机复位电路时钟电路电源程序存储器数据存储器并行接口串行接口A/D转换D/A转换其它总线设备接外设接其它通讯端模拟量输出模拟量输入3.5单片机系统与多片微机系统相比的优点①体积小，耗能低，节省空间、能源，节约印制板面积。②可靠性高（部件内置，密封，不易受外界干扰，易屏蔽，不会出线路故障）③实时性强（面向控制，一般不需操作系统，面向硬件编程，实时控制功能强）④使用方便（单片机内部结构简单，系统扩展方便，品种非常丰富；编程简单，软硬件仿真调试简单；利用单片机设计工业控制系统的周期