《凌阳十六位单片机原理及应用》课件第1章

第1章单片机概述1.1单片机简介1.2单片机的发展及应用领域1.3单片机主要机型介绍本章小结

1.1单 片 机 简 介

1.1.1单片机的概念

20世纪80年代，随着科学技术的发展，计算机技术逐渐被应用到传统电子控制领域。科学家们在计算机技术进步的基础上，将计算机的基本系统集成在一个芯片上，从而形成早期的单片机芯片。单片机现在是世界上数量最多的计算机，已经广泛地渗入到人们的生活中。1.1.2单片机的分类

1．通用型

通用型单片机的特点是内部可开发的资源丰富、性能全面，如RAM、ROM、I/O等功能部件全部提供给用户。

2．专用型

专用型单片机是指专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机。

1.2单片机的发展及应用领域

1.2.1单片机的历史和现状

单片机的发展可大致分为三个阶段。

20世纪70年代为单片机发展的初级阶段。

20世纪80年代为高性能单片机的发展阶段。

20世纪90年代以来为单片机的高速发展阶段。1.2.2单片机的发展趋势

目前单片机的发展呈现出多样化，主要有以下特点。

(1)小型化：

(2)低电压、低功耗化：

(3)高性能化：

(4)大容量化：

(5)高性价比化：1.2.3单片机的应用领域

(1)智能化家用电器。

(2)办公自动化设备。

(3)商业营销设备。

(4)工业自动化控制。

(5)智能化仪表。

(6)智能化通信产品。

(7)汽车电子产品。

(8)航空航天系统和国防军事领域。单片机在该领域的应用更为广泛。

1.3单片机主要机型介绍

1.3.1MCS-51系列单片机

MCS-51系列单片机采用HMOS工艺，其硬件结构特点如下：

(1)MCS-51单片机中有1个8位的CPU，与通用的CPU基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的位处理功能。

(2)片内RAM空间为128 KB或256 KB，片外最多可外扩64 KB。片内的RAM，以高速RAM的形式集成在单片机内，可以加快单片机的运行速度，且这种结构的RAM还可以降低功耗。

(3) MCS-51单片机的I/O线有32根，即4个并行接口：P0、P1、P2、P3。其中有一个由两根I/O线构成的全双工的串行口。

(4)MCS-51系列单片机具有两个16位的定时/计数器，可以通过编程实现中断工作模式。

(5)有5个中断源，分为两个优先级，每个中断源的优先级都是可以编程的。

(6) MCS-51系列单片机的处理器可作为一个完整的微控制器。1.3.2ATmega系列AVR单片机

AVR单片机是1997年由Atmel公司研发的增强型内置Flash的RISC(ReducedInstructionSetCPU，精简指令集CPU)高速8位单片机，简称AVR单片机。1.3.3PIC18C系列单片机

PIC系列单片机是由美国Microchip公司推出的产品，采用RISC结构的嵌入式微控制器，分别有33、35、58条指令(依单片机的级别而定)，属于精简指令集。相应地，51系列有111条指令，AVR单片机有118条指令，都比PIC系列复杂。

PIC18C系列单片机的主要功能特点：

(1)采用哈佛总线结构，指令和数据空间是完全分开的。取指和执行采用双指令流水线结构，当一条指令被执行时，允许下一条指令同时被取出，实现了单周期指令。

(2)无片内程序存储器，使用时须外扩。

(3)具有线性寻址范围最高可达2MB的外部程序存储器。

(4)具有片上启动RAM和可编程片选信号。

(5)所有寄存器，包括I/O口、定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式，而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作。

(6)有8/16位的外部程序存储器接口。

(7)具有可软件控制的锁相环回路。

(8)有可软件编程的看门狗后置分频器。

(9)配置有安全访问寄存器，可用于保护重要配置和用于提供访问的组合锁。1.3.4M68HC16系列单片机

Motorola公司的单片机是全球应用最广、功能最强的单片机，在国际市场上一直有很高的市场率。该公司的M68HC16系列单片机也是应用极为广泛的16位机，且性价比较高，能满足一些8位机难以实现的复杂应用，例如自动控制、自动化设备、汽车、电机、机密仪器仪表、数字信号处理等领域。1.3.5SPCE系列单片机

凌阳科技公司是消费性电子产品供应厂商，目前主要产品包括液晶IC、微控制器IC、多媒体IC、语音IC以及各种专用IC。它可以提供数千种标准产品，广泛应用于工业领域和消费电子产品领域。该系列单片机具有以下技术性能。

(1)较宽的电源电压范围：2.4～5.5 V。

(2)较宽的系统时钟频率范围：0.32～49.152 MHz。

(3)大容量的ROM及静态RAM。

(4) 16位数据总线大大提高了工作速度。

(5) RS-232通用异步全双工串行接口。

(6) 10位A/D及D/A。

(7)可编程音频处理。

(8)内置式自动增益控制的扩音机输出通道。

(9)低电压复位/低电压检测。