单片机原理及应用设计 课件 第1章 单片机概述

第一章单片机概述1.1单片机发展历史1.2微型计算机的应用形态1.3单片机与PC机的异同1.4单片机的应用领域1.5码制1.6MCS-51系列与AT89C5x系列单片机单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域1.1单片机发展历史1971年Intel公司研制成功世界上第一台4位微处理器；1973年Intel公司研制成功8080的8位微处理器;1976年Intel公司推出MCS-48系列8位单片机;80年代初在MCS-48单片机基础上推出MCS-51系列单片机。1.2微型计算机的应用形态◆多板机（系统机）：将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。从应用形态上，微机可以分成三种：

◆单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机1.2微型计算机的应用形态◆单片机

在一片集成电路芯片上集成中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出（I/O）接口电路，构成一个具有存储、运算、输入/输出功能的微型计算机，即单片机。1.2微型计算机的应用形态1.3单片机与PC机的异同◆组成：CPU(进行运算、控制)RAM(数据存储器)I/O口(串口、并口等)ROM(程序存储器)PC机:上述部件以芯片形式安装在主板上。单片机:上述部件被集成到单芯片中，一片集成电路（……100、48、40、32、28、20、16、8条引脚）。◆功能：PC机：数据运算、采集、处理、存储、传输；单片机：控制（或受控于）外设，其专长则是测控，往往嵌入某个仪器/设备/系统中，使其达到智能化的效果。1.3单片机与PC机的异同◆应用特点：PC机：体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。单片机：体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。1.3单片机与PC机的异同1.4单片机的应用领域1）智能化产品2）智能化仪表3）智能化测控系统4）智能化接口

1.5码制计算机要处理的字符须经过编码后才能在计算机中表示和识别，常用的编码有两种：◆

BCD码：用二进制编码表示十进制数的方法称为二-十进制编码，简称BCD码，常用的是8421BCD码，即用来表示1位十进制数的4位二进制数码的位分别为8、4、2、1。在8421BCD码系统中，4位二进制数的16种组合的前10种组合0000B-1001B用来表示十进制数的0-9，后6种组合1010B-1111B未被使用，10以上的所有十进制数至少需要两位8421码1.5码制同一个十进制数转化成BCD码和二进制数后，结果不同：如：（45）BCD=01000101B=45H（45）2=00101101B=2DHBCD码进行加法运算要进行调整。◆ASCⅡ码：美国标准信息交换代码的简称，用来表示字符。注意：在单片机系统中，需要用程序进行代码转换，如数字字符0～9的ASCⅡ码是30H～39H，大写字母A～F的ASCⅡ码是41H～46H1.6MCS-51系列与AT89C5x系列单片机20世纪80年代以来，单片机发展非常迅速，其中Intel公司的MCS-51系列单片机是一款设计成功、易于掌握并在世界范围得到广泛使用的机型。1.6.1MCS-51系列单片机1.基本型

典型产品：8031/8051/8751。2.增强型

Intel公司在基本型基础上，推出增强型-52子系列，典型产品：8032/8052/8752。16171.6.2AT89C5x（AT89S5x）系列单片机

1.Intel公司以专利转让或技术交换形式把8051内核技术转让给许多半导体芯片生产厂家，如ATMEL。2.AT89C5x/AT89S5x系列与MCS-51系列在原有功能、引脚以及指令系统方面完全兼容。3.此外，某些品种又增加一些新功能。

4.AT89S51与87C51相比，AT89C51/AT89S51单片机片内的4KBFlash存储器取代87C51片内的4KBEPROM。AT89S51片内的Flash存储器可在线编程或使用编程器重复编程，且价格较低。5.本课程以AT89S51为例进行讲解。1.7各种衍生品种的8051单片机

除AT89S5x系列单片机外，世界各器件厂家推出的以8051为内核、各种集成度高、功能强的单片机，也得到广大用户青睐。1.7.1STC系列单片机

STC系列具有我国独立自主知识产权，功能与抗干扰性强的增强型8051单片机，多种子系列，几百个品种，以满足不同需要。STC12C5410/STC12C2052系列STC89C52191.7.2C8051Fxxx单片机美国Cygnal公司产品，集成度高，8051内核的8位单片机，代表性产品为C8051F020。C8051F020内部采用流水线结构，大部分指令时间为1或2个时钟周期，峰值处理能力为25MIPS，与经典的8051单片机比，可靠性和速度有很大提高。1.8PIC