广东工业大学-信息工程学院-大二《单片机原理及接口技术》课件-第1章 绪论

单片机原理与接口技术教育科学“十五”国家规划课题研究成果一、“三问”单片机1、什么叫单片机？——“单芯片”2、单片机有什么用？——无处不在，无处不用3、单片机怎么学？——“玩”2026/10/301、什么叫单片机

2026/10/30冯·诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的思想，构建了计算机经典结构：2026/10/302、单片机有什么用？无处不在、无处不用1、信息系统：通信终端，手机、路由器、中继器2、工业生产及智能仪器仪表3、医疗卫生及医疗仪器设备4、家用电器5、消费类电子产品2026/10/303、单片机怎么学——“玩”

单片机其实没有“机”,只有集成了计算机基本硬件功能的芯片，单片机应用系统的开发必须掌握从芯片到系统的开发过程、包括硬件和软件的开发，是一门实践性很强的学科，学习单片机的关键是多实践——”玩转单片机”2026/10/304、单片机应用系统的特点、开发过程和工具硬件开发：针对某一产品要求，选择合适的单片机和接口电路，设计出电路原理图，根据产品结构和预留给线路板的安装尺寸和形状，设计印制电路板，制板，焊接元器件，组装成一个单片机应用系统的一件组件软件开发：根据产品功能要求，利用汇编语言或C语言编写程序，利用PC机和专用的仿真软件对程序进行软件仿真，调试程序，最后将调试好的程序下载到单片机芯片内部2026/10/302026/10/302026/10/30软件仿真工具和软件下载工具1、软件仿真工具2、软件下载工具：2026/10/302026/10/3011课程特点：实践性强，旨在应用

硬件、软件结合紧密学习方法：课前预习，课后复习软硬兼顾，上机实践广阅书刊，用好网络2026/10/3012第1章绪论电子计算机概述1.1单片机的发展过程及产品近况1.2单片机的特点及应用领域1.3单片机应用系统开发过程1.4µVision集成开发环境简介1.52026/10/30131.1电子计算机概述1.1.1电子计算机的经典结构1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世。标志着计算机时代的到来，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。ENIAC2026/10/3014冯·诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的思想，构建了计算机经典结构：2026/10/3015电子计算机经历了五个年代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

2026/10/30161.1.2微型计算机的组成及其应用形态

微处理器

1971年1月，INTEL将：运算器控制器一些寄存器集成在一个芯片上--------微处理器4004微处理器2026/10/3017微处理器+存储器+I/O接口=微型计算机

微型计算机

2026/10/3018

微型计算机的应用形态

分为3种：

多板机（即系统机）

工业PC机也属于多板机。存储器I/O接口CPUI/O接口2026/10/3019

单板机

早期的单板机当代的单板机CPU存储器I/O接口CPU存储器I/O接口I/O接口2026/10/3020单片机单片机单片机内含：CPU存储器I/O接口2026/10/3021系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等系统。

单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。

系统机与单片机比较

2026/10/30221.2单片机的发展过程及产品近况1.2.1单片机的发展过程3个主要阶段：

单片形成阶段1976年，Intel推出MCS-48列单片机：8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K），无串行接口，指令系统功能不强。

2026/10/3023特点：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种。

结构成熟阶段

1980年，Intel推出MCS-51系列单片机：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。2026/10/3024性能提高阶段特点：控制性能优异、种类繁多。

“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。近年来，不断有单片机新品出现。如ATMEL公司推出的单片机AT89C51RD2：8位CPU；64K字节ROM(有ISP能力）；256字节RAM+1K字节的XRAM+2K字节EEPROM；1个全双工串行口；3个16位定时/计数器；7个中断源，4个优先级；硬件看门狗等。2026/10/30251.2.2单片机产品近况

ATMEL公司，AT89系列，Flash存储器技术

Philips公司，80C552系列，含ADC华邦公司，W78C51系列，高速低价

ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC

LG公司，GMS90/97系列，低压高速

Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS）

Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC

80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼容的主要产品有：2026/10/3026

非80C51结构产品：给用户提供了更为广泛的选择空间，主要产品有：

Intel公司，MCS-96系列，16位

Microchip公司，PIC系列，RISC

TI公司，MSP430F系列，16位低功耗1.2.2单片机产品近况2026/10/30271.3单片机的特点及应用领域1.3.1单片机的特点结构上突出控制功能

可直接操作I/O端口；位操作能力突出；CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，数据在传送时受干扰的影响小，且不易受环境条件的影响。使用上易于产品设计

单片机品种和型号多；引脚少，体积小（印制板减可以较小），产品结构灵活精巧。2026/10/30281.3.2单片机的应用领域智能仪器仪表机电一体化产品实时工业控制分布式系统的前端模块家用电器2026/10/30291.4单片机应用系统开发过程1.4.1指令及目标码单片机自身无开发能力，须借助开发机完成：排除硬件故障和软件错误程序固化到程序存储器芯片中。正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实用的单片机应用系统的设计目标。完成该目标的过程称为单片机应用系统的开发。2026/10/3030指令的表示形式指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：04H:累加器A的内容加1，难记！00000100B04HINCA，记忆容易。称为符号指令。2026/10/3031汇编或编译，将符号指令转换成机器码的过程称为汇编。常用的汇编方法有三种：

手工汇编驻留汇编（利用开发机的驻留汇编程序）交叉汇编（利用普通的PC机）现在还常采用高级语言（如C51）进行单片机应用程序的设计。2026/10/30321.4.2开发过程电路板制作

使用Protel99SE软件设计制版、安装器件、焊接2026/10/3033目标文件生成利用µVision生成目标文件

仿真：软件仿真、硬件仿真软件界面硬件仿真器2026/10/3034目标程序烧写利用编程器

编程器1.4.3单片机开发技术的进展在系统编程技术单片机可以先焊在电路板上。如：AT89S52

在应用编程技术具有ISP及IAP能力。如：SST89E58

2026/10/30351.5µVision集成开发环境简介1.5.1µVision的界面2026/10/30361.5.2目标程序的生成

建立工程、配置工程、编译工程2026/10/30371.5.3仿真调试软件模拟---用于算法模拟

硬件仿真---用于硬件调试调试步骤：

Debug菜单，单击Start/StopDebugSession

选择Debug菜单的Run或Step等命令观察存储器、寄存器、片内外设等状态*灵活利用虚拟串口与单片机串口交互信息2026/10/30381.5.4示例步骤

建立文件夹lx1

编辑以下文件，lx1.asm存盘

ORG0000HMAIN:MOVA,#0F