《单片机原理及应用》第一章.ppt

1、单片机原理及应用 电子教案,张俊谟 北京航空航天大学出版社,先修课程,数字逻辑电路 微机原理及接口技术 汇编语言 计算机组成原理,课程性质：应用型课程,第一章单片微型计算机概述,单片机计算机相关概念 单片机发展简况 MCS-51系列单片机 单片机的结构特点 单片机的应用 本教程的特点和教学安排, 1.1 单片计算机 微处理器： 计算机系统核心部件（CPU），并不是一台 完整的计算机。,单片机 将CPU和其他接口电路集成于一个芯片之中， 使其具有计算机的基本功能。,单片计算机（SCMC）Single Chip Micro Computer,将中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/

2、计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。,通用单片机和专用单片机,通用单片机 是一个基本芯片，内部资源比较丰富，性能全面且通用性强，覆盖多种应用需求。 专用单片机 针对某一种产品，或某一种控制应用而专门设计的。设计时，已经使系统结构最简；软硬件资源利用最优；可靠性以及经济成本最佳。,本课程介绍的是MCS-51系列单片机时一种通用单片机，其结构 和原理对所有单片机都是适用的。,单片机系统,在单片机芯片基础上，扩展其他电路或芯片构成具有一定应用功能的计算机系统,单片机应用系统,为控制应用而设计，系统和控制对象结合在一起。,单片机开发系统,单片机系统开发调试工具。, 1.2 单片微

3、型计算机发展简况,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 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,主要单片机厂商,Intel公司： 8048、8051（8位）；8096（16位）；80960（32位）。 Motorola公司： MC-6801（8位）；68H16（16位）；68HC332（32位）。 另外Zilog公司；日本NEC公司；荷兰Philips公司等,由于8位单片机基本能满足目前大多数应用系统的 要求，所以目前8位单片机仍是应

4、用主流,CPU的发展,CPU字长：8位、16位、32位 时钟频率：6MHz、12MHz、20MHz 双CPU结构，处理能力大大提高,片内存储器的发展,所谓片内（相对片外）： 集成在单片机芯片内的存储单元。 扩大存储容量 早期单片机 新型单片机 RAM: 64-128字节 RAM：256字节 ROM: 1-2K字节 ROM：8-16K字节 寻址范围：1-4K 寻址范围：64K,片内EPROM开始E2PROM化 电可擦除可编程只读存储器E2PROM可在正常工作电压下进行读写，并能在断电情况下，保持信息不丢失 片内程序的保密措施,加强片内输入输出功能,早期单片机：并行输入/输出口、定时器/计数器 现

5、代单片机：大功率输入/输出口，可直接驱动VFD(荧光显示管)，LCD(液晶显示器）和LED(数码显示管)； 片内A/D，D/A转换器； CRT控制器，LCD，LED驱动器，正弦波发生器，声音发生器，字符发生器和频率合成器等。,单片机制造工艺提高,片内ROM中固化应用软件和系统软件,8051与80C51的比较,80C51是在8051芯片基础上发展起来 共同点：指令系统一致（兼容），保证软 件的可移植性 引脚信号、总线一致，保证在系 统扩展和接口方面的一致性,不同点：,80C51系列单片机是在芯片的制造工艺上对8051系列单片机进行了该进； 8051采用HMOS工艺，高速度、高密度80C51采用C

6、HMOS工艺，高速度高密度、低功耗 80C51系列芯片在功能增强方面也做了许多工作 通常称80C51为低功耗芯片, 1.4 单片机的结构特点,（1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提高存 取的速度; （2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和数据 存储器RAM在空间上分开; （3）它的引出管脚一般都设计成多功能的; （4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O口和外接 同步输入和输出设备; （5）有21个特殊功能寄存器; (6) 有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻址的位地 址空间。,单片机的分类,（1）按内部数据通道的宽度分 4位、8位、16位及32位单片机。 （2）单片机按使用范围通常分为两大类： 通用单片机 和 专用单片机 （3）按照所使用单片机的类型不同，单片机应用系 统结构分成：总线方式和非总线方式。 （4）按应用范围分工控型和家电型,1.5单片机的应用,单片机在仪器仪表中的应用 单片机在机电一体化中的应用 单片机在实时控制中的应用 在分布式多机系统中的应用 在家用电器中的应用 在其它方面的应用,1.6 本教程的特点和教学安排,学习该课程主要是为了应用，故必须掌握其软硬件知识 软件知识是指80C51的寻址方式、指令系统等 硬件知识则是指80C51的硬件资源，如I/O口、定时器/计数器、中