单片机讲义.doc

河南工业大学信息科学与工程学院教案嵌入式系统主讲教师：金广锋所在单位：信息科学与工程学院课程代码：106211课程性质：限选课程学时：44授课对象：电子信息技术专业本科开课时间：2007—2008学年2学期使用教材：李群芳《单片机原理、接口及应用－嵌入式系统技术基础》出版社：清华大学出版社序论1.单片机的作用单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统，数据采集系统、智能化仪器仪表，及通讯设备、日常消费类产品、玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各层次中，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等，无不含有CPU控制器，即单片机。2.单片机定义：何谓单片机：一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。3.单片机的分类：一般分为：△51系列单片机：MCS是Intel公司单片机的系列符号。Intel推出有MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。MCS-51系列单既包括三个基本型80C31、8051、8751，以及对应的低功耗型号80C31、8051、87C51，因而MCS-51特指Intel的这几种型号。在计算机领域，系列机是指同一厂家生产的具有相同系统结构的机器。20世纪80年代中期以后，Intel以专利转让的形式把8051内核给了许多半导体厂家，如AMTEL、PHILIPS、ANANOGDEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机。这些单片机与8051的系统结构（只要是指令系统）相同，采用CMOS工艺，因而常用80C51系列来称呼所有具有8051指令系统的单片机。他们对8051一般都作了一些扩充，更有特点、功能更强、市场竞争力更强，不应该把他们成为MCS-51系列单片机。MCS只是Intel公司专用的。具有51内核的单片机比如：AT系列(AT89C51/52、AT89C1051/2051/4051、AT89S51/52、AT89LP2051、AT89S/LS53、AT89S/LS8252等)、Intel公司、SST系列、STC、菲利普PHILIPS(LPC900系列、P87C系列等)、华邦（W77、W78）、CYPRESS公司、MOTOROLA等AVR单片机：AVR单片机是ATMEL公司研制开发的一种新型单片机，它与51、PIC单片机相比具有一系列的优点，用通俗的说法来说，AVR的优点主要体现在以下几个方面：1：在相同的系统时钟下AVR运行速度最快；2:芯片内部的Flsah、EEPROM、SRAM容量较大；3：所有型号的Flash、EEPROM都可以反复烧写、全部支持在线编程烧写(ISP)；4：多种频率的内部RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，使得电路设计变得非常简单；5：每个IO口都可以以推换驱动的方式输出高、低电平，驱动能力强；6：内部资源丰富，一般都集成A/D、D/A模数器；PWM；SPI、USART、TWI、I2C通信口；丰富的中断源等。△PIC单片机：1、PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。PIC系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，PIC12C508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机。该型号有512字节ROM、25字节RAM、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线，市面售价在3－6元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。PIC的高档型号，如PIC16C74（尚不是最高档型号）有40个引脚，其内部资源为ROM共4K、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中断源、33个I/O脚。这样一个型号可以和其它品牌的高档型号媲美。第一课：MCS-51单片机主要应用特性MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增