单片微型计算机概述.ppt

第1章
单片微型计算机概述[学习目的]1.1微型计算机概述微型计算机的组成及应用形态将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）。单板微型计算机组成如图1-3所示。主要应用于工业控制器、家用电器等。在一片大规模集成电路芯片上集成微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，简称单片机。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。一、单片机内部结构单片机内部结构由微处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出(I/O)接口电路、定时器/计数器和中断系统等部件组成，并把它们制作在一块大规模集成电路芯片上，就构成一个完整的单片微型计算机。二、单片机应用系统的组成单片机应用系统是以单片机为核心，再加上接口电路及外设等硬件电路和软件，就构成了单片机应用系统。因此，单片机应用系统的设计人员必须从硬件和软件角度来研究单片机，这样才能研究和开发出单片机应用系统和产品。Intel公司生产的MCS系列单片机，尽管单片机型号很多，但从目前来看，使用最为广泛的应该MCS-51单片机。本书主要研究MCS-51系列8位单片机80C51。分析和研究80C51的硬件结构、工作原理、软件及工程应用系统的设计。表1-180C51系列单片机分类表1.2单片机的发展过程及产品近况特点是：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。
第三阶段（1983年以后）微控制器化阶段。
其典型产品是Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5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。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。单片机产品已达60多个系列，600多个品种。但近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：
1、ATMEL公司E2PROM、Flash存储器技术的AT89系列单片机。
2、Philips公司的80C51、80C550、80C552系列。
3、Motorola公司M68HC05系列。
4、Microchip公司PIC系列。
5、ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列。
6、LG公司的GMS90/97低压高速系列。
7、SST公司的ST89XXXX系列的IAP型单片机。1.3单片机的特点及应用领域单片机的应用领域
1、家用电器。家用电器是单片机的重要应用领域之一，前景广阔。如微波炉、电视机、电饭煲、空调器、电冰箱、洗衣机等。
2、在交通领域中。如交通灯、汽车、火车、飞机等均有单片机的广泛应用。
3、智能仪器仪表。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。
4、机电一体化产品。如医疗设备（B超）、机器人、数控机床、自动包装机、打印机、复印机等。
5、实时工业控制。如温度控制、电机转速控制、生产线控制等。1.4单片机的发展趋势3、单片机内的RAM、ROM存储容量越来越大。
单片机内的RAM、ROM存储容量由1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB发展到128KB等，用户可以根据程序和数据量的大小来选择。
4、单片机程序存储器ROM的编程越来越方便。
单片机程序存储器有ROM型（掩模型）、OTP型（一次性编程）、EPROM（紫外线擦除编程）、E2PROM（电擦除编程）及FLASH（闪速编程）。
编程方式越来越方便，目前有脱机编程、在系统编程（ISP）、在应用编程（IAP）等。可供用户选择。
5、输入/输出端口多功能化。
单片机内除集成有并行接口、串行接口外，还集成有A/D、D/A、LED/LCD显示驱动、DMA控制、PWM（脉宽调制输出）、PLC（锁相环控制）、PCA(逻辑阵列）WDT（看门狗）等。用户可以根据需要进行选择。6、功耗低、电压范围宽
单片机采用CHMOS制作工艺使单片机的功耗降低，设立空闲和掉电两种工作方式；电压范围从2.6～6V，变得更宽，可供用户选择更广。
7、单片机结合专用集成电路ASIC、精简指令集（RISC）技术，使单片机发展成为嵌入式的处理器，深入到数字信号处理、图象处理、人工智能、机器人等领域。
8、工作温度范围广、可靠性高、抗干扰能力强、内部资源丰富。1、微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件主要是由CPU、存储器、I/O接口和I/O设备组成，采用总线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序设计语言分为