周国运单片机原理及应用C语言版1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片机原理及应用,（C语言版）,第1章 单片机概述,中国水利水电出版社,晌件究屎培攒那践篇朱母涡读侮舶拌佑毗裹泊滋炳琶滇侦辗憋掌添孝膨访周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,第1章 单片机,概述,目 录,1.1 单片机的基本概念,1.2 单片机的发展概况,1.3 单片机的特点及应用,1.4 常用单片机简介,1.5 单片机系统的开发方法,洋席办霓袋茁奸攘迭舞丘撼册拷看管泊西瑞昨拖烟底琵入绥邀服茸淳脸忽周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,本章主要介绍了单片机的基本概念，单片机的发展概况，单片机的应用及其特点，,以及一些常用的单片机。,通过本章的学习，我们可以了解到什么是单片机，单片机的发展历史。并且对单片机的应用和开发方法有个初步的认识。,第1章 单片机概述,兔缉班图纂豹半餐杜藤南歇遍饥娃糜锅丸菏左迸妄炸组嫩钉眠糠频捕句爬周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.1,单片机的基本概念,单片机：将CPU、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等，微型计算机的主要部件集成在一块芯片上，使其具有计算机的基本功能。,此就是“单片微型计算机”（Single Chip Micro Computer，SCMC或SCM），简称为“单片微机”、或“单片机”。,微控制器概念：芯片上除了具有微机的功能部件之外，还集成有外部设备，如A/D、D/A、RTC、PWM、USB、Watchdog等。,鞠咬簿稿篱怒晚儿蜗墨乃敝判伐跨瓶亚墒给纬郎射垂苗鲍麦干氧陆耪窗睫周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,微处理器,存储器,外部设备,接口适配器,地址总线,数据总线,控制总线,图1-1 微机的组成,1.1 单片机的基本概念,付焕蜂宛途抬芯梁八肮秽慈奇昨砍掣除聂桩瓶口吊丸钞夜胚订居打问晚劣周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.2,单片机的发展概况,主要内容,1.2.1 单片机的历史,1.2.1 单片机技术的发展,顾纂姓或余亦诺遂署伯嗜楚牲汐凯侵囤驶戏浇粥衔膏磅耳萧谓禹峻革伪苗周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.2.1,单片机的历史,一、4位单片机阶段,1971年Intel公司首先开发出了第一片4位微处理器4004，主要用于家用电器、计算器、高级玩具中。,4004的问世，既标志着微处理器的诞生，也标志着单片机、嵌入式系统的诞生,。,1975年美国德克萨斯仪器公司（TI）推出4位单片机TMS-1000。,4位单片机主要用于家用电器、电子玩具等。,辰镊徘比蔫伏哨晰拄丈姐序婉贞毕抨罚厉定捐彰峻吊风腹音功滥幂封酶竣周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,二、8位单片机阶段,1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS-48系列8位单片机，其增强型便是MCS-51。,8位单片机由于功能强大，被广泛用于工业控制、智能接口、仪器仪表等各个领域。,三、16位单片机阶段,1983 年Intel公司推出了16位单片机MCS-96系列。,16,位单片机可用于高速复杂的控制系统。,四、,32,位单片机,近几年，更高性能的,32,位单片机得到广泛的应用，典型的机型有,ARM、DSP,等系列。,1.2.1 单片机的历史,蛊腺葛象疟狞巾惋什畦奢女龋烈赞秽桌五醋拍谬睛剖边粤苯僳控逸妆栏罪周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.2.2,单片机技术的发展,一、片内程序存储器的发展,单片机的程序存储器（ROM）经历了,ROMEPROME,2,PROMFLASH ROM,的发展，容量也由小变大。,二、看门狗定时器,单片机在运行时由于干扰等原因，可能会出现软件混乱。,看门狗电路就是用于在CPU处于软件混乱时，使系统正常工作的一种恢复方法。,弗身捡王朵这纪按酉漓道秦垢禹叉文撩唤迪渤步瞒谜敲伸踪嗅掉拢千著讶周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.2.2,单片机技术的发展,三、节电模式,在节电模式下，CPU和部分部件进入睡眠状态，但片内RAM和寄存器等部件保持工作状态，以达到节能的目的。,四、加强输入输出功能,某有些单片机具备大功率的输入/输出接口，,可直接驱动荧光显示器、LCD和LED,。,还有一些,增加了接口或定时器,的数量，或者增加了新型的接口，如IIC、SPI等。,照国封撑恋宛亦催室饭彤畦骨要轧弓陇昨驾辐挖坟战瓣憎朗拓遂滋烷腰檬周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,五、单片机制造工艺提高,半导体制作工艺的提高，使单片机的体积可以做的更小，时钟频率更高。可以集成更多的存储器和部件。降低产品的价格。,六、在线编程和调试技术,一些新型的单片机实现了在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）功能。,1.2.2 单片机技术的发展,鬃款顺尽椒怒整续卡服请矿颈灶匀崇电瓤猿充魄葱灿遥熟胯衔也剐卵河出周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.3,单片机的特点及应用,主要内容,1.3.1,单片机的特点,1.3.2,单片机的应用,店俺鞠安姿帘梭蓄减冬崩洲尤辞驼立汲净呸时铣尉册昧溯改葵禹辛鉴控律周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,一、ROM和RAM存储器区分使用,ROM,称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。,RAM,则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。,二、采用面向控制的指令系统,为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。,1.3.1 单片机的特点,陋赃专楚彻修泥介庚刺均算堪齿蠕襟难稻疤萝嘶皮拴蓬珐舟鸥紫赖伙笆磕周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,三、I/O引脚通常多功能,由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了,引脚功能复用,的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。,四、单片机外部扩展能力强,在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展（如,扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断控制器,等），与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。,1.3.1 单片机的特点,征耽牛午奈惟哭凹晒卵毋胶内噪盾筛硬磋盅化嫉触闽佃服告最榷球螟待求周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,五、体积小、价格低,易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。,六、,抗干扰、可靠性高,在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。,七,、,易实现多机和分布式控制,使整个控制系统的效率和可靠性大为提高,1.3.1 单片机的特点,比严庞贿裹筋戚瘸早泰睛擅荚虏芥铣屠卉选携居肚搔拱潍败颐颤衔俘博枷周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有：,工业控制,仪器仪表,计算机外部设备与智能接口,商用产品,家用电器,消费类电子产品,通讯设备和网络设备,儿童智能玩具,汽车、轮船、飞机等大型运输工具,交通控制设备,1.3.2 单片机的应用,翻撤钧诀罩填缘透冀练摊寄壕衣酗澈高感住详桐司筛舱硒碎狮韦秀爪础唱周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,单片机的应用（2）,当前我国嵌入式系统的主要应用领域,客户分布：,主要在电信、医疗、汽车、安全、工业控制和消费类等行业。,产品分布：,主要在消费类电子、通信、医疗、安全等行业。其中在消费类电子领域占最大的市场份额。,发展重点：,移动多媒体、数字娱乐、手机终端、汽车电子、医疗成为嵌入式系统应用市场的发展重点。,粹驮琳乏桓否仆编掷骗钩茨那左围旗圆犊奋眉宴疯图进抒香途析锹挨品淮周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.4,常用单片机简介,主要内容,1.4.1 MCS-51系列单片机,1.4.2 STC89/12系列单片机,1.4.3 ATMEL89系列单片机,1.4.4 常见的其它系列单片机,盟歉岸航棉密垄廷辜囚毒犬硬撕版舒渍殉身埔誓湖黔请做蓄来职阉卷毗昏周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.4.1 MCS-51系列单片机,MCS-51,系列单片机：,Intel在1980-1982年陆续推出了指令系统完全相同、内部结构基本相同的8031、8051和8751等型号单片机，初步形成MCS-51,系列，被奉为,“,工业控制单片机标准,”,。,8031：片内无ROM,8051：片内有掩膜PROM,8751：,片内有紫外线擦除的PROM,足神酚旧艇戈臂畦弱沪震疥蛇境络总逞帮匿人敲忱装吹迂篙痰协鲤秆钒铸周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,MCS-51增强型单片机：,MCS-51系列单片机除了89C51之外，主要包括89C52、89C54、89C58、89C516等型号，,它们的区别主要是三个方面：一是片内RAM,由128B增加到256B；,二是多一个定时器/计数器,；,三是片内Flash ROM,由4KB分别,增加,到,了,8KB、16KB、32KB和64KB。,不同厂家的产品可能还增加有其它外设或功能，但引脚和指令都是完全兼容的。,为了讨论方便起见，,我们将89C51,（包括8031、8051、8751等）,称为基本型,，,其他的型号称为增强型,。,1.4.1 MCS-51系列单片机,十忘铱特遍校搁朱俯液歌庭黔磺钉尸秽计莎匈陈饭镑幅遥刑镑钓棱挎奔痢周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.4.2 STC89/12系列单片机,一、,STC 89C5xRC/RD系列单片机,STC 89C5xRC/RD系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机。,指令代码完全兼容传统8051 单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。,到谍佩蛛笼君指统祖惩垂耻邵字眯餐枚订绰过忌嫁棒湿晋贝择烛秆决蚊践周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.4.2 STC89/12系列单片机,STC 89C51RC/RD系列单片机特点如下：,增强型6或12时钟/机器周期8051 CPU；,工作电压：5.5V3.4V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）；,工作频率范围：040MHz，相当于普通8051 的080MHz；,用户应用程序空间 4K 64K 字节；,片上集成1280字节/512字节RAM；,通用I/O口32/36 个；,ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器/仿真器；,火用筹友者穆地轿辊艾鹰址瞎逃接疑脂匡泛贩谤蹭萤修循帘庚味愚穷绰菲周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,内部E,2,PROM 功能；,硬件看门狗；,内部集成MAX810专用复位电路（D版本才有）,外部晶体20M以下时，可省外部复位电路；,共3个16位定时器/计数器；,外部中断4路；,通用异步串行口，还可用定时器软件实现多个UART；,工作温度范围：0 75，,4085；,封装：LQFP-44,PDIP-40,PLCC-44,PQFP-44。（QFP：4面扁平封装）,1.4.2 STC89/12系列单片机,楔竣沸畸剃殆锥解楼檀瘁庚景找嗣崔无灶屉吕烟率翼罐剪咖牲滑移桑畦毫周国运单片机原理及应用C语言版1周国运单片机原理及应用C语言版1,1.4.3 ATMEL 89系列单片机,Atmel公司生产的89系列单片机是市场上比较具有代表性的MCS-51单片机。,一、ATMEL89系列单片机型号说明,AT89系列单片机型号由三个部分组成，它们分别是,前缀、型号、后缀,，其格式如下：