第1讲单片机概述

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,*,1.1,什么是单片机,第,1,章 单片机概述,1.2,单片机的发展过程,1.3,主要的单片机厂商,1.4,单片机的主要分类,1.5,单片机的应用领域,1.6MCS-51,单片机,1.7,学习单片机技术的方法,单片机是把微型计算机的各个功能部件,（中央处理器,CPU,、随机存取存储器,RAM,、只读存储器,ROM,、,I/O,接口、定时器,/,计数器以及串行通信接口等）,集成在一块芯片上，构成一个完整的计算机。,1.1,概述,什么是单片机？,单片微型控制器。,Chip Microcontroller,1.2,单片机发展过程,单片机,是微型机的一个重要分支。,1970,年微型计算机研制成功之后，随着大规模集成电路的发展就出现了单片微机。,1976,年,INTEL,公司,推出,MCS-48,系列,单片微型计算机从而,展开了,微型计算机的创业旅程。,以,8,位单片机为,起点,，单片机的发展历史大致可分为,三个阶段,。,单片机发展,-,第一阶段,1976,年,-1978,年,INTEL,公司的,MCS-48,系列,单片机为代表，是计算机发展史上的重要,里程碑,，开始了工业控制领域的智能化控制时代。,MCS-48,系列单片机在,片内,集成了,8,位,CPU,、并行,I/O,接口、,8,位定时器,/,计数器、,RAM,和,ROM,等，无串行,I/O,口，中断处理较简单，片内,RAM,、,ROM,容量较小，且寻址范围不大于,4K,TI,公司推出,TMS1000,单片机,TI,公司高速反雷达导航器,INTEL,公司推出了,MCS-48,单片机，起到,8,位机的引领和带头作用,，,Zilog,公司的,Z8,系列在其带领下产生的,。,单片机发展,-,第二阶段,1978,年,-1983,年,Intel,公司的,MCS-51,系列单片机为代表，结构和性能不断改进和发展。,MCS-51,系列单片机均带有,串行,I/O,口,，具有,多级中断处理系统,，,定时器,/,计数器为,16,位，片内,RAM,和,ROM,容量相对增大，有的片内还带有,A/D,转换接口。,DALLAS,(June 11,1978),一种新的单片集成电路电子语音合成器由,Texas Instruments,开发,.,单片机发展,-,第三阶段,1983,年,-,现在,16,位,及,32,位,单片机阶段,MCS-96,系列,16,位,单片机除了,CPU,为,16,位,外，片内,RAM,和,ROM,的容量进一步增大，片内,RAM,为,232,字节，,ROM,为,8K,字节,，片内带有告诉输入输出部件，,多通道,10,位,A/D,转换部件，,8,级中断处理功能，其实时处理能力强。,32,位,单片机速度,更快,，存储容量,更大,。,1.3,主要的单片机厂商,我国,目前,最常用,的单片机有如下几家：,Intel-,-(MCS51,系列,MCS96,系列,),Atmel,-(AT89,系列,MCS51,内核,),Microchip,-(PIC,系列,),Motorola,-(68HCXX,系列,),Zilog-(Z86,系列,),Philips-(87,80,系列,MCS51,内核,)Siemens-(SAB80,系列,MCS51,内核,)NEC-(78,系列,)Epson-(,系列,),可开发的内部资源：,RAM,、,ROM,、,I/O,等功能部件，全部提供给用户,。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心的测控系统。,按用途可分为,通用型,和,专用型,两大类：,（,1,）通用型,1.4,单片机的主要分类,（,2,）专用型,专门针对某些产品的,特定用途,而制作的单片机，,针对性强且数量巨大。,对,系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化,等,方面都作了全面的考虑。,“,专用,”,单片机具有十分,明显的综合优势。,1.5,单片机的应用领域,家电业（洗衣机、彩电、冰箱、）,通讯业（电话、卡、手机）,仪器仪表（转速计、温度计、频率计）,计算机外设（显示器、硬盘,、,U,盘）,工业控制（自动控制系统）,汽车电子工业（自动换档、调速）,管理 打卡机,1,、智能仪器仪表上,数字式测角仪,交直流电压电流表,位移传感器,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。,单片机的应用领域,2,、工业控制,数控车床,数控线切割机床,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。,单片机的应用领域,1.6 MCS-51,单片机,MCS51,是指由美国,INTEL,公司生产的一系列单片机的,总称,，这一系列单片机包括了好些品种，如,8031,，,8051,，,8751,，,8032,，,8052,，,8752,等，其中,8051,是最早最典型的产品,，该系列其它单片机都是在,8051,的基础,上进行功能的,增、减、改变,而来的，所以人们,习惯于,用,8051,来称呼,MCS51,系列单片机，而,8031,是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到,8031,的名称。,INTEL,公司将,MCS51,的核心技术授权给了很多其它公司,，所以有很多公司在做以,8051,为核心的单片机,，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中,89C51,就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国,ATMEL,公司开发生产的。以后我们将用,89C51,、,89S51,来完成一系列的实验。,MCS-51,系列单片机,MCS-51,系列单片机分为两大系列，即,51,子,系列与,52,子,系列。,51,子系列：,基本型，根据片内,ROM,的配置，对应的芯片为,8031,、,8051,、,8751,、,8951,52,子系列：,增强型，根据片内,ROM,的配置，对应的芯片为,8032,、,8052,、,8752,、,8952,这两大系列单片机的,主要硬件特性,如下表：,从上表中可以看到，,8031,、,8031,、,8032,、,80C32,片内,是,没有,ROM,的，对应着上表看，我们可以发现，,51,系列,的单片机的,RAM,大小为,128B,，,52,系列的,RAM,大小为,256B,，,51,系列的,计数器,为两个,16,位,的，,52,系列,的,计数器,为三个,16,位,计数器。,51,系列,的,中断源,为,5,个，,52,系列,的,中断源,为,6,个。,8051,与,80C51,的区别,80C51,单片机是在,8051,的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是,先有,8051,，然,后才有,80C51,的。,8051,单片机与,80C51,单片机从,外形看,是完全一样的，其,指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），,也就是说,在,8051,下开发的软件完全可以在,80C51,上应用，反过来，在,89C51,下开发的软件也可以在,8051,上应用。,这两种单片机是完全可移植的。,既然这两种单片机外形及内部结构都一样，那它们之间的主要差别在哪里呢？,8051,与,80C51,单片机的,主要差别,就在于,芯片的制造工艺上,。,80C51,的制造工艺是在,8051,基础上进行了改进。,8051,系列单片机采用的是,HMOS,工艺,：高速度、高密度；,80C51,系列单片机采用的是,CHMOS,工艺,：高速度、高密度、低功耗；,也就是说,80C51,单片机是一种,低功耗单片机,。,1.7,学习单片机技术的方法,硬件准备,计算机：,普通计算机一台。安装,WIN98,和,WIN2000,双操作系统。,编程器：,用于对单片机进行编程。（使用,S51,芯片可以使用下载线）,实验板：,用来进行单片机开发设计实践，能完成的项目较多为好,仿真器：,进行较复杂设计时用来调试单片机。方便实用，但价高。,软件准备,源程序编辑软件：,记事本、,UltraEdit,等其它编辑软件。,汇编软件：,INTEL,的,51,汇编器,masm51/DOS,等。,集成开发软件：,伟福软件,WAV6000,，,Keil C51,等,。,仿真软件：,Debug8051/WIN98,，,WAV6000,。,其它工具软件：,参数计算设置软件、串口调试、,PCB,设计等软件。,1,、学习条件和学习环境,知识准备,C,语言（或其它基础语言）：,打好编程基础。,电子技术：,特别是数字电子技术，是必备的电路基础。,微机原理：,对计算机基础知识有较好的准备。,初学者推荐的软件硬件准备,计算机一台：,无特殊要求，可选用经济型电脑。能上网最佳。,开发实验板一块：,学校统一提供，可完成多个实用课题,。,ISP,下载线一条：,用于对单片机进行编程下载，可自制。,相关软件：,开发软件、仿真软件、,ISP,下载软件等,。,工具书：,教材一本，较祥细的手册类书一本。,其它资料：,器件资料、应用文档、实例等，主要由网络收集。,U,盘：,128M,，用于保存资料（选购）。,2,、单片机学习方法,熟悉和了解单片机的内部资源；,熟悉和了解单片机的指令系统；,坚持手、脑并用的原则；,学好相关硬件电路知识，软件与硬设计结合，理论与实践结合。,看、练、做结合，多参加工程实践,思考题及习题,1,微处理器、微计算机、微处理机、,CPU,、单片机 它们之间有何区别？,2,除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（）和（）。,3,单片机与普通计算机的不同之处在于其将（）、（）和（）三部分集成于一块芯片上。,4,单片机的发展大致分为哪几个阶段？,5.,单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型,?,6,MCS-51,系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？,7,MCS-51,系列单片机与,80C51,系列单片机的异同点是什么？,8,8051,与,8751,的区别是：,（,A,）内部数据存储单元数目的不同；（,B,）内部数据存储器的类型不同；（,C,）内部程序存储器的类型不同；（,D,）内部的寄存器的数目不同。,9,在家用电器中使用单片机应属于微计算机的,（,A,）辅助设计应用（,B,）测量、控制应用（,C,）数值计算应用（,D,）数据处理应用,10,说明单片机主要应用在哪些领域？,