单片机

第1章 概 述,1.1 单片机的基本概念 1.2 单片机的特点及应用 1.3 常用单片机系列介绍 1.4 怎样设计、调试单片机应用系统,(1) 微型计算机：微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机。 (2) 单片机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 (3) 微型计算机系统：微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统。,1.1 单片机的基本概念,图1.1 微机组成结构框图,图1.2 单片机组成框图,（1）CPU数据处理功能、计算速度和精度：浮点运算，CPU的振荡频率、字长，串并行处理、多级高速缓冲等技术。,（2）内存容量、CPU对数据的存取速度： 微机：多体、并读技术和段、也多种管理模式 单片机：CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元,（3）I/O接口：标准与非标准外设,单片机与微机构造中的主要不同点：,1.2 单片机的特点及应用,1.2.1 单片机的特点,单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。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。 (2) 采用面向控制的指令系统。 (3) 单片机的I/O引脚通常是多功能的。 (4) 单片机的外部扩展能力强。,1.2.2 单片机的应用,(1) 体积小，成本低，运用灵活，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。 (2) 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。 (3) 抗干扰能力强，适用温度范围宽，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。 (4) 可以方便地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。,单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有： (1) 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。 (2) 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。 (3) 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。 (4) 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。 (5) 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。,1.3 常用单片机系列介绍,1.3.1 MCS系列产品,第一阶段(19711976年)：单片机发展的初级阶段。1971年11月，Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，构成了第一台MCS-4微处理器。它的推出拉开了单片机研制的序幕。 第二阶段(19761980年)：低性能单片机阶段。这一阶段以1976年Intel公司推出的MCS-48系列为代表产品。,第三阶段(19801983年)：高性能单片机阶段。这一阶段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列为代表产品。 第四阶段(1983年至今)：16位单片机阶段。这一阶段以1983年Intel公司推出的MCS-96系列为代表产品。 MCS-51系列单片机可分为两大系列：51子系列和52子系列。,表1.1 INTEL主要单片机系列,1.3.2 MCS-51系列单片机的结构特点,1工作寄存器区、特殊功能寄存器SFR 2把程序存储器和数据存储器分成两个独立的地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC指向程序存储器，DPTR指向数据存储器 3输入输出接口引线在程序的控制下都可有第二功能 4.内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器 ，实现多机通信、分布控制系统。 5内部有一个功能相对独立的位处理机，具有较强的位处理功能,1.4 怎样设计、调试单片机应用系统 1、设计,软件设计：编辑汇编语言、编译通过,硬件设计,汇编语言编辑、编译,机器语言,2、调试,设计电路,单片机仿真器必须具有以下基本功能： （1）、能输入和修改用户的应用程序； （2）、能对用户系统硬件电路进行检查与诊断； （3）、能将用户源程序编译成目标码并固化到EEPROM中去； （4）、能以单步、断点、连续方式运行用户程序，正确反映用户程序执行的中间结果。,3、构成系统 程序写入单片机构成独立系统,