1、 单片机原理及应用单片机原理及应用 电子教案电子教案张俊谟张俊谟 北京航空航天大学出版社北京航空航天大学出版社 先修课程n数字逻辑电路n微机原理及接口技术n汇编语言n计算机组成原理课程性质：应用型课程 第一章 单片微型计算机概述n单片机计算机相关概念n单片机发展简况nMCS-51系列单片机n单片机的结构特点n单片机的应用n本教程的特点和教学安排单片计算机（单片计算机（SCMC）Single Chip Micro Computer 将中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上。一块芯片上。通用单片机和专用单片机通用单片机和专用单
2、片机n通用单片机通用单片机 是一个基本芯片，内部资源比较丰富，性能全面且通用性强，覆盖多种应用需求。n专用单片机专用单片机 针对某一种产品，或某一种控制应用而专门设计的。设计时，已经使系统结构最简；软硬件资源利用最优；可靠性以及经济成本最佳。本课程介绍的是MCS-51系列单片机时一种通用单片机，其结构和原理对所有单片机都是适用的。单片机系统单片机系统在单片机芯片基础上，扩展扩展其他电路或芯片构成具有一定应用功能的计算机系统单片机应用系统单片机应用系统为控制应用而设计，系统和控制对象结合在一起。单片机开发系统单片机开发系统单片机系统系统开发调试开发调试工具。1.2 单片微型计算机发展简况单片微型
3、计算机发展简况1971年intel公司研制成功世界上第一台4位微处理器；1973年intel公司研制成功8080 8位微处理器；1976年intel公司推出MCS-48系列8位单片机；80年代初在MCS-48单片机基础上推出MCS-51系列单片机主要单片机厂商Intel公司：公司：8048、8051（8位）；8096（16位）；80960（32位）。Motorola公司公司：MC-6801（8位）；68H16（16位）；68HC332（32位）。另外Zilog公司；日本NEC公司；荷兰Philips公司等 由于8位单片机基本能满足目前大多数应用系统的要求，所以目前8位单片机仍是应用主流应用主流
4、 CPU的发展CPU字长：8位、16位、32位时钟频率：6MHz、12MHz、20MHz双CPU结构，处理能力大大提高片内存储器的发展片内存储器的发展所谓片内（相对片外）：集成在单片机芯片内的存储单元。扩大存储容量扩大存储容量 早期单片机 新型单片机RAM:64-128字节 RAM：256字节ROM:1-2K字节 ROM：8-16K字节寻址范围：1-4K 寻址范围：64Kn片内EPROM开始E2PROM化 电可擦除可编程只读存储器E2PROM可在正常工作电压下进行读写，并能在断电情况下，保持信息不丢失n片内程序的保密措施片内程序的保密措施加强片内输入输出功能加强片内输入输出功能早期单片机早期单
5、片机：并行输入/输出口、定时器/计数器现代单片机现代单片机：大功率输入大功率输入/输出口输出口，可直接驱动VFD(荧光显示管)，LCD(液晶显示器）和LED(数码显示管)；片内片内A/D，D/A转换器转换器；CRT控制器，控制器，LCD，LED驱动器，正弦波发驱动器，正弦波发生器，声音发生器，字符发生器和频率合成生器，声音发生器，字符发生器和频率合成器等。器等。单片机制造工艺提高单片机制造工艺提高片内ROM中固化应用软件和系统软件8051与80C51的比较80C51是在8051芯片基础上发展起来共同点共同点：指令系统一致指令系统一致（兼容），保证软 件的可移植性 引脚信号、总线一致引脚信号、总
6、线一致，保证在系 统扩展和接口方面的一致性不同点：不同点：n80C51系列单片机是在芯片的制造工艺上对8051系列单片机进行了该进；n8051采用HMOS工艺，高速度、高密度80C51采用CHMOS工艺，高速度高密度、低功耗n80C51系列芯片在功能增强方面也做了许多工作n通常称80C51为低功耗芯片低功耗芯片 1.4 单片机的结构特点单片机的结构特点（1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提高存 取的速度;（2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和数据 存储器RAM在空间上分开;（3）它的引出管脚一般都设计成多功能的;（4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O口和外接 同步输
7、入和输出设备;（5）有21个特殊功能寄存器;(6)有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻址的位地 址空间。单片机的分类（1）按内部数据通道的宽度分 4 4位、位、8 8位、位、1616位及位及3232位位单片机。（2）单片机按使用范围通常分为两大类：通用单片机通用单片机 和和 专用单片机专用单片机（3）按照所使用单片机的类型不同，单片机应用系 统结构分成：总线方式总线方式和非总线方式非总线方式。（4）按应用范围分工控型工控型和家电型家电型 1.5单片机的应用n单片机在仪器仪表中的应用n单片机在机电一体化中的应用n单片机在实时控制中的应用n在分布式多机系统中的应用n在家用电器中的应用n在其它方面的应用1.6 本教程的特点和教学安排本教程的特点和教学安排n学习该课程主要是为了应用，故必须掌握其软硬件知识n软件知识是指80C51的寻址方式、指令系统等n硬件知识则是指80C51的硬件资源，如I/O口、定时器/计数器、中断系统等本章小结n单片机的发展、特点、分类、应用以及以MCS51系列为例介绍单片机种类及特点n掌握单片机概念，了解单片机的特点、发展及应用，理解单片机的分类，了解单片机在系统中的作用及其与系统的其他模块的相依关系
