第一单元 单片机概述.doc

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1、第一单元单片机概述本单元学习要点1.什么是单片机？单片机有何作用？2.单片机的内部结构。3.怎样快学、学好单片机？1.1什么是单片机？所谓“单片机”，就是单片微机的简称，也就是集成在一枚芯片上的计算机。英文名称是“SingleChipMicro-computor”。单片机的应用十分广泛，从地下到天上，只要是需要电路的地方、甚至只要用电的地方，就要用到单片机。比如：各种仪器仪表、各种家用电气、各种机器，当今生活中可以说单片机无所不在：一台PC机里有十几枚单片机，一辆新型汽车里有几十枚单片机，电视机及其遥控器、电子台历

2、、各种电子玩具、心脏起博器……，都有单片机在工作。只要在用电的地方，恐怕难的是找不到不用单片机的地方。在单片机刚面世的时候，其结构很简单，功能也差，但经过20多年的迅速发展，单片机的结构已变得很复杂了，集成度提高了好几个数量级，功能更是当年不可想象的了。单片机的名称也发生了变化和有了多种名称：单片微控制器（SingleChipMicro-controller）、单片微处理器（SingleChipMicro-processoer）、单片微转换器（SingleChipMicro-converter）和单片混合信号微处理

3、器（SingleChipMix-signalMicro-processor）等等。不管其名称如何变化，其本质都是与最初的含义一样，仅仅是强调其性能的某个方面或主要的应用方向而已。现在，单片机又有了两个更时髦但也更贴切的英文名称：一个是SystemonChip，简称SoC，中文有人译为片上系统、或单片系统。意为集成在一个芯片上的电路系统。另一个是SingleChipMachine。实际上，对应这些英文名称，没有任何一个中文译名比“单片机”更为贴切。1.2单片机内部主要结构一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CP

4、U（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。单片机内部的基本结构如图1-1所示。计算机是数字电子计算机的简称，顾名思义，计算机既是利用电路实现数字运算的装置，任何一台计算机的计算都是在CPU（CentralProcessingU

5、nit，中央处理器）中进行的，CPU同时还要实现计算机的整个工作过程控制和管理。CPU一次所能进行的数据最大长度（用二进制数来衡量）称为计算机的字长，单片机通常有4位、8位和16位这几种类型。输入与输出接口（I/O，Input/Output6Interface）是计算机与外界交换数据的通道，需要计算机处理的数据、计算机处理后的数据和控制命令（也是数字信号）都得通过I/O接口实现计算机与外部设备的交换。I/O接口可以分为两大类：并行接口和串行接口。单片机中的存储器按作用来分，也可分为两大类：程序存储器和数据存储器。在

6、单片机中，程序存储器通常使用只读存储器（ROM，ReadOnlyMemory）。在ROM中存储单片机要执行的程序和常数、表格。数据存储器通常使用随机读写存储器（RAM，Random-accessMemory）。在RAM中存储单片机要处理的数据、运算的中间数据和最终的结果等。控制与运算单元（CPU）数据存储器（RAM）程序存储器（ROM）输入与输出接口（I/O）图1-1单片机内部的基本结构既然单片机是数字电子计算机，单片机所能处理的信号只能是“数字”。这句话有这样几个含义：1．单片机所能处理的信号只能是“数字”，而且

7、只能是由“0”、“1”两种信号组成的二进制数，其它任何需要单片机处理的信号最终都必须用（也必定能够用）二进制数表示。2．单片机所能执行的指令也只能是由“0”、“1”两种信号组成的二进制数。由二进制数表示的指令又称为机器码。由于机器码难懂不易记，人们通常采用助记符来表示单片机的指令。助记符通常都是由表示指令所完成的功能的英文单词缩略而成，因而用助记符表示单片机的指令比机器码要容易得多。参见附录1：指令说明。3．由1、2两条可知，单片机所执行的指令和数据都是由二进制数表示的，其运算也只能采用二进制，显然，CPU中的部件

8、也只能是存储、运算（处理）的数字电路，也就是存储器（或称为寄存器），只不过CPU中的存储器的功能不是仅仅为了存储数据，而是有点“特殊”功能，如单片机中主要完成算术、逻辑运算的寄存器――累加器（ACC，Accumulator），控制程序运行的程序计数器（PC，ProgramCounter），等等。所以CPU中的这些存储器又称为“特殊寄存器（或专用寄存器，Spe