第1章 单片微型计算机基础知识

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1、第1章单片微型计算机基础知识1.1单片机的发展概况1.2计算机中数的表示方法1.3计算机语言1.1单片机的发展情况1.1.1什么是单片机随着大规模、超大规模集成电路技术的发展和计算机微型化的需要，把微型计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断系统等多种资源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构成一个完整的微型计算机，这种集成电路芯片被称为单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)，简称单片机。由于它的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的名称应是单片微控制器。返回下一页1.1单片机的发展情况

2、在单片机的结构设计上，它的硬、软件系统及I/O接口控制能力等方面都有独到之处，具有较强而有效的功能。从其组成、逻辑功能上来看，单片机都具备了微机系统的基本部件。但是需要指出的是，单片机毕竟还只是一个芯片，只有在配置了应用系统所需的接口芯片、输入/输出设备等，才可以构成实用的单片机应用系统。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况1.1.2单片机发展历程及产品近况自从1975年美国德克萨斯仪器公司(TI公司)的第一个单片机TMS－1000问世以来，迄今为止单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支，在众多领域尤其是在智能化仪器仪表、检测和控制系统中有着广泛的应用。单片机技术发展十分迅速，产

3、品种类也非常多。纵观整个单片机技术的发展过程，可以分为以下3个主要阶段。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况1.单芯片微机形成阶段1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机。该系列单片机早期产品在芯片内集成有:8位CPU,1KB程序存储器(ROM)、64B数据存储器(RAM),27根I/O线和1个8位定时/计数器。此阶段单片机的主要特点是:在单个芯片内完成了CPU、存储器、I/O接口、定时/计数器、中断系统、时钟等部件的集成。但存储器容量较小，寻址范围小(不大于4K)，无串行接口，指令系统功能不强。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况2.性能完善提高阶段1980年，I

4、ntel公司推出MCS-51系列单片机。该系列单片机在芯片内集成有:8位CPU,4KB程序存储器(ROM)、128B数据存储器(RAM)、4个8位并行接口、1个全双工串行接口、2个16位定时/计数器，寻址范围为64K，并集成有控制功能较强的布尔处理器(完成位处理功能)。此阶段单片机的主要特点是:结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况3.微控制器化阶段1982年，Intel公司推出MCS-96系列单片机。该系列单片机在芯片内集成有:16位CPU,8KB程序存储器(ROM)、232B数据

5、存储器(RAM)、5个8位并行接口、1个全双工串行接口、2个16位定时/计数器。寻址范围最大为64K,片上还有8路10位ADC,1路PWM(D/A)输出及高速I/)部件等。此阶段单片机的主要特点是:片内面向测控系统外围电路增强，使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设备。至此，“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况近年来，许多半导体了商以MCS-51系列单片机的8051为内核，将许多测控系统中的接口技术、可靠性技术及先进的存储器技术及工艺技术集成至单片机中，生产出了多种功能强大、使用灵活的新一代8051系列单片机。随着微电子设计技术及计

6、算机技术的不断发展，单片机产品和技术日新月异。单片机产品近况可以归纳为以下两个方面。返回下一页上一页1.1单片机的发展情况1)8051系列单片机产品繁多，主流地位已经形成通用微型计算机计算速度的提高主要体现在CPU位数的提高(16位、32位、64位)，而单片机更注重的是产品的可靠性、经济性和嵌入性。所以，单片机CPU位数的提高需求并不十分迫切。而多年来的应用实践已经证明，8051的系统结构合理、技术成熟。因此，许多单片生产了商倾力于提高8051单片机产品的综合功能，从而形成了8051的主流产品地位。近年来推出与8051兼容的主要产品有:返回下一页上一页1.1单片机的发展情况(1)AT

7、MEL公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机。(2)Philips公司推出的80C51,80C552系列高性能单片机。(3)华邦公司推出的W78C51,W77C51系列高速低价单片机。(4)ADI公司推出的ADuC8xx系列高精度ADC单片机。(5)LG公司推出的DMS90/97系列低压高速单片机。(6)MAXIM公司推出的D589C420高速(50MIPS)单片机。(7)Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。返回下一页上