单片微型计算机原理及应用.ppt

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1、单片微型计算机原理及应用第1章单片计算机概述§1-1现代计算机技术的两大分支MPU—微处理器（用于大数量数值计算无止尽要求，满足数字模拟仿真，数字信号处理，图象分析，人工智能等领域）。重要指标：数据总线宽度及外围寻址能力。数据总线宽度从8—16—32—64位过渡，指令系统上突出了数字运算和逻辑运算MCU—微控制器（用于快速实时对外部事件、对象实现信号采集，判断、处理、参数控制等要求，构成工控系统，适应各种对象的控制需要）重要指标：高速I/O口，计数器的捕获，比较功能，A/D，D/A转换,功率驱动I/O口，位寻址及位操作，程序运行监督等，

2、数据总线宽度及外围寻址只是单片机众多指标之一。§1-2微型计算机单板机单片机1.微型计算机若将运算器与控制器集成在一块硅片上，称该芯片为中央处理器CPU或MPU。若再将它与大规模集成电路制成的主存储器，I/O接口电路用总线结构联系起来就构成了微型计算机2.单板机将CPU、RAM、ROM、I/O接口封装在一块印刷电路板上，就成为单板机3.单片机若在一块半导体芯片上，能容纳一台数字计算机的4个基本组成部分，则这种芯片就被称为单片微型计算机§1-3单片机的发展简况及应用1976年INTEL公司推出第一个8位单片机系列（MCS-48）至今，经历了外

3、围集成、总线完善、功能集成、全方位发展阶段，已走过了三代发展历程一、第一代单片机始于1976年，主要实现单个芯片上计算机的集成，为初级阶段。典型产品：Intel公司MCS-48系列、Motorola公司6801系列、Zilog公司Z8系列特点：采用专门结构设计，将CPU及外围单元集成在一块芯片上，指令系统设计面向控制功能要求，具有较强的控制功能。8位CPU，并行I/O口，8位定时/计数器，RAM等。无串行I/O口，寻址范围不大于4K。二、第二代单片机1978—1983。高性能单片机阶段。典型代表：Intel的MCS-51系列特点：完善外部总

4、线，确立了单片机的基本控制功能。单片机均带有串行I/O口，具有多级中断处理系统，16位定时/计数器，寻址范围可达到64K三、第三代单片机1983—至今。8位单片机巩固完善，16位单片机推出普及应用及32位单片机也投入使用典型产品：各大公司纷纷开发出自己的单片机系列，如Motorola,Philips,Intel等技术特点：全速发展单片机的控制功能。16位单片机除CPU为16位以外，片内RAM/ROM容量进一步扩大，片内RAM增加为232B，ROM为8KB，且片内带有高速I/O部件，保证程序可靠运行的WDT，多通道10位A/D转换器，具有8级

5、中断，人机接口等等。§1-4我国单片机16年探索时期（80年代初）起步时期（1986—1990）开拓时期（1990—1995）发展时期（1995—至今）5新时期新理念探索起步开拓发展§1-5单片机的结构特点以MCS-51系列举例：①在数据RAM区开辟了一个工作寄存器区，区内共分4组，每组8个寄存器，共计32个工作寄存器，提供21个特殊功能寄存器，完成定时，串口，中断等功能②存储结构上：从空间将程序、数据存储器分开，采用不同寻址方式，用两个不同地址指针。PC-程序存储器，DPTR-数据存储器③I/O接口特点：通道口引线在程序控制下都可有第二功

6、能，用户可灵活使用。④内部有一个全双功的串行接口，可同时发送接收数据⑤有专门的位处理机。§1-6单片机的开发及开发工具开发：提出任务→定型生产→投入使用的过程称对微机进行开发包括：系统（产品）总体方案论证，设计硬件，软件开发，目标样机的调试等。开发过程明显特点：微计算机化的产品软，硬件分不开为此设计了专门的微型机开发系统MDSP3图1-2单片计算机开发系统一般应具有4方面的基本功能：①硬件电路诊断、检查②用户程序输入、修改③程序运行、调试、单步、断点运行④程序可固化到EPROM中去§1-7单片机的应用领域工业自动化智能仪表及集成智能传感器家

7、用电器领域办公自动化五汽车、航空航天电子系统§1—8嵌入式应用系统一定义：将计算机软件和硬件结合起来，构成一个专门的计算装置，完成特定的功能或任务。是一个大系统或大电子设备中的一部分，工作在一个与外界发生交互并受到时间约束的环境中，在无人工干预的情况下进行实时控制。其中软件用以实现有关功能并使其系统具有适应性和灵活性；硬件用以满足性能甚至安全的需要。二特性：1完成单一或一组紧密相关的特定功能2具有高性能和实时的要求，且这些要求正不断增加3系统作为设备的一部分，其运行一般不需要人工干预系统的电源可靠性和安全性通常是影响设计的重要因素处理器的选

8、择是嵌入式系统设计关键一步用途：用途很广，如移动通信设备（手机）、数字相机或摄像机、洗衣机、微波炉、打印机、复印机、工业仪器/仪表、汽车刹车、引擎控制等。对于各个嵌入式系统其要求