单片机 第1章单片机基本知识课件

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1、第1章单片机基本知识1.1微处理器、微型机、单片机和嵌入式系统的概念1.4单片微型计算机1.2微型机模型的组成1.3微机系统1.5嵌入式系统单片机=CPU+M+I/O§1.1微处理器、微型机、单片机和嵌入式系统的概念1．微处理器(CPU)由运算器、控制器和寄存器组组成2．微型机由CPU、存储器、I/O口通过三大总线连接而成3．微机系统以微型机为中心配以电源、辅助电路和外设，以及软件（系统软件和应用软件）组成外部设备地址总线AB图1-1微型计算机组成DB数据总线CPU微处理器M存储器I/O接口电路控制总线CB单片机与嵌入式系统一定功能的单片机加上一操作系统即是一个嵌入式系统，嵌入式系统

2、不加操作系统即成为单片机，由此可见，单片机是嵌入式系统的基础和核心，一般地说，嵌入式系统包括单片机，单片机就是嵌入式系统。单片机（MCU）将微机的CPU、存储器M、I/O接口（定时/计数器、并行输入输出接口、串行通信接口等）和总线制作在一块芯片上的超大规模集成电路。5.嵌入式系统有操作系统的单片机，或者说只具有特定功能的微机系统。三维图形处理器单片机分类根据CPU字长来划分1位机4位机用于玩具、家用电器、计算器等8位机16位机工业控制器、智能仪表、计算机外设通用测控单元、通讯和医疗设备等32位机高性能图形工作站、高级机器人等如：i808601.2亿次/秒32位定点64位浮点§1.4单

3、片微型计算机单片机分类根据生产厂家划分主要有：摩托罗拉、INTER、IBM、日立、NEC、东芝、AMD、国家半导体、ZILOG、IDT、富士通、ATMEL、太阳、夏普、OKI、飞利浦等。§1.4.1单片机的发展史第一阶段（1974~1976）：单片机的初级阶段例如：8位单片机F8特点：采用双片组成结构：F8CPU64BRAM2个I/O38511KROM1个T/C2个I/O完整的单片机RandomAccessMemoryReadOnlyMemoryTimer/Counter存放数据存放程序第二阶段（1976~1979）：低性能单片机阶段例如：MCS–48系列特点：小而全结构：MCS–4

4、88位CPURAMI/OROMT/C单片机第三阶段（1979~1982）：高性能单片机阶段例如：MCS–51系列特点：系列化、功能强结构：MCS–518位CPURAMI/OROMUARTINTUART——UniversalAsynchronousReceiver/TransmitterINT——InterruptSystem通用异步收/发器——串行口T/C第四阶段（1982~1993）：16位、32位单片机阶段例如：MCS–96系列特点：增加了内部资源、实时处理能力更强除了具有16位CPU和存储器外又增加了部分内部资源，如：MCS–9616位CPU16位M10位A/D转换器高速输入输

5、出HSIO脉宽调制输出装置PWM8XC196增强型之后又推出：又增加了第五阶段（1993~）：ARM等系列的嵌入式系统§1.4.2单片机的发展趋势1、高档单片机性能不断提高速度：是原来单片机的5~15倍精度：CPU字长增加，16位、32位单片机问世指令系统丰富、效率高⑵内部资源的增加程序存储器：ROM、EPROM、E2PROM或FLASH达几十KB⑴CPU功能的增强数据存储器：RAM达几KBI/O口：并口串口串行扩展口定时/计数器（T/C）：定时输出捕捉输入监视器WatchdogA/D转换器：8位、12位、16位、24位，多通道输入脉宽调制输出PWM，可代替D/A输出⑶寻址范围的增加

6、2、超小型、低功耗、价廉3、微巨机单片化如:ATMEL公司的89C1051/205120引脚，工作电压（2~6V），电流仅几个mA如：Microchip公司的PIC16/17系列18引脚、20引脚、28引脚，有的仅5个引脚工作电压（2~6V），电流仅2个mA如：台湾凌阳单片机有8位、16位具有高速、低价、可靠、实用、体积小、功耗低、简单易学等特点时钟电路§1.4.3单片机内部结构CPUROMRAM串行I/O定时/计数器并行I/O中断系统GNDVcc图1-13单片机的内部结构内部总线1、中央处理器CPU2、存储器⑴数据存储器RAM容量：64~256B构成：静态随机存储器RAM⑵程序存储

7、器ROM容量：1~64KB构成：ROM、EPROM、E2ROM或FLASH3、I/O接口并行接口：用于外接输入输出设备串行接口：可实现异步串行通信§1.4.4单片机应用系统1、基本系统单片机复位电路电源输入/输出设备时钟电路图1-14单片机的基本系统结构图辅助电路控制对象最小系统2、扩展系统EPROM程序存储器串行接口A/D单片机复位电路时钟电路电源RAM数据存储器并行接口D/A外部扩展总线单片机扩展系统结构图通过总线来扩展一些部件，以弥补单片机内部资源的