片微型计算机基础知识

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1、1第1章单片微型计算机基础知识总体要求：●熟练掌握单片机发展概况的基本知识●熟练掌握计算机中数和字符表示方法的基本知识●掌握计算机语言的基本知识●能够独立完成本章作业学习重点：●单片机的发展概况及应用特点●单片机的主要生产厂商及其产品●MCS-51系列单片机的分类和性能21.1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31.1单片机的发展概况1.1.1什么是单片机中央处理器（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（singlech

2、ipmicrocomputer），简称单片机。41.1.2单片机发展概况第一阶段（1974～1978）：初级单片机阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。这个系列的单片机在片内集成了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。第二阶段（1978～1983）：高性能单片机阶段。以MCS-51系列为代表，这个阶段的单片机内均带有串行I/O口，具有多级中断处理系统，定时/计数器为16位，片内RAM和ROM容量相对增大，且寻址范围可达64K。这类单片机应用领域极为广泛。第三阶段（1983～）：8位单片机巩固完善及16位单片机推出阶段。以MCS

3、-96系列为16位单片机的代表，其内部除了CPU为16位以外，还采用了新颖的寄存器堆/逻辑部件（RALU），片内RAM和ROM的容量进一步增大，片内ROM为8KB甚至更大且可以加密，片内还带有高速输入输出部件、多通道10位A/D转换器，具有８级中断等。近年来，32位单片机也已进入实用阶段。第一章第一节51.1.3单片机的应用及发展1.单片机的应用领域(1)生产自动化自动化生产线、机器手、数控机床等自动化生产设备都能由单片机实现其智能化的自动控制功能。(2)实时测控单片机工作稳定、可靠，抗干扰能力强，体积小使用灵活，适用于各种恶劣环境，最宜承担测控工作。(3)智能化产品传统的机电产品与

4、单片机结合后，可简化产品结构、升级产品功能、并实现控制智能化。单片机与机械技术相结合，称为机电一体化，是机械工业的发展方向。(4)智能化仪表用单片机改造、设计制造仪器仪表，大大促进了仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化和柔性化方向发展，并能同时提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积。(5)信息通信技术多机系统（各种网络）中的各计算机之间的通信联系，计算机与其外围设备（键盘、打印机、传真机、复印机等）之间的协作都有单片机的参与。(6)科学研究小到实验测控台，大到卫星、运载火箭，单片机都发挥着极其重要的作用。(7)国防现代化各种军事装备管理通信系统都有单片机深入其中。672.单

5、片机的应用特点(1)面向控制的应用由于单片机内部采用了微控制技术，其结构及功能均按自动控制的要求设计，因而主要应用于控制领域。微控制技术从根本上改变了传统的控制系统设计思想，它通过对单片机编程的方法代替由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，是对传统控制方式的一次革命。(2)在线应用在线应用就是以单片机代替常规模拟或数字控制电路，使其成为测控系统的一部分，在被控对象工作过程中实行实时检测，并实时控制。在线应用为实时测控提供了可能和方便。(3)嵌入式应用单片机在应用时通常装入到各种智能化产品之中，所以又称嵌入式微控制器(EmbeddedMicroControllerUnitEMCU)

6、。单片机应用系统就是典型的嵌入式系统。单片机以较小的体积、现场运行环境的高可靠性满足了许多对象的嵌入式应用要求。在嵌入式系统中，单片机是最重要也是应用最多的智能核心器件。893.单片机应用系统单片机应用系统，如果按其系统扩展及配置状况，可分为最小系统、最小功耗系统、典型系统等。单片机最小系统是指单片机嵌入一些简单的控制对象（如开关状态的输入/输出控制等），并能维护单片机运行的控制系统。这种系统成本低，结构简单，其功能完全取决于单片机芯片技术的发展水平。单片机最小功耗系统是指系统功耗最小。其系统框图如图1-1所示。10图1-1单片机典型应用系统114．单片机的发展趋势(1)微型化早期单

7、片机大量使用双列直插式封装，现在单片机采用了各种符合贴片工艺的封装，大大减小芯片的体积，为嵌入式系统提供了可能。(2)低功耗新型单片机的功耗越来越小，特别是很多单片机都设置了多种工作方式，包括等待、暂停、睡眠、空闲、节电等工作方式。扩大电源电压范围以及在较低电压下仍然能工作是当今单片机发展的目标之一。目前，一般单片机都可在3.3～5.5V的条件下工作，一些厂家甚至生产出可以在2.2～6V条件下工作的单片机。(3)高速化早期MCS-51单片机的典型时钟为12