单片机--第1章概述

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1、第1章概述1.1计算机的发展从1946第一台电子计算机的诞生至今，计算机经历了电子管计算机、晶体管计算机、大规模集成电路、超大规模集成电路共四代的发展历程。电子管计算机时代（从1946~1956年）电子计算机的主要特点是使用电子管作为逻辑元件。它的五个基本部分为运算器，控制器，存储器，输入器和输出器。运算器和控制器采用电子管，存储器采用电子管和延迟线，这一代计算机的一切操作，包括输入，输出在内，都由中央处理机集中控制。这种计算机主要用于科学技术方面的计算。晶体管计算机时代（从1957~1964）在20世

2、纪50年代之前，计算机都采用电子管作元件。电子管元件有许多明显的缺点。例如，在运行时产生的热量太多，可靠性较差，运算速度不快，价格昂贵，体积庞大，这些都使计算机发展受到限制。于是，晶体管开始被用来作计算机的元件。晶体管不仅能实现电子管的功能，又具有尺寸小，重量轻，寿命长，效率高，发热少，功耗低等优点。使用了晶体管以后，电子线路的结构大大改观，制造高速电子计算机的设想也就更容易实现了。用晶体管制造的计算机标志着计算机发展进入了第二代。中、小规模集成电路集成电路计算机时代（从1965~1970年）集成电路的

3、发明和应用标志着计算机进入了第三代，由于采用集成电路，计算速度提高到几十万次，甚至上千万次，内存容量达几百K，结构实现了积木化，磁芯存储器被大规模集成电路的半导体存储器取代。因而一台大型机就成为一个计算中心，中间为中央处理机，左边为打印机，右边是内存储器和外存储器，桌上的终端设备可对存储器的信息作检查或更改，并有控制整个计算机系统的功能。计算机开始普及到商业管理领域，自动控制行业和科学单位等。大、超大规模集成电路（LSI、VLSI）计算机时代（从1971~今）进入20世纪60年代后，微电子技术发展迅猛。

4、在1967年和1977年，分别出现了大规模集成电路和超大规模集成电路，并立即在电子计算机上得到了应用。由大规模和超大规模集成电路组装成的计算机，就被称为第四代电子计算机（微型计算机）。按单片集成电路上包含晶体管数目的规模（集成度）分为：SSI(小规模集成电路)：晶体管数100个以下MSI(中规模集成电路)：晶体管数100~3000个LSI(大规模集成电路)：晶体管数3000~30000个（3千~3万）VLSI(超大规模集成电路)：晶体管数100000~100000000个（10万~1亿）ULSI(甚大规

5、模集成电路)：晶体管数100000000个以上（1亿）可以预测：到2010年芯片的集成度将达到10亿个晶体管未来的计算机将以超大规模集成电路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智能化的方向发展。巨型化巨型化是指计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。目前正在研制的巨型计算机其运算速度可达每秒千万亿次。微型化微型计算机已进入仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”。随着微电子技术的进一步发展，笔记本型、掌上型等微型计算机必将以更优的性能价格比受到人们

6、的欢迎。网络化随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，一方面希望众多用户能共享信息资源，另一方面也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。计算机网络己在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用，如银行系统、商业系统、交通运输系统等。智能化计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上。智能化是计算机发展的一个重要方向，新一代计算机，将可以模拟人的感觉行为和思维过程的机理，进行“看”、“听”、“说”、“想”、“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力。

7、现在，世界已进入了计算机时代。计算机的发展趋势是向“两极”分化：一极是微型机向更微型化、网络化、高性能、多用途方向发展。　一极则是巨型机向更巨型化、超高速、并行处理、智能化方向发展。单片微机是单片微型计算机SCMC（SingleChipMicroComputer）的译名简称，在国内也常简称为“单片微机”或“单片机”。它包括中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、中断系统、定时器/计数器、串行口和I/O等等。除了工业控制领域，单片微机在尖端武器、家用电器、电子玩具、通信、高级音响、图形处理

8、、语言设备、机器人、计算机等各个领域迅速发展。从1976年至今单片机应用广泛、发展迅猛。1.2单片微机的应用按照所使用单片微机的类型不同，单片微机应用系统结构可分成总线方式和非总线方式。在总线方式的应用系统中，单片微机都具有完善的外部扩展总线，如并行总线（AB、DB、CB）、串行通信总线（如UART），通过这些总线可方便地扩展外围单元、外设接口等。采用总线方式的应用系统多属较复杂的工控系统、智能仪表、监测系统，或满足这些应用而构成的多机与网