《单片机原理与应用》课件1

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1、《单片机原理与应用》电子工程系刘颖单片机的基本硬件结构认识单片机什么是单片机？在一块集成电路芯片上集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）和输入/输出接口（并行I/O，串行接口）、振荡电路、计数器等电路，从而构成了单芯片微型计算机。这样一块集成电路具有一台计算机的基本功能，因而被称为单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)，简称单片机，也被称为微控制单元或者微控制器（MCU）。单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。目前，单片机应用技术已经成为电子

2、应用系统设计的最为常用的技术手段，学习和掌握单片机应用技术具有极其重要的现实意义。单片机的特点单片机的发展过程单片机的发展历史可以分成四个阶段：第一个阶段是1971年到1974年。第二个阶段是1974年到1978年。第三个阶段是1978年到1982年。第四个阶段是1982年到现在。第一个阶段1971年11月美国Intel公司首先设计成集成度为2000只晶体管的4位的微处理器Intel40004，并且配有随机存储器RAM，只读存储器ROM和移位寄存器等芯片，构成第一台MCS-4微型计算机。1972年4月Intel公司又研制了功能齐全的8

3、位微处理器Intel80000，这种微处理器虽然还算不上单片机，但从此拉开了研制单片机的序幕。第二个阶段这是单片机研制的初级阶段，以Intel公司的MCS-48为代表，这种单片机内集成有8位CPU、并行I/O、8位定时器/计数器，寻址空间为4KB，这时单片机技术进入了现场应用的阶段。第三个阶段这是单片机推广运用的阶段，也是高性能单片机研制阶段。在这一阶段出现的单片机普遍带有串行口，有多级中断的处理系统、16位定时器/计数器，片内RAM、ROM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器接口。第四个阶段在这个阶段中，8位

4、单片机已经得到了广泛的应用，16位单片机也已经进入到实际应用的阶段。一方面出现的各种类型的单片机，另一方面EDA技术和ARM技术也在不断地完善。尽管如此，单片机技术仍然是EDA技术和ARM技术基础。AT89S51的外形及封装形式MCS-51单片机的内部结构分析8051单片机包含中央处理器、程序存储器ROM、数据存储器RAM、定时器/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几个单元，以及数据总线、地址总线和控制总线三个总线。1、一个8位的CPU。2、具有布尔代数的运算能力。3、32条双向可被独立寻址的I/O。4、片内有128字节的数据存储

5、器。5、内部有两组16位的定时/计数器。6、具有全双工的传输信号。7、5个中断源，两层优先级的中断结构。8、外部程序存储器可扩充到64K。MCS-51单片机的基本结构图8位的中央处理器CPU这是单片机的核心部件，它的数据总线一次能处理8位二进制数，CPU的作用是控制、指挥和协调整个单元系统的协调工作，完成运算和控制输入输出数据的操作。片内数据数据存储器RAM8051内部有128个8位的用户数据存储单元，还有128个专用寄存器，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户使用的R

6、AM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。片内程序存储器片内程序存储器有ROM（掩膜型）、EPROM（红外线擦除式）和EEPROM（电擦除式）等常用形式。主要是用来存放程序的，也可以用来存放一些原始数据或表格。但要注意8031和8032单片机内部没有程序存储器。MCS-51单片机有三种类型的基本产品8031、8051和8751。这3个产品只是片内程序存储器的制造工艺不同。8051的片内程序存储器ROM为掩膜型的，在制造芯片时就已经将程序固化到程序存储器中去了，因此这种单片机具有某种专用的功能。四个8位并行输

7、入输出接口四个8位并行输入输出接口（I/O）P0~P3，每个口既可以用于输入数据，也可以用于输出数据。两个定时器/计数器两个定时器/计数器，既可以用于定时器，也可以用于计数器。用于定时器时对单片机内部脉冲计数，用于计数器时对外部事件进行计数。一般情况下，当计数器计满时，通过计算机的中断系统实现对现场设备的控制。MCS-51系列单片机的中断源MCS-51系列的单片机设有5个中断源，其中两个用于外部中断，两个用于定时器/计数器的中断，还有一个是串行口的中断。这是一个比较完善的中断系统，拥有两级优先级的选择，可以用来满足于不同设备的控制要求

8、。全双工的串行通信接口一个全双工的UART（串行通信接口），这是一个通用异步接收发送器，可以实现单片机与单片机之间的串行通信。这个串行口既可以用做异步通信收发器，也可以用做同步移位寄存器。片内振荡器和时钟产生电路片内振荡