单片机 第1章

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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

2、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

3、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

4、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–488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——InterruptSy

5、stem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

6、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

7、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

8、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