单片机原理与应用系统设计 第01章 单片机及其应用系统设计概述

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1、普通高等教育“十一五”国家级规划教材单片机原理与应用系统设计李云钢等编著中国水利水电出版社第1章单片机及其应用系统设计概述1.1单片机基本知识1.2单片机应用系统开发入门1.3本书的内容组织1.1单片机基本知识1.1.1单片机概述1.1.2单片机应用系统概述1.1.3单片机的分类1.1.4单片机常用术语1.1.1单片机概述单片机是单片微型计算机的简称，有时称为微控制器，是将计算机的主要功能单元集成在一个芯片中而构成的器件。由于单片机在一个芯片上集成诸多功能，因此就单项功能而言，通常都没有普通计算机强大，比如计算速度不够快、字长较短、外部可扩展接口的数量少且规模小等。但是，单片机具

2、有体积小、价格便宜和技术成熟等优点，是各种电子产品的重要组成部分，在国民经济的各个领域发挥着重要作用。1.1.1单片机概述单片机通常由以下几部分组成：①CPU：CPU是中央处理器的简称，是进行运算和控制的重要单元。②存储器：单片机的存储器通常由ROM和RAM组成，ROM常用于存放单片机的程序，而RAM用于存放数据。③输入/输出接口：用于连接外围设备，实现与外围设备进行数据交换。④其他：有些单片机还集成有其它部件，如各种异步和同步串行接口、A/D和D/A转换器、CAN通信控制器等。1.1.1单片机概述单片机的特点：①价格便宜:通常仅为几元到几十元人民币。②体积小:目前最小的单片机只

3、有6个引脚，十几到二十多个引脚的单片机也很多，体积很小。即便40、52、68甚至更多引脚功能强大的单片机，在采用表面贴片封装后，其体积并不大。③技术成熟，应用广泛。1.1.2单片机应用系统概述①工业自动化控制：单片机广泛地用于各种实时的工业过程控制系统中，进行实时数据处理和控制。②机电一体化：单片机在机电一体化领域的应用，促进了机电一体化技术的飞速发展。③智能仪表：在各类仪器仪表中引入单片机，可以提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高性价比。④智能化通信产品：单片机应用在程控电话和手机等通信设备中。1.1.2单片机应用系统概述⑤办公自动化设备：现代办公自动化设备

4、多数嵌入了单片机，如打印机、复印机、传真机、绘图机、考勤机等。汽车电子产品：现代汽车的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驶系统、通信系统和运行监视器等都离不开单片机。智能家用电器：各种家用电器中普遍采用了单片机进行智能控制。商业营销设备：在商业营销系统中广泛使用的电子秤、收款机、条形码阅读器、IC卡刷卡机等都采用了单片机控制。航空航天、国防军事及尖端武器等领域。1.1.3单片机的分类专用型：指用途比较专一，出厂时程序已经一次性固化好、不能再修改的单片机。专用型单片机通常是大批量生产，成本很低，如果达不到足够的批量，成本反而会高。通用型：指可由开发人员设定其功能的单片机。这种单

5、片机应用于不同的接口电路或编写不同的应用程序就可实现不同的功能，其应用十分广泛。一般所说的单片机都是指通用型单片机。1.1.3单片机的分类单片机厂家：①Intel(MCS-51系列，MCS-96系列)②Atmel(AT89、AT90系列，MCS-51内核)③Microchip(PIC系列)④Philips(87、89系列，LPC700、900、2000系列等，ARM内核，或MCS-51内核)⑤AD(ADuC系列)⑥Motorola(68HCXX系列)⑦Zilog(Z86系列)⑧Siemens(SAB80系列，MCS-51内核)⑨NEC(78系列)1.1.4系统设计的常用术语：总线

6、单片机应用系统以单片机为核心，采用总线与其它器件协调工作。比如，所有器件的8根数据线全部接到8根公用线上，即相当于各个器件并联，这些公用的数据线就称为数据总线。如果有两个器件同时向数据总线发送数据，一个为0，另一个为1，那么数据总线就会发生冲突，这需要通过另外的控制线来解决，从而使器件分时工作，即在一条总线上任何时刻最多只能有一个器件发送数据，但有时可以有多个器件同时接收数据。1.1.4系统设计的常用术语：总线器件之间用来交换数据的总线称为数据总线，器件所有的控制线称为控制总线，用来设定不同器件及存储单元的位置分配的信号线称为地址总线。因此，计算机系统中有数据总线、控制总线、地址

7、总线三大总线。总线还可以用来进行系统扩展，将更多的器件通过总线连接到单片机系统中。总线扩展首先要保证逻辑功能的正确性，此外还要注意时序的匹配以及总线的驱动能力。1.1.4系统设计的常用术语：指令、地址、数据指令、地址和数据的本质都是数字，即由一串“0”和“1”组成的序列，但它们有其各自的内涵。指令：与常用的指令助记符有着严格的一一对应关系。开发人员通过编程来控制单片机进行特定的操作。地址：是寻找单片机的片内和片外存储单元的依据。数据：通常特指被单片机处理的对象。1.1.4系统设计