微机原理与应用ppt课件.ppt

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1、张鹏辉2008.9微机原理与应用课程简介学时数:48学时学分:3学分总成绩=期末考试(80%)+平时(20%)平时成绩=期中+作业+随堂测验+点名+答疑课程特点:硬件和软件紧密结合,不同于以往的电路,需要仔细体会和适应;具有很强的实用性,重视实验和主动实践;需要大量记忆;必须参阅参考书和认真独立完成作业.第1章MCS-51单片机的组成及结构1.1微型计算机与单片机1.1.1单片机现代的计算机基本是基于冯·诺依曼计算机的模型和原理发展起来的,冯·诺依曼计算机具有如下基本特点:计算机由运算器、控制器、数据（程序）存储器和输入／输出设备四大部分组成；采用存

2、储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令一样可以送到运算器中运算，即由指令组成的程序是可以修改的；数据以二进制码表示；指令由操作码和地址码组成；指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器（即程序计数器PC）指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，也可按运算结果或外界条件而改变；机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。几个概念：计算机：由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成的具有计算能力的系统；微型计算机：运算器和控制器(中央处理单元,CPU)集成在一个芯片上的计算机；单片机：在一个半导体芯片上集成了运

3、算器、控制器、存储器、输入/输出接口的计算机。单片机简单、容易学习，在整体掌握MCS-51单片机的开发应用后，很容易扩展到其它系列的单片机的学习和使用。微型计算机的主要指标：（1）字长：指微处理器内部一次可以并行处理的二进制代码的位数。字长越长精度越高，处理速度越快。（2）存储容量：指计算机内部能存储二进制代码的多少。8位二进制（8bit）代码称为1个字节（1Byte）,16bit称为1个字（word）。（3）指令执行时间：指计算机执行一条指令所需的平均时间。越短越好，一方面取决于时钟频率，另一方面取决于指令系统的设计、CPU体系结构。（4）系统总线

4、：指连接计算机内部各功能部件的公共数据通道，其性能表现为数据传输宽度和工作时钟。（5）外部设备配置：如显示、网络、通信等设备。（6）系统软件配置：系统软件,应用软件。单片机的主要特点：（1）受集成度限制，片内存储容量比较小。一般ROM为4/8k字节，最大64k字节，RAM为128/256字节。（2）可靠性好。芯片本身按工业测控环境设计，抗工业干扰能力强；程序固化在ROM中，不易损坏。（3）易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件，芯片外部有许多供阔展用的三个总线和输入输出引脚，很容易构成各种规模的应用系统。（4）控制功能强。单片机指令系统中均有丰富

5、的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。逻辑控制能力优于运算能力，称为微控制器。（5）一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件，只放置用户调试好的应用程序。（6）性价比好。单片机是一种简单的计算机，成本低，常用在仪器仪表、工业测控、消费电子、大型系统中部件，是简单系统设计中常使用的一种机型。1.1.2单片机的开发与开发工具1．开发的定义：从提出任务到定型生产、投入使用的过程称为开发。这包括对总体方案的论证、硬件系统设计与调试、软件系统的编程与调试，最后直到目标样机的调试成功和现场投入使用等。2．开发的特点：软件和硬件不可分割，即在应用系

6、统的硬件设计时，同时生成软件设计框图和实现方法；或者考虑到编程的组态、易维护等原因反过来修改硬件设计。3．开发手段：硬件调试：编制出简单的单元调试程序使系统运行，用示波器、万用表也可使用逻辑分析仪测试电路。软件调试目前多用KEIL51软件，它集编辑、编译、仿真为一体，支持汇编、PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用，是目前对单片机进行调试最好的软件之一。4．开发工具：设计一种通用的调试程序工具，把开发系统的CPU和RAM暂时出借给用户控制板（控制系统），利用开发系统进行调试，然后把调试好的程序固化到EPROM中。（1）把8031芯片和EEP

7、ROM拔掉，通过仿真头插上虚拟单片机（开发系统）。（2）开发系统的功能有：硬件电路的检查与诊断；用户程序的输入与修改；程序的运行调试：单步、断点和连续等；程序能固化到EPROM中等。1.1.3MCS-51的应用特性1．温度范围：民品0℃～70℃，工业级为-40℃～85℃，而军品级为-55℃～125℃。2．有多种产品型号可供选择：从学习MCS-51系列单片机来讲，初学者只需以8031为例，然后逐步深入。1）选用增强型如80X52系列的芯片。例如89C52，片内有8K字节的E2PROM；89C55芯片中有3个16位定时计数器，片内有20K字节的E2PRO

8、M并具有两级程序保密系统。2）SST89X564XX器件带有72/40KByte的片内FlashEEROM，