新编单片机原理及应用 教学课件 作者 汪贵平 1_第1章　单片机概述.ppt

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1、27853b主编第1章　单片机概述1.1　单片机的概念1.2　单片机的发展1.2.1　单片机的发展历史1.2.2　单片机的发展趋势1.2.3　常用单片机的分类1.2.4　51系列单片机简介1.3　单片机的应用1.3.1　单片机的主要特点1.3.2　单片机的应用领域1.4　单片机应用系统的开发1.4.1　单片机应用系统的硬件构成1.4.2　单片机应用系统的开发过程第1章　单片机概述1.5　单片机应用系统的开发调试模式1.5.1　集成开发环境+仿真器+编程器的开发模式1.5.2　集成开发环境+ISP/IAP的开发模式1.6　本课程的性质和任务1.1　单片机的概念图1-1　几种典型

2、单片机的外形图1.2　单片机的发展如果将8位单片机的推出作为起点，其发展历史大致可分为以下几个阶段。(1)第一阶段(1976～1978年)单片机的起步阶段。以Intel公司1976年推出的MCS-48系列8位单片机为典型代表。这个阶段因受集成电路技术的限制，CPU指令系统功能相对较弱、存储容量小、I/O部件种类和数量少，只能用在较简单的场合，且价格较高，其应用未受到足够的重视。(2)第二阶段(1978～1982年)单片机的完善阶段。Intel公司推出了典型的MCS-51系列单片机。其指令系统趋于丰富和完善，增加了许多突出控制功能的指令及相关硬件，扩充了串行通信功能，通用的8位

3、微处理器总线结构奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。(3)第三阶段(1982～1990年)8位单片机巩固发展和16位单片机的推出阶段。1.2.1　单片机的发展历史(1)第一阶段(1976～1978年)　单片机的起步阶段。(2)第二阶段(1978～1982年)　单片机的完善阶段。(3)第三阶段(1982～1990年)　8位单片机巩固发展和16位单片机的推出阶段。(4)第四阶段(1990年至今)　单片机的高速发展阶段。1.2.2　单片机的发展趋势1)字长(即单位时间内能一次处理的二进制数的位数)由4位、8位、16位发展到32位。2)运行速度不断提高。3)片内存储容量越来越大，由

4、1KB、4KB、16KB、32KB发展到64KB乃至更大。4)外围电路内装化。5)低功耗和低电压。6)低噪声与高可靠性。7)结合专用集成电路(ASIC)和精简指令集(RISC)技术，使单片机发展成为嵌入式微处理器，深入到数字信号处理、图像处理、人工智能和机器人等领域。8)小体积、低价格和专用化。1.2.3　常用单片机的分类1.按照指令体系分类2.按照存储器结构分类3.按生产厂家分类1.按照指令体系分类常用单片机的指令体系可分为复杂指令集和精简指令集。复杂指令集(ComplexInstructionSetComputer，CISC)：长期以来，计算机性能的提高往往是通过增加硬件

5、的复杂性来获得。随着集成电路技术特别是超大规模集成电路技术的迅速发展，为了软件编程方便和提高程序的运行速度，硬件工程师采用的办法是不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址方式，甚至某些指令可支持高级语言语句归类后的复杂操作，这样导致硬件越来越复杂，指令数越来越多，造价也相应提高。2.按照存储器结构分类图1-2　冯·诺依曼结构2.按照存储器结构分类图1-3　哈佛结构3.按生产厂家分类1)Intel公司：MCS-51和MCS-96系列。2)Atmel公司：AVR系列、AT系列。3)Winbond公司：W77系列、W78系列。4)SST公司：SST系列。5)NXP公司：P89系

6、列、LPC系列。6)Motorola公司：68HCXX系列。7)Microchip公司：16C5X/6X/7X/8X系列。8)Texas公司：MSP430FXX系列。9)诸多公司的32位ARM系列，但其具有更多的嵌入式微处理器的特征。1.2.4　51系列单片机简介尽管目前单片机的种类很多，各类单片机的指令系统各不相同，功能各有所长，但市场占有率最高的是51系列单片机。世界上很多知名的IC厂家如AMD公司、Atmel公司、Winbond公司、Philips公司、ISSI公司、LG公司、TEMIC公司和Simens公司均生产兼容51系列芯片。51系列单片机产品达数百个品种，并且还

7、在不断推出功能更强的新产品。1.3　单片机的应用1)优异的性能价格比。2)集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。3)控制功能强。1.3.1　单片机的主要特点1)优异的性能价格比。2)集成度高、体积小、有很高的可靠性。3)控制功能强。4)低功耗、低电压，便于生产便携式产品。5)外部总线增加了IIC和SPI等串行总线方式，进一步