单片机原理及应用 教学课件 作者 娄国焕 第一章 概述.ppt

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1、第一章概述12第一章目录1.1单片机的定义和特点1.1.1微型计算机系统1.1.2单片机的基本概念1.1.3单片机的特点1.2单片机的发展概况1.3单片机的应用特点1.4常用单片机介绍1.4.1Intel公司的单片机1.4.2Atmel公司的单片机1.4.3Philips公司的单片机1.4.4Microchip公司的单片机1.4.5MOTOROLA单片机3微型计算机和单片机的基本概念及组成结构；单片机的发展趋势；单片机的特点；常见的单片机介绍。重点：微型计算机和单片机的组成结构难点：微型计算机和

2、单片机的组成结构内容提要451.1单片机的定义和特点1.1.1微型计算机系统微型计算机由中央处理单元CPU、只读存储器ROM、随机存储器RAM、中断系统、定时/计数器、I/O接口组成。对于微型计算机来说，组成的各个部分，都是分立的，由单独的芯片或者电路板组成。61.1.2单片机的基本概念单片微型计算机简称单片机(SingleChipMicrocomputer)，又称微控制器（MicrocomputerUnit）。自70年代问世以来，已深入应用到非微型计算机所无法应用的领域。它将计算机的基本部件微

3、型化，使之集成在一块芯片上。片内含有中央处理部件(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入输出(I/O)接口、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及总线等。按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（MicroControllerUnit）。鉴于它完全作嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器(EmbeddedMicrocontroller)。71.1.3单片机的特点单片机

4、是以工业测控对象、环境、接口特点出发向着增强控制功能，提高工业环境下的可靠性方向发展。单片机具有以下特点。(1)功能强、体积小，易于产品化。—片单片机一般也只有一块校徽大小。它能方便地嵌入到各种被控制的设备中。(2)面向控制。单片机指令系统中有丰富的转移指令、位操作指令、I/O口的逻辑操作等指令，能满足工业、国防等高科技领域的控制要求。(3)价格低廉。由于单片机应用面广，因此世界各个公司都竞相生产，不断提高性能价格比。(4)低电压、低功耗。单片机大量用于便携式装置和家电产品，因此低电压、低功耗就

5、显得非常重要。许多单片机功耗已为微安级，一粒纽扣电池就能使单片机长期工作。1.2单片机的发展概况单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类。通用型单片机可以把开发资源全部提供给使用者，通过不同的外围扩展来满足不同的应用对象要求；专用型单片机的硬件结构和指令是按照某一特定用途而设计，从而降低成本、简化系统结构、提高可靠性，例如计费率电表、电子记事簿的单片机等。单片机的发展可以划分为四个阶段：(1)第一阶段（1976-1978）单片机的控索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表。这就是SCM的诞

6、生年代，“单片机”一词即由此而来。8(2)第二阶段（1978-1982）单片机的完善阶段。Intel公司在MCS–48基础上推出了完善的、典型的单片机系列MCS-51。它在以下几个方面奠定了典型的通用总线型单片机体系结构。①完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及具有多机通信功能的串行通信接口。②CPU外围功能单元的集中管理模式。③体现工控特性的位地址空间及位操作方式。④指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令。9

7、(3)第三阶段（1982-1990）8位单片机的巩固发展及16位单片机的推出阶段，也是单片机向微控制器发展的阶段。Intel公司推出的MCS-96系列单片机，将一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机的微控制器特征。随着MCS-51系列的广泛应用，许多电气厂商竞相使用80C51为内核，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A/D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，增强了外围电路功能，强化了智能控制的特征。(4)第四阶段（1990－）微控制器的全

8、面发展阶段。随着单片机在各个领域全面深入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。101.3单片机的应用特点由于单片机的特点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：1.单片机在智能仪表中的应用单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。2.单片机在机电一体化中的应用机电一体化是机械工业发展的方