单片机原理及其应用.ppt

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1、单片机原理及其应用11电子计算机的发展概述1.1电子计算机的问世及其经典结构3单片机的发展过程及产品近况3.1单片机的发展过程1.2微型计算机的应用形态3.2单片机产品近况2.1存储器的概述2.3I/O接口及外设2.2CPU的组成及作用2计算机各组成部分的介绍2580C51系列概述5.1MCS-51系列5.380C51典型产品资源配置5.280C51系列4单片机的特点及应用领域4.2单片机的应用领域4.1单片机的特点6.3单片机开发方式的发展6单片机应用系统开发简介6.1单片机应用系统的开发6.2单片机应用系统传统开发方式3一、二进制、十进制、十六进制二、不同进制之

2、间相互转换三、原码、反码及补码四、数据在计算机中的表示补充常用数制和编码补充数制与编码的简单回顾1数制2编码41电子计算机的发展概述1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世，这标志着计算机时代的到来。ENIAC（“埃尼阿克”）1.1电子计算机的问世及其经典结构◆ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。◆与现代的计算机相比，有许多不足，但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。5匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序存

3、储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。（EDVAC-ELECTRONICDISCRETEVARIABLEAUTOMATICCOMPUTER）6电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架。71.2微型计算机的应用形态◆多板机（系统机）将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩

4、展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。从应用形态上，微机可以分成三种：8◆单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。9◆单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片

5、微型计算机，即单片机。单板机单片机系统机（多板机）三种应用形态的比较：10系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。112计算机各组成部分的介绍2.1存储器的概述存储体地址译码输入输出控制控制线地址线数据线存储器框图.··2.1.1存储器框图122.1.2存储器的作用2.1.3存储器的表达2.1.4存储器的种类、内部数据2

6、.1.5存储器的访问2.1.6存储器的容量及地址线的计算地址线的根数：n地址线空间：2n地址：从n个0~n个1132.2CPU的组成及作用算术逻辑单元(简称ALU）运算器累加器寄存器CPU运算器控制器2.2.1CPU、运算器及控制器的组成14控制器的组成程序计数器指令寄存器指令译码器时序产生器操作控制器15ALU可对两个操作数进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。ALU执行不同的运算操作是由不同控制线上的信息所确定的。ALU的两个主要的输入来源：累加器、数据寄存器2.2.2运算器的作用对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的

7、动作。指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。2.2.3控制器的主要功能162.3I/O接口及外设每个外设与微处理器的连接必须经过接口适配器（I/O接口）。每个I/O接口及其对应的外设都有一个固定的地址，在CPU的控制下实现对外设的输入（读）和输出（写）操作。比较I/O接口与存储器的访问常见的外设举例173单片机的发展过程及产品近况3.1单片机的发展过程单片机技术发展过程可分为三个主要阶段：◆单芯片微机形成阶段1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机。8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器