单片机技术及应用第一章单片机基础知识.ppt

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1、单片机技术及应用第1章单片机基础知识第1章单片机基础知识1.1单片微型计算机单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片上的计算机，简称单片机。它包括中央处理器（CPU），用RAM构成的数据存储器，用ROM构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出（I/O）接口和时钟电路。1.1.1单片机最小系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对一般的51系列单片机来说,由单片机、晶振电路和复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加到上述电路中,成为最小系统。1.1.2单片机的基本知识1.单片机单片机是

2、微型计算机中的一种，是把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成在一块集成电路芯片上形成的微型计算机。因而被称为单片微型计算机，简称为单片机。2．单片机和单片机系统单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和软件基础。3．单片机应用系统和单片机开发系统单片机应用系统是为控制应用而设计的，该系统与控制对象

3、结合在一起使用，是单片机开发应用的成果。但由于软硬件资源所限，单片机系统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计，必须使用专门的单片机开发系统。4．单片机的程序设计语言和软件单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器语言。机器语言是用二进制代码表示的单片机指令，用机器语言构成的程序称之为目标程序。汇编语言是用符号表示的指令，汇编语言是对机器语言的改进，是单片机最常用的程序设计语言。虽然机器语言和汇编语言都是高效的计算机语言，但它们都是面向机器的低级语言，不便记忆和使用，且与

4、单片机硬件关系密切，这就要求程序设计人员必须精通单片机的硬件系统和指令系统。单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有MBASIC和MBASIC-52等。1.1.3单片机的发展概况目前国际市场上8位、16位单片机系列已有很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以下几个方面：1.CPU的发展2.片内

5、存储器的发展（1）片内存储器的发展（2）片内EPROM开始E2PROM化（3）闪速存储器（4）串行存储器（5）片内程序的保密措施3．片内输入输出接口功能单片机在工艺上的提高5.片内固化应用软件和系统软件1.1.4单片机主要品种简介1.4位单片机高档8位单片机的巨大产量挤占了部分4位机的市场。为了保住自己的领地，4位机的结构和功能也发生了很大的改进。其一是增强片内I/O功能，把应用系统所需的LED、LCD、VFD（FIP）显示器驱动电路都集成在单片机芯片内，使其成为“单片”控制器。目前8位单片机和16位单片机还很少做到这点。其二是提高指令执行速度，新型的4位单片机采用1.5μm

6、COMS工艺，其指令执行速度小于1μs。其三是增大片内ROM、RAM，有的ROM已达到32KB，RAM已达到1K×4位。其四是低压低功耗，有的在2.2V下也能正常工作，有的甚至在μA级电流时也能正常工作。其实有的4位单片机性能已不低于8位单片机。2.8位单片机8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡，大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。而MC68HC05则具有4位单

7、片机的价格，是4位单片机的强劲竞争者。Z80派系的单片机相对小一些，但NEC公司的μPD78K系列的单片机功能较强，被誉为新一代的8位单片机。3.16位单片机16位单片机目前产量只占整个单片机市场的5%。16位单片机的性能都较高，有乘除指令、快速I/O功能。有的还有DMA传送，可支持C或者FORTH语言等等。其主要机型是Intel的8096。美国国家半导体公司的HPC单片机性能价格比较高，已占CMOS工艺16位单片机销售量的首位。日本Hitachi公司的H8/500单片机的性能目前最高，其指令执行速度为