MCS-51单片机的组成及结构选读课件.ppt

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1、单片机原理及应用任课教师：张倩西安交通大学城市学院概述1单片机的基本概念2单片机的发展概况3单片机的特点及应用4常用单片机系列介绍1.单片机的基本概念图1.1微机组成结构框图图1.2单片机组成框图(1)将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。(2)微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路由总线有机地连接在一起的整体，称为微型计算机。(3)微型计算机与外围设备、电源、系统软件一起构成的系统，称为微型计算机系统。单片机与通用计算机的区别通用计算机系统主要满足海量、高速数值处理，兼顾控制功能；

2、单片机系统主要满足测控对象的控制功能，兼顾数值处理。(2)通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64KB。(3)通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是面向用户的，且千差万别，种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。第一阶段(1974—1976)

3、——初始阶段。以4位单片机为主，功能比较简单。如1975年美国TI公司推出第一台4位单片机TMS-1000。第二阶段(1976—1978)——探索阶段。单芯片形式，低档8位单片机。如1976年美国Intel公司生产的MCS-48系列单片机，这是第一台完全的8位单片机。MCS-48的推出是在工控领域的探索，此后，各种8位单片机纷纷应运而生。第三阶段(1978—1982)——完善阶段。提高电路的集成度，增加8位单片机的功能。如Intel公司在MCS-48基础上推出了完善的高档8位单片机系列MCS-51。2单片机的发展概况第四阶段(1982—1990)——巩固和发展阶

4、段。巩固发展8位单片机、推出16位单片机、向微控制器发展，强化了智能控制器的特征。如将ADC、DAC、集成到单片机。第五阶段(1990至今)——全面发展阶段。适合不同领域要求的单片机，如各种高速、大存储容量、强运算能力的8位/16位/32位通用型单片机，还有用于单一领域的廉价的专用型单片机。需要提及的是，单片机的发展虽然按先后顺序经历了4位、8位、16位的阶段，但从实际使用情况看，并没有出现推陈出新、以新代旧的局面。4位、8位、16位单片机仍各有应用领域，如4位单片机在一些简单家用电器、高档玩具中仍有应用，8位单片机在中、小规模应用场合仍占主流地位，16位单片机

5、在比较复杂的控制系统中才有应用。3单片机的特点及应用1）单片机的特点(1)单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。(2)采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。(3)单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。(4)单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足

6、应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。2）单片机在控制领域的优点(1)体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。(2)面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。(3)抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。(4)可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。3）单片机的应

7、用范围：(1)工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。(2)仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。(3)计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。(4)商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。(5)家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。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单片机计算机：运算器、控制器、数据（程序）存贮器和输入／输出接口四大部分；微处理器：运算器和控制器

8、集成在一个芯片上；单片机