单片机原理及应用课件第1章 概述.ppt

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1、单片机原理及应用第1章概述1.1课程简介1.2单片机的基本概念1.3单片机的发展概况1.4单片机的特点及应用1.5常用单片机系列介绍1.1单片机的基本概念名词解释中央处理器（CPU）中央处理器（CentralProcessingUnit）的缩写，即CPU，CPU是电脑中的核心配件，其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。（强调：CPU并不是一台完整的计算机）单片机全称为单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)或微控制器(MicrocontrollerUnit)或嵌入式控制器(EmbeddedContro

2、ller)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。单片机与微型计算机的区别图1.1微机组成结构框图图1.2单片机组成框图(1)单板机：将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路以及简单的输入/输出设备组装在一块印刷电路板上，称其为单板微型计算机，简称单板机。(2)单片机：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。(3)微型计算机：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。(4)微型计算机系统：微

3、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。(1)微处理器（CPU）的区别通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz)，字长普遍达到32位。单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式。字长一般为4位、8位。单片机与通用微

4、机部件区别(2)存储器区别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。现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB)，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。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)I/O接口通用微机中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非标准的，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

5、连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。嵌入式系统定义嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。单片机与嵌入式系统嵌入式系统的发展第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制系统。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言程序对系统进行直接控制，结束后清除内存。主要特点：系统结构和功能

6、相对单一，处理效率较低，存储容量较小。由于这类系统操作使用简便、价格低廉，在国内工业领域应用较为普遍，但远远不能适应现代工业控制和新兴的信息家电等领域需要。第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。主要特点：CPU种类繁多，通用性较弱；系统开销小，效率高；操作系统具有一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业；系统主要用于控制系统负载以及监控应用程序运行。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。主要特点：嵌入式系统能运行于不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗

7、口以及用户界面的功能；具备大量应用程序接口(API)，开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展和Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。1.2单片机的发展概况1．4位单片机阶段自1975年美国德克萨斯仪器公