第1章单片机概述ppt课件.ppt

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1、第1章单片机概述计算机是20世纪的重大科学技术成就之一，它的应用已经进入了社会生活的各个领域，有力地推动了社会的发展。单片机是一种集成度更高的微型计算机。自20世纪70年代问世以来，已广泛应用在：工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等方面。1.1什么是单片机（单片机的特点）计算机的基本结构：由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备5个部分组成。第1章单片机概述1.1什么是单片机（单片机的特点）在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器(RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。

2、单片机具有一台计算机的属性，主要应用于测控领域，也称为：微控制器MCU(MicroControllerUnit)强调其控制属性嵌入式控制器EMCU（EmbeddedicroControllerUnit）处于测控系统的核心地位并嵌入其中我国，习惯使用“单片机”这一名称。单片机按用途可分为通用型和专用型两大类：（1）通用型可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心的测控系统。（2）专用型专门针对某些产品（如：打印机、家电等）的特定用途而制作的单片机，针对性强且数量巨

3、大。对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑。“专用”单片机具有十分明显的综合优势。单片机在系统结构上的特点：（1）在系统结构上采用哈佛型。一般的通用计算机在系统结构上采用冯·诺依曼型结构，其特点是数据与程序共用一个存储器。单片机在系统结构上采用哈佛型结构，其结构特点是将数据与程序分别存放在两个存储器中，一个称为数据存储器，另一个称为程序存储器。单片机在系统结构上的特点：（1）在系统结构上采用哈佛型。为什么要这样安排单片机的存储结构呢？这是由单片机的应用特点所决定的，因为单片机在应用时往往是为某个特定对象服务

4、的，它的程序调试成功后，一般是固定不变的，因此将程序一次性永久地固化到单片机内，不仅省去了每次开机后的程序重新装入步骤，还可以有效地防止因掉电或其他干扰引起的程序丢失和错误。单片机在系统结构上的特点：（2）有极强的布尔处理能力由于控制应用中往往开关量多，因而要求系统对开关量的处理功能要强。具体表现在单片机上就是要求系统有位寻址功能及对位的各种算术及逻辑处理和控制功能，这些功能构成一个布尔处理机的环境。（3）有较齐全的输入／输出接口及实时中断功能一般单片机上都配有并行口、串行口、计数／定时器，有的还配有A/D及D/A转换器，以适应不

5、同的应用场合。(4)有实时控制的特殊电路有掉电保护及复位电路、时间监视定时器电路等。单片机主要的优点：①体积小、重量轻。电源单一、功耗低。功能强、价格低。④各部件全部集成在一块芯片上，布线短，布局合理。数据大都在单片机内传送，所以运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。单片机的结构与组成单片机的内部基本组成单片机的结构与组成程序存储器（ROM）：用来存放用户程序，可分类为EPROM、MaskROM、OTPROM和FlashROM等。中央处理器（CPU）：是单片机的核心单元，通常由算术逻辑运算部件ALU和控制部件构成。随机存储器（RAM

6、）：用来存放程序运行时的工作变量和数据，由于RAM的制作工艺复杂，价格比ROM高得多，所以单片机的内部RAM非常宝贵，通常仅有几十到几百字节。并行输入/输出（I/O）端口：通常为独立的双向I/O口，任何口既可以用作输入方式，又可以用作输出方式，通过软件编程设定。单片机的结构与组成串口输入/输出口：用于单片机和串行设备或其他单片机的通信。定时器/计数器（T/C）：用于单片机内部精确定时或对外部事件（输入信号如脉冲）进行计数，有的单片机内部有多个定时/计数器。系统时钟：通常需要外接石英晶体或其他振荡源提供时钟信号输入，也有的使用内部R

7、C振荡器。系统时钟相当于PC微机中主频。1.2单片机的历史及发展概况自1974年美国Intel公司首先研制出4位单片机4004以来，它的发展可以划分为四个阶段:第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。由于工艺的限制，单片机采用4位双片的形式，且功能比较简单。第二阶段（1976年～1978年）：低性能8位单片机阶段。以Intel公司制造的MCS-48单片机为代表，开发出了各种中、低档8位单片机。8位CPU片内含多个8位并行I/O接口一个8位定时／计数器不带串行I/O接口中断处理比较简单片内RAM和ROM容量较小，且寻址范

8、围不大于4KB1.2单片机的历史及发展概况第三阶段(1978年～现在)：高性能8位单片机阶段。以Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等为代表，开发出了高性能的8位单片机：带有串行接口多级中断系统多个16位定时／计数