第1章--单片机技术简介ppt课件.ppt

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1、第1章单片机技术简介单片机的历史、特点、应用与选型什么是单片机在一块大规模或超大规模集成电路芯片上制成的微型计算机体积小、功耗低、性价比高、应用灵活可以作为一个部件嵌入到各种产品中，而不是以常见的计算机系统形式出现微控制器(Microcontroller或MicroControlUnit，MCU)嵌入式微控制器(EmbeddedMicrocontroller)1.1单片机简介单片机系统的构成与常见的微型计算机系统类似其发展也与微型计算机的发展同步由于面向的应用领域不同技术进步在产品研发中体现出不同的侧重点1.1.1计算机的基

2、本组成冯·诺伊曼计算机体系结构：存储程序原理三大硬件系统组成中央处理器(CPU)，其中包含一个控制器、一个运算器、若干寄存器和一个程序计数器主存储器系统，用来保存控制计算机操作的各种程序输入/输出(I/O)系统具有执行顺序指令的处理能力在主存储器系统和CPU的控制单元之间，包含一条物理上的或逻辑上的单一通道，可以强制改变指令的内容和执行的顺序计算机的基本组成增加了系统总线的冯·诺伊曼结构1.1.2单片机的基本结构微型计算机是计算机小型化的产物单片机是单芯片形式的微型计算机在一块芯片上，集成了CPU、存储器和各种接口电路单片机

3、的CPU通常比同期的普通微型计算机的CPU简单一些大量的CPU辅助电路和接口电路以及片内存储器的存在，使得用单片机构建的微型计算机系统变得非常简单单片机功能框图(MCS-51)单片机与通用微机的比较单片机内的CPU功能已经做了简化单片机不是用来设计通用微机的没有必要拥有较强的运算能力常见的有4位、8位、16位、32位的CPU最常用的一直是8位单片机针对其应用领域做了优化一般在控制、逻辑、实时性上比通用微机的CPU表现还要更好一些1.1.3单片机的发展历史单片机探索阶段Intel、Motorola单片机完善阶段MCS-51微控

4、制器形成阶段微控制器发展阶段片上系统（SystemonChip）1.1.4单片机技术发展特点8位、16位、32位单片机共同发展速度越来越快低电压、低功耗高可靠性技术ISP与IAP技术全盘CMOS化1.3单片机的结构特点从CPU存储器总线结构三个方面讨论单片机系统的结构特点单片机与微处理器的区别单片机与嵌入式系统的关系1.2.1单片机的CPUCISC(ComplexInstructionSetComputer)复杂指令集计算机技术如Intel的MCS-51系列RISC(ReducedInstructionSetComputer

5、)精简指令集计算机技术如Microchip的PIC系列Atmel的AVR系列1.2.2存储器设计冯·诺伊曼结构也称作普林斯顿(Princeton)结构用来存储程序和数据的物理存储器是在同一个物理存储器空间中哈佛(Harvard)结构将程序指令存储空间与数据存储空间分开的存储器结构普林斯顿结构和哈佛结构1.2.3总线结构单总线、双总线和多重总线结构单总线结构比较常见在单总线结构中，对存储器和I/O接口的寻址方法，又分为独立编址的I/O方式和存储器映像的I/O方式两种1.2.4单片机与微处理器硬件结构指令集软件应用领域1.2.5

6、单片机与嵌入式系统嵌入式系统以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统嵌入式的另一种实现是使用嵌入式微处理器单片机与嵌入式微处理器在应用领域的交叉不多，二者在嵌入式系统应用中都有不可估量的发展空间1.3单片机的应用与选型1.3.1单片机的应用智能化家用电器、智能化接口的办公自动化设备、商业营销设备、工业自动化控制、智能化仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域1.3.2单片机的选型需要考虑多个方面