重庆大学通信工程学院-任勇上课讲义.ppt

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1、重庆大学通信工程学院-任勇重庆大学通信工程学院任勇微型计算机的基本结构重庆大学通信工程学院任勇1.1单片机的定义、发展、特点及应用定义在一块半导体芯片上，集成了CPU、ROM、RAM、I/O接口、定时器/计数器、中断系统等主要功能部件，构成一个芯片级的微型计算机。由于集成电路的进步，还可以包含Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ、通信接口等部件，功能日益增强。术语称谓中文：微控制器=单片机=单片微机=单片微控制器英文：MCU（MicrocontrollerUnit）并非SingleChipMicrocomputer标准：微控制器（MCU）重庆大学通信工程学院任勇MC

2、U的发展早期：以Intel公司为领袖，同步于通用微机，有３个阶段：第一阶段（1974～1978）初级，8位，MCS-48系列（带并行I/O接口、定时器／计数器、无串行I／O接口）第二阶段（1978～1983）高级，8位，MCS-51系列（新增串行I/O接口、多级中断等功能完备，拓宽了其应用范围）第三阶段（1983～）16位单片机，MCS-96系列（16位处理，含A/D转换器，功能加强，速度加快）其中：MCS-51系列获得了最为广泛的应用，典型型号为使用Intel8051内核的89C51、89S51、89S52……其它类似：MotorolaMC6

3、8HC05/08系列重庆大学通信工程学院任勇目前：8位、16位、32位、64位并存，各厂家、多种类并存注：字长(位)：CPU一次能够运算处理的二进制位数。位数越高，运算处理能力越强。（有别与数据总线的位数）MCU的发展趋势可靠性功能模块总线接口CPU的处理位数功耗、价格MCU的主要生产厂家Intel、Atmel、Philips（恩智浦，NXP）、Motorola、ADI、TI、Microchip、西门子、富士通、三星、凌阳、盛群……美国领先，中国没有（龙芯？！）重庆大学通信工程学院任勇MCU的特点体积小，重量轻，价格低，耗电少，可靠性高（因内部

4、集成）控制能力强（如位处理，直接I/O操作）形成的产品生命周期长资源有限（如引脚少、片内存储器容量不大，但可扩或选）运算能力不强（如乘、除、大数据量等）MCU的应用范围几乎“无所不在，无所不为”渗透：工业控制、通信、交通、仪器仪表、家用电器、办公自动化、汽车电子、PC外设……重庆大学通信工程学院任勇MCU与嵌入式系统MCU技术、FPGA技术和DSP技术，是目前数字电路系统设计领域公认的三大基础性技术，以这三类技术形成的应用系统也是目前嵌入式系统的主要表现形式。其中MCU技术最为经典、应用成熟、受众面广。近年来，MCU技术发展迅速，已从传统设计技

5、术走向现代设计技术，其功能、速度、资源正在不断加强，更加易于解决电子系统的嵌入性、微型化、低功耗、高可靠性和低价格等问题。MCU的学习MCU技术已经成为广大电子工程师和电类专业大学生必备的技能之一，是学习、理解、提高计算机应用开发能力的基础学科，是应用型新技术发展的基石，其重要性是不言而喻的。软硬件兼顾并重领会结构原理、部件功能、常规接口方法达到：能够理解书本或别人的电路和程序，能够看懂芯片厂家的原文数据手册，能够自行设计硬件电路和软件程序勤于实践，应用创新重庆大学通信工程学院任勇单片机技术的学习方法首先是模仿验证、吸收消化，然后才是结合应用、

6、自主创新。在这个学习过程中，需要领会单片机的结构原理、单元部件功能、常规接口方法、特殊应用方案等，要让单片机“动起来”解决实际问题，还要掌握汇编语言编程、C语言编程、调试系统、下载程序等方法，至于应用对象的行业知识可通过交流、查询得到补充。单片机应用系统设计涉及的相关技术很多，包括了MCU结构原理、数字逻辑电路、模拟电子电路、硬件设计与制作、汇编语言编程、C语言编程、仿真调试、低功耗、抗干扰以及各种互联接口等技术，在短时间内全面掌握这些技术对于初学者来说是非常困难的。如果学习者具有深厚的基本功自然更好，假设有所欠缺也无妨，可以在单片机技术学习和

7、应用的过程中重新回顾理解。实际上，有些知识或技术可以边用边学甚至用通了再反学，在应用中提高并积累，有些单元技术也不必深究硬啃，采用“拿来主义”共享，比如一些MCU典型电路、范例程序、基本模块等。经过一段时间的基础学习，单片机技术学习者最终需要做到三个“能够”：能够看懂书本或别人的电路和程序；能够看懂芯片厂家的原文数据手册（DataSheet）；能够自行设计硬件电路和软件程序。这样，就是入门了。需要指出的是，单片机的课堂教学内容或书本知识，能帮助学习者快速入门、建立概念和掌握一般应用。但要成为单片机应用开发的高手或专家，需要学习掌握的知识还很多，

8、更需要自己摸索、实践。“高手之路”是自己走出来的，并不是老师、教本能够教出来的。重庆大学通信工程学院任勇1.2MCS-51单片机的基本了解主要特性：8