单片机 概述.ppt

单片机概述 1 1单片机及其相关概念1 2单片机的发展历史1 3单片机的内部结构1 4典型单片机1 5单片机的应用和应用系统结构1 6单片机的应用系统开发 1 1单片机及其相关概念 单片机的概念 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名 即把中央处理器CPU 随机存储器RAM 只读存储器ROM 中断系统 定时 计数器以及I O口电路等主要微型机部件集成在一块芯片上 虽然单片机只是一个芯片 但从组成和功能上看 它已经具备了计算机系统的属性 为此 称它为单片微型计算机 简称单片机 单片机和单片机系统 单片机只是一个芯片 而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统 单片机应用系统与单片机开发系统 单片机应用系统 指能满足嵌入对象要求的全部电路系统 单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具 常用的单片机开发工具有 微型机开发系统 1 2单片机的发展历史 高速发展阶段 20世纪90年代是单片机高速发展阶段 8位单片机改良型及16位单片机阶段 单片机的性能不断完善 性价比显著提高 种类和型号增加 市场扩大 单片机的应用已深入到各个领域 由单片机控制的微电脑产品比比皆是 单片机的发展历史可分三个阶段 初级阶段 20世纪70年代 Eg MCS 48系列 只能应用在比较简单的场合 应用未引起足够的重视 发展阶段 20世纪80年代 Eg MCS 51和MCS 96 应用得到推广 开始广泛应用到各个领域 1 3单片机的内部结构 中央处理器 中央处理器 CPU 是单片机的核心部件 它由运算器 控制器 中断部件 时钟和定时控制逻辑等组成 CPU控制数据的处理和整个系统的各种操作 根据CPU一次数据运算和数据传送的位数 单片机可分为4位机 8位机 16位机 32位机 存贮器 二 数据存贮器 一 程序存贮器 ROMEPROMEEPROMFlashMemory无ROM型单片机 单片机内部的数据存贮器一般为静态随机存取的存储器RAM 容量为几十字节 几k字节 输入 输出部件 二 特殊的I O部件 1 串行接口 同步或异步串行口 扩展串口 I2CBUS串行口 SPI总线串行口 2 模数 数模转换器 A D D A 8位 10位或12位3 多功能定时器 16位多功能定时器 具有定时 测量外部输入信号功能 有的还有比较输出 PWM等多种功能 4 显示驱动器 可驱动 LED LCD5 其它 看门狗定时器 DMA通道等 一 最基本的I O部件并行口和定时器 1 4典型单片机介绍 1 INTEL单片机 MCS 48系列 4位 MCS 51系列 8位 MCS 96系列 16位 2 Motorola单片机 68HC05 68HC08 8位 3 TOSHIBA单片机 TLCS 470 4 TLCS 870 8 4 HITACHI单片机 H400 4 H8 8 5 ATMEL单片机 AT89C51 AT89C20516 Philips单片机 P89C51RD27 SIEMENS单片机 C166 16 C500 8 8 CYGNAL单片机 C8051F020 1 5单片机应用和应用系统结构 1 单片机在智能仪表中的应用 计量与测量仪表 功能强 精度高 智能化程度高 如电表 电阻 电容电感测量仪等 2 单片机在机电一体化中的应用 机械技术 微电子技术 自动化技术 和计算机技术于一体 具有智能化特征的机电一体化产品 电牵引采煤机单片机控制器 微机单车检测器 3 单片机在实时控制中的应用 对工业上的一些温度 湿度等进行测量与控制 啤酒厂糖化车间温度控制系统 4 单片机在分布式多机系统中的应用 由若干台单片机协调工作 将各点的工业参数测量后送到上位机中进行数据处理和显示 打印等 粮库的粮仓进行温度检测 5 单片机在家用电器中的应用 电视机 洗衣机 微波炉 空调机 VCD DVD等 1 5 1单片机应用 单片机应用系统结构 一 基本系统 二 扩展系统 并行总线扩展 二 扩展系统 串行总线扩展 三 实际应用系统 微机单车检测器 单片机应用 1 6单片机应用系统开发 单片机的程序设计语言和软件 机器语言 单片机应用系统只使用机器语言 指令的二进制代码 又称指令代码 机器语言指令组成的程序称目标程序 MCS 51两个寄存器相加的机器语言指令 00101000汇编语言 与机器语言指令一一对应的英文单词缩写 称为指令助记符 汇编语言编写的程序称为汇编语言程序 MCS 51两个寄存器相加汇编语言指令 ADDA R0 机器语言 MachineLanguage 有三类汇编语言 Assemble 高级语言 HighLevelLanguage 高级语言 高级语言源程序C 51 C PL M51等 简单 控制程序不太长 复杂 多种多样的控制对象 少有现成程序借鉴 简单系统 不含管理和开发功能 复杂系统 实时系统 需要监控系统 甚至实时多任务操作系统 编译型高级语言可生成机器代码 解释型高级语言必须在解释程序支持下直接解释执行 因此 只有编译型高级语言才能作为微机开发语言 不同计算机语言的应用 源程序通过编译得到机器能执行的目标程序 汇编语言程序可以高效率利用计算机资源 目标程序占用内存少 执行速度快 适合于自动测控系统反应快速 结构紧凑的要求 实际应用中 常与C语言配合使用 高级语言程序容易掌握 通用性好 但编译程序系统开销大 目标程序占用内存多 且执行时间比较长 多用于科学计算 工业设计 企业管理 汇编或编译将符号指令转换成机器码的过程称为汇编 常用的汇编方法有三种 手工汇编利用开发机的驻留汇编程序进行汇编交叉汇编 独立型仿真器开发 单片机应用系统传统开发方式 单片机开发系统又称开发机或仿真器 仿真目的 利用开发机的资源来模拟欲开发的单片机应用系统的CPU 存储器和I O操作 SST公司推出的SST89C54和SST89C58芯片有SuperFLASH存储器 利用这种存储器可以进行高速读写的特点 能够实现 在系统编程 ISP 在应用编程 IAP