第节华科单片机

1、绪论绪论单片微型计算机简称单片微型计算机简称单片机。由于它的结构及单片机。由于它的结构及功能均按工业控制要求设计，所以又称功能均按工业控制要求设计，所以又称单片微单片微控制器（控制器（single chip Microcontrollersingle chip Microcontroller）。）。它是将组成微型计算机机所必须的部件（它是将组成微型计算机机所必须的部件（中央中央处理器处理器CPUCPU、程序存贮器（程序存贮器（ROM)ROM)、数据存贮器数据存贮器（RAM)RAM)、输入输入/ /输出（输出（I/O)I/O)接口、定时接口、定时/ /计数器、计数器、串行口、系统总线等串行口、系

2、统总线等）集成在一个超大规模集）集成在一个超大规模集成电路芯片上。成电路芯片上。只要外加少许电子零件便可以构成一套简易的只要外加少许电子零件便可以构成一套简易的计算机控制系统，故又称计算机控制系统，故又称单片微型计算机单片微型计算机（single chip Microcomputersingle chip Microcomputer）什么是单片机什么是单片机绪论绪论什么是单片机什么是单片机输入设备输入设备运算器运算器输出设备输出设备存贮器存贮器控制器控制器运算器运算器+控制器控制器单片机的单片机的硬件结构硬件结构绪论绪论什么是单片机什么是单片机单片机与个人单片机与个人PCPC机相比较机相比较优

3、点：优点：使用单片机做设计，降低硬件成本；体积小，适使用单片机做设计，降低硬件成本；体积小，适合设计小型而且较简单的控制系统。合设计小型而且较简单的控制系统。缺点：缺点：由于单片机芯片设计及制造技术方面的原因，在由于单片机芯片设计及制造技术方面的原因，在有限的芯片上无法设计出太多的内存空间，因此单片机有限的芯片上无法设计出太多的内存空间，因此单片机上的上的ROMROM及及RAMRAM的容量都比较小。的容量都比较小。绪论绪论什么是单片机什么是单片机PCPC计算机的主要用途是科学计算、数据处理、图象分计算机的主要用途是科学计算、数据处理、图象分析、数据库人工智能、数字模拟与仿真等。所以析、数据库人

4、工智能、数字模拟与仿真等。所以CPUCPU发发展的动力在于人类无止境的海量数位运算的需求。展的动力在于人类无止境的海量数位运算的需求。286286、386386奔腾、奔腾、酷睿酷睿等，系统速度越来越快，功能越来等，系统速度越来越快，功能越来越强，价格高。例如越强，价格高。例如IntelIntel酷睿酷睿i3i3系列系列(2.13-3.3GHz), (2.13-3.3GHz), 50050010001000元之间。元之间。单单片机片机：价格并不高，从几元价格并不高，从几元人民币到几十元人民人民币到几十元人民币，币，体积也不大，一般用体积也不大，一般用4040脚脚 封装，当然功能多一些封装，当然功

5、能多一些单片单片机也有引脚比较多的，如机也有引脚比较多的，如 6868引脚，功能少的只有引脚，功能少的只有1010多多个或个或2020多个引脚，有的甚多个引脚，有的甚 至只至只8 8只引脚。只引脚。个人个人PCPC的的CPUCPU一块多少钱？单片机的呢？一块多少钱？单片机的呢？ 绪论绪论单片机的功能肯定不强，干吗要学它呢？单片机的功能肯定不强，干吗要学它呢？实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度一个控制电冰箱温度的计算机难道要用的计算机难道要用P4P4？应用的关键是看是否够应用的关键是看是否

6、够用，是否有很好的性能价格比。所以用，是否有很好的性能价格比。所以80518051出来出来几十年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中。几十年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中。什么是单片机什么是单片机绪论绪论单片机的特点单片机的特点（1 1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。可嵌入各种设备中组成以之为核心的嵌比高。可嵌入各种设备中组成以之为核心的嵌入式系统。入式系统。（2 2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，）数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高。抗干扰能力强，可靠性高。（3 3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。）结

7、构灵活，易于组成各种微机应用系统。（4 4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等领又可用于测量仪器、医疗仪器及家用电器等领域。域。 什么是单片机什么是单片机绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类(1/7)(1/7)1. 基本型基本型2. 增强型增强型3. 低功耗型低功耗型4. 高级语言型高级语言型5. 可编程计数阵列（可编程计数阵列（PCA） 型型6. A/D型型7. 其他特殊功能型其他特殊功能型, 如如DMA型型什么是单片机什么是单片机绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类

8、(2/7)(2/7)什么是单片机什么是单片机 基本型特点基本型特点位微型计算机位微型计算机3232线并行线并行I/OI/O口口; ;128128字节片内字节片内RAMRAM；4KB4KB片内片内ROM ROM ：一个全双工串行口一个全双工串行口; ;2 2个个1616位计数器位计数器; ;5 5个中断源个中断源; ;3232个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器; ;典型产品典型产品:8031/8051/8751:8031/8051/8751。绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类(3/7)(3/7)什么是单片机什么是单片机 增强型特点（在基本型基础上扩展了）增强型特点（在基本型

9、基础上扩展了）增加了片内增加了片内RAMRAM容量（容量（256256字节）；字节）；增加了片内增加了片内ROM ROM （ 8KB 8KB32KB32KB）；）；3 3个个1616位计数器位计数器; ;六个中断源六个中断源; ;串行口通信速度提高串行口通信速度提高5 5倍倍; ;典型产品典型产品:8032/8052/8752:8032/8052/8752。绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类(4/7)(4/7)什么是单片机什么是单片机 低功耗型特点低功耗型特点降低功率消耗降低功率消耗( (最低达最低达120120mWmW)()(用于航天和便携用于航天和便携式产品中式产品

10、中) )；具有程序存储器保密功能；具有程序存储器保密功能；典型产品典型产品: 80: 80C31/80C51/87C51C31/80C51/87C51。 高级语言型特点高级语言型特点固化了高级语言解释程序，使高级语言可以与固化了高级语言解释程序，使高级语言可以与汇编语言混合使用，如汇编语言混合使用，如BASICBASIC，C C语言等。语言等。绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类(5/7)(5/7)什么是单片机什么是单片机 可编程计数阵列型特点可编程计数阵列型特点具有具有1616位正位正/ /负跳变输入捕捉功能；负跳变输入捕捉功能；具有具有1616位软件定时器功能；位软件

11、定时器功能；具有具有1616位高速输出功能；位高速输出功能；具有具有1 1个增强的多机通信串口功能；个增强的多机通信串口功能；具有具有8 8位位PWMPWM（脉宽调节）功能。脉宽调节）功能。绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：按功能分类按功能分类(6/7)(6/7)什么是单片机什么是单片机 A/DA/D型特点型特点具有具有8 8路路8 8位位A/DA/D转换输入接口功能；转换输入接口功能；具有半双工同步接口功能；具有半双工同步接口功能；具有具有1616位监视定时器功能；位监视定时器功能；增加了增加了2 2个中断源（个中断源（A/DA/D转换和串行口）。转换和串行口）。绪论绪论 单片机的种类：

12、单片机的种类：按功能分类按功能分类(7/7)(7/7)什么是单片机什么是单片机 其他特殊功能型（略）其他特殊功能型（略）DMADMA型；型；多并行口型；多并行口型；在系统可编程型；在系统可编程型；在应用可编程型；在应用可编程型；JTAGJTAG调试型。调试型。绪论绪论 单片机的种类：单片机的种类：主要生产厂家主要生产厂家什么是单片机什么是单片机IntelMCS-51, MCS-96系列系列；Motorola 68HCXX系列系列；Atmel AT89C系列系列(80C31内核内核)Phillps P87, P89系列系列(8051内核内核)MicrochipZilogTexasSiemens绪

13、论绪论主流产品主流产品IntelIntel单片机单片机主流字长主流字长8 8位机位机基础语言基础语言汇编语言汇编语言核心技术稳定核心技术稳定教学机型教学机型/ /典型代表：典型代表：MCS-51MCS-51系列（含系列（含MCS-52MCS-52）什么是单片机什么是单片机 单片机的种类：单片机的种类：主流主流( (产品产品) )绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机发展的四个阶段发展的四个阶段电子管计算机（电子管计算机（46465858年，年，5 56 6万次万次/ /秒）秒）晶体管计算机（晶体管计算机（58586464年，年，2 23 3百万次百万次/ /

14、秒）秒）集成电路计算机（集成电路计算机（64647171年，年， 2 23 3千万次千万次/ /秒）秒）大规模大规模 集成电路计算机（集成电路计算机（7171今，数亿百亿）今，数亿百亿）微型计算机诞生（微型计算机诞生（ 71 71年年 ）条件条件核心部件核心部件- -中央处理单元（中央处理单元（CPUCPU）大大缩小大大缩小。一、计算机发展的历史一、计算机发展的历史绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机计算机的性能特点变化对照计算机的性能特点变化对照体积：庞大体积：庞大微小，缩小几百万倍。微小，缩小几百万倍。速度：很慢速度：很慢极快，提高极快，提高2020多

15、万倍。多万倍。价格：昂贵价格：昂贵便宜，下降便宜，下降1 1万倍。万倍。性能：较低性能：较低极高，效率提高极高，效率提高100100多万倍。多万倍。绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机 特点及发展简况特点及发展简况小而全小而全体积小，功能全，使用方便；体积小，功能全，使用方便；适应面广适应面广有丰富的控制指令，适用于任何场合有丰富的控制指令，适用于任何场合的控制和智能化要求；的控制和智能化要求；诞生（诞生（ 74 74年）年）微控制器微控制器集成于一个芯片集成于一个芯片上的微型计算机。上的微型计算机。发展发展四个阶段四个阶段二、单片机的历史二、单片机的历史

16、绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机第一代（第一代（1974-19761974-1976）：）：19741974年美国仙童公司生产第一个年美国仙童公司生产第一个4 4位单片机位单片机F8F8问世。发展了各种问世。发展了各种4 4位机，多用于家用电器、计算器、玩具。位机，多用于家用电器、计算器、玩具。第二代（第二代（1976-19801976-1980）为初级：）为初级：8 8位机阶段，发展了各种中、低档位机阶段，发展了各种中、低档8 8位位机。代表产品：机。代表产品：Intel 8048Intel 8048。片内含有多个片内含有多个8 8位并行位并行I/O

17、I/O接口、一个接口、一个8 8位定时器位定时器/ /计数器，寻址范围不大于计数器，寻址范围不大于4 4KBKB，无串口。可满足一般工业无串口。可满足一般工业控制和智能化仪表需要。控制和智能化仪表需要。第三代（第三代（1980-19831980-1983）为高级）为高级：8 8位机阶段，发展了高性能位机阶段，发展了高性能8 8位机，代位机，代表产品：表产品：Intel MCS-51Intel MCS-51系列。普遍带串口，有多级中断处理系统，系列。普遍带串口，有多级中断处理系统，多个多个1616位定时器位定时器/ /计数器，片内计数器，片内ROMROM、RAM RAM 容量加大。寻址范围可达容

18、量加大。寻址范围可达6464KBKB。有的带有的带A/DA/D转换器。用于智能终端、局部网络接口。转换器。用于智能终端、局部网络接口。第四代：第四代：19831983年以后，年以后，1616位单片机阶段。发展了位单片机阶段。发展了MCS-96MCS-96系列系列1616位机，位机，功能强大，价格迅速下降。片内含有功能强大，价格迅速下降。片内含有A/DA/D、可用于电机控制；网络通可用于电机控制；网络通讯能力增强。讯能力增强。绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机单片机经历了一位、单片机经历了一位、4 4位、位、8 8位、位、1616位及位及3232位的发展阶

19、段，位的发展阶段，世界上一些著名的半导体器件厂家都开发了单片机如世界上一些著名的半导体器件厂家都开发了单片机如IntelIntel、MotorolaMotorola、ZilogZilog、PhilipsPhilips等。单片机的品种日等。单片机的品种日益增加，在众多的通用型单片机里，以益增加，在众多的通用型单片机里，以IntelIntel公司的公司的MCSMCS系列单片机最为著名。系列单片机最为著名。 MCS-51MCS-51单片机是目前世界上应用最为广泛的单片机系列。单片机是目前世界上应用最为广泛的单片机系列。从最早的从最早的80318031、80518051、87518751到后来的到后来

20、的8989C51C51、89C205189C2051，兼容兼容MCS-51MCS-51结构和指令结构和指令. .但具有各种新特性的单片机层出但具有各种新特性的单片机层出不穷，不穷，几乎所以单片机厂家的产品中都可以找到兼容几乎所以单片机厂家的产品中都可以找到兼容MCS-51MCS-51的成员，熟悉了的成员，熟悉了MCS-51MCS-51系列的编程和应用就意味系列的编程和应用就意味着拥有了一个庞大的单片机家族着拥有了一个庞大的单片机家族，可以适合绝大多数单，可以适合绝大多数单片机应用场片机应用场 合。合。绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机1 1、CPUCPU

21、的改进的改进采用双采用双CPUCPU结构，以提高处理能力。例：结构，以提高处理能力。例：RockwellRockwell公司的公司的R6500/21R6500/21和和 R65c29R65c29。 增加数据总线宽增加数据总线宽 度。例：度。例：NECNEC公司的公司的uPD-7800uPD-7800将将ALUALU作成作成1616位运算部件，内部采用位运算部件，内部采用1616位数据总线。位数据总线。串行总线结构：串行总线结构：I I2 2C C和和 DDB DDB 三条数据总线代替现行的三条数据总线代替现行的8 8位位数据总线，从而大量减少单片机引线，降低成本。例：数据总线，从而大量减少单片

22、机引线，降低成本。例：非力普公司的非力普公司的MAB8420MAB8420、SCC83C51SCC83C51。2 2、存储器的发展、存储器的发展主要解决容量、主要解决容量、ROMROM的易写、数据不丢失以及软件保密等。的易写、数据不丢失以及软件保密等。三、单片机的发展状况三、单片机的发展状况绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机3 3、片内片内I/OI/O的状况的状况一般单片机都有较多并行口，以满一般单片机都有较多并行口，以满 足外围设备、芯片扩足外围设备、芯片扩展电路的需求，中高档机还配有串口，以满展电路的需求，中高档机还配有串口，以满 足多机通讯足多机通

23、讯功能要求。功能要求。 （1 1）传感器接口；）传感器接口；(2)(2)各种工业对象的电气接口；（各种工业对象的电气接口；（3 3）驱动的功率接口；驱动的功率接口； （4 4）人机对化接口；）人机对化接口； （5 5）通讯网）通讯网络接口。络接口。高速高速I/OI/O能力能力 、中断处理能力、中断处理能力 、A/DA/D、D/AD/A的速度和精度的速度和精度 、位操作能力、位操作能力 、功率驱动能力、功率驱动能力 、程序运行监控能力、程序运行监控能力 、信号实时处理能力等。信号实时处理能力等。绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机4 4、片内集成更多的外围功

24、能器件。、片内集成更多的外围功能器件。A/DA/D、D/AD/A、DMADMA控制器、频率合成器、声音发生器、译码控制器、频率合成器、声音发生器、译码驱动器、驱动器、CRTCRT控制器等。控制器等。5 5、半导体工艺技术的发展、半导体工艺技术的发展集成度提高（集成度提高（0.60.6umum工艺）低功耗化（工艺）低功耗化（CMOSCMOS） 总之将向高性能、高可靠性、网络化、低电压、总之将向高性能、高可靠性、网络化、低电压、低功耗、低噪音、低成本的方向发展。低功耗、低噪音、低成本的方向发展。 绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机单片机的出现是计算机技术发展

25、史上的一个重要单片机的出现是计算机技术发展史上的一个重要里程碑，单片机的诞生标志着计算机正式形成了里程碑，单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和通用计算机系统和嵌入式计算机系统嵌入式计算机系统两大分支。两大分支。单片机的微小体积和极低的成本，使其可广泛地单片机的微小体积和极低的成本，使其可广泛地嵌入到如仪器仪表、工业控制单元、汽车电子系嵌入到如仪器仪表、工业控制单元、汽车电子系统、办公自动化设备、家用电器、机器人、个人统、办公自动化设备、家用电器、机器人、个人信息终端及通信产品中，成为信息终端及通信产品中，成为现代电子系统现代电子系统中最中最重要的智能化工具。重要的智能化工具。绪论

26、绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机 特点特点小巧灵活，成本低，易于产品化，智能化，主要用小巧灵活，成本低，易于产品化，智能化，主要用于各种智能控制设备，智能仪表中；于各种智能控制设备，智能仪表中；可靠性高，适应性强，适应于可靠性高，适应性强，适应于-65-125-65-125o oC C温度范围；温度范围；控制功能强，扩展性好，容易构成各种规模的应用控制功能强，扩展性好，容易构成各种规模的应用系统；系统；方便地实现多机通信和分布式控制系统。方便地实现多机通信和分布式控制系统。广泛地应用于工业自动化，智能仪器仪表，家电，广泛地应用于工业自动化，智能仪器仪表，家电，通讯，军事终端及外部控制设备及多机分布式系统。通讯，军事终端及外部控制设备及多机分布式系统。四、单片机的应用领域四、单片机的应用领域绪论绪论 单片机的发展与应用：单片机的发展与应用：什么是单片机什么是单片机1自动控制自动控制单片机已在工业过程控制、机床控制单片机已在工业过程控制、机床控制、机器人控制、汽车控制以及飞行器制、机器人控制、汽车控制以及飞行器制导系统等方面得到广泛的应用。导系统等方面得到广泛的应用。 2智能仪器仪表智能仪器仪表由于单片机具有超微型化的特点，并且有无可比拟的高由于单片机具有超微型化的特点，并且有无可比拟的高性能价格比