第1讲单片机基础知识概述

1、通用微型计算机通用微型计算机（ 或或 ）主要功能部件： 存储器+端口+显卡+声卡+网卡+显示器+鼠标+键盘基本功能部件接口外设386486Pentium Pentium ProPentium MMXPentium Pentium Pentium Conroe II架构的发展历程 技术要求:高速计算+海量存储 发展方向:总线速度不断提升，存储容量不断扩大 电气加固、机械加固，并配置各种外围接口板卡 （工控机） 嵌入到大型工控系统中（实现了智能化） 工业计算机（ ） 船舶驾驶室集中控制台 自动配料控制系统 电站锅炉控制系统 板卡：卡、存储器卡、数据采集卡、通讯卡嵌入式计算机嵌入式计算机众多小型对象

2、系统（如家电、仪器、工控单元）无法使用 需要发展一类特殊的嵌入式计算机系统。7070年代中期，为满足广泛应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：年代中期，为满足广泛应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展： 分支一：高速度、大容量、高性能的高档微机方分支一：高速度、大容量、高性能的高档微机方向向 分支二：功能完善、稳定可靠、体积小、价格低分支二：功能完善、稳定可靠、体积小、价格低廉、面向控制的方向廉、面向控制的方向机机单片机单片机什么是单片机？什么是单片机？ 把、输入、输出接口把、输入、输出接口()()和中断系统、定时器和中断系统、定时器/ /计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小

3、而计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而“完完善善”的计算机系统，称为单片微型计算机，简称单片机的计算机系统，称为单片微型计算机，简称单片机() () 。 不同的是单片机的这些部件性能相对微型计不同的是单片机的这些部件性能相对微型计算机来讲弱很多，不过价钱也低。算机来讲弱很多，不过价钱也低。 主要应用于测控领域。单片机使用时，通常是处于测控系统的核心地位并嵌入其中，所以也称为嵌入主要应用于测控领域。单片机使用时，通常是处于测控系统的核心地位并嵌入其中，所以也称为嵌入式控制器（，式控制器（， ），或微控制器（，），或微控制器（， ）。我国习惯于使用）。我国习惯于使用“单片机单片机”这一名称。

4、这一名称。通用计算机与单片机在硬件结构上的比较 微型计算机系统微型计算机的组成框图（由多个芯片组装在一个主电路板上）所有基本单元都组装在一个芯片上数据并行程序定时/计数器串型端口中断控制器扩展端口系统总线（、）51单片机单片机系统按照其用途可分为通用型和专用型两大类。按照其用途可分为通用型和专用型两大类。（1 1）通用型单片机就是其内部可开发的资源（如存储器、等各种外围功能部件等）可以全部提供给用）通用型单片机就是其内部可开发的资源（如存储器、等各种外围功能部件等）可以全部提供给用户。户。 用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心，再配以外围接口电路及其它外围设备，并编写相用户根据需要，设

5、计一个以通用单片机芯片为核心，再配以外围接口电路及其它外围设备，并编写相应的软件来满足各种不同需要的测控系统。通常所说的和本书介绍的是指通用型单片机。应的软件来满足各种不同需要的测控系统。通常所说的和本书介绍的是指通用型单片机。（2 2）专用型单片机是专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机。）专用型单片机是专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机。例如，各种家用电器中的控制器等。由于用于特定用途，单片机芯片制造商常与产品厂家合作，设计例如，各种家用电器中的控制器等。由于用于特定用途，单片机芯片制造商常与产品厂家合作，设计和生产和生产“专用专用”的单片机芯片。的单片机芯片。由于在设计中，已经对

6、由于在设计中，已经对“专用专用”单片机的系统结构最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都做了全面单片机的系统结构最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都做了全面的综合考虑，所以的综合考虑，所以“专用专用”单片机具有十分明显的综合优势。单片机具有十分明显的综合优势。无论无论“专用专用”单片机在用途上有多么单片机在用途上有多么“专专”，其基本结构和工作原理都是以通用单片机为基础的。，其基本结构和工作原理都是以通用单片机为基础的。工业自动化控制工业自动化控制智能仪器仪表智能仪器仪表通信设备通信设备汽车电子汽车电子家用电器家用电器军事领域军事领域1.2 单片机能做什么单片机在哪里单片机在哪里? ?电磁炉与单片

7、机电磁炉与单片机输入设备（箭头指向单片机）：加、减按钮输出设备（箭头指向设备）：4个指示灯、电磁线圈的驱动电路1.3 怎样学习单片机怎样学习单片机?掌握单片机原理与应用系统设计掌握单片机原理与应用系统设计教学内容教学内容硬件系统（，）硬件系统（，）存储器存储器输入输入/输出单元输出单元定时定时/计数器计数器中断系统中断系统串行通信串行通信软件系统软件系统C51语言程序语言程序汇编语言程序汇编语言程序接口系统（，接口系统（， ， 扩展）扩展）键盘电路键盘电路数码管数码管键盘键盘模数转换模数转换数模转换数模转换可编程接口可编程接口接口电路接口电路显示电路显示电路单片机发展的状况当前流行8位、16位

8、和32位三大类产品8位单片机：使用数量最大的一类单片机。特点：成本低，性能又能满足大多要求。如51、和系列；16位单片机：适合数据运算的场合。但由于价格的居高，其数据运算功能又不如32位机，所以发展处于停滞状态。具有代表性有96系列、台湾的“凌阳”16位单片机；32位单片机：当前高档次单片机发展的一个方向，具有超强的数据处理能力、合理的价格。其核心技术基本被美国公司所垄断。具有代表性的产品是系列（7、9）。89系列单片机的产品分类：1.商业用产品。用“C”标注。温度范围 070；2.工业用产品。用“ I ”标注。温度范围 -4085；3.汽车用产品。用“ A”标注。温度范围 -40125；4.

9、军 用 产 品。用“ M”标注。温度范围 -55150； 例如：89C51-241.5 预备知识电平特性电平特性2进制与进制与16进制的表示及转换进制的表示及转换二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算8051单片机介绍单片机介绍关于电平特性数字电路中只有两种电平：高和低电平：标称逻辑电平： 高 +5V 低 0V二进制十进制数和二进制的对应关系十六进制是二进制的简短表示形式。 十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F熟练掌握二进制与十六进制之间的转换。 规律：由低到高，把四个二进制数放在一起转换成一个十六进制数。如：0001B - 1H

10、B表示为二进制，H为十六进制 1001B - 9H 1010B - 0010 1100 - 2 各种进位制的对应关系 是公司单片机的系列符号，如是公司单片机的系列符号，如4848、5151、9696系列单片机。系列单片机。5151系列单片机主要包括系列单片机主要包括基本型：基本型：8031/8051/87518031/8051/8751（低功耗型（低功耗型80C31/80C51/87C5180C31/80C51/87C51）增强型：增强型：8032/8052/87528032/8052/8752。5151系列是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。系列是在我国应用最为广泛的单片机机型之一。515

11、1系列品种丰富，经常使用的是基本型和增强型。系列品种丰富，经常使用的是基本型和增强型。51系列单片机系列单片机 公司以专利形式把公司以专利形式把80518051内核技术转让给、等公司。生产的兼容机与内核技术转让给、等公司。生产的兼容机与80518051兼容，采用工艺，因而兼容，采用工艺，因而常用常用80C5180C51系列单片机来称呼所有这些具有系列单片机来称呼所有这些具有80518051指令系统的单片机，这些兼容机的各种衍生品种统称为指令系统的单片机，这些兼容机的各种衍生品种统称为5151系系列单片机或简称为列单片机或简称为5151单片机。单片机。1.6 开发工具开发工具 C51是是51单片

12、机软件开发的单片机软件开发的C语言和汇编语言环境，可以进行语言和汇编语言环境，可以进行纯软件仿真；也可以与软件联合进行仿真。纯软件仿真；也可以与软件联合进行仿真。软件工具软件工具 C集成开发环境软件集成开发环境软件硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板 在面包板上观察电路的现象是否与设计的一致，以验证电路图设计的正确性。硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板硬件工具之一：面包板电阻1，它一支管脚插在电源正极排孔上，与电路的电源正极导通；另一支管脚插在下半部分的插孔中，而该插孔下方用一根导线跨接到第3列插孔中，而三极管1的e极插于同列插孔中，这样就实现了电阻1与三极管1的e极的电气连接。硬件工具之二：万用板和印刷电路板硬件工具之二：万用板和印刷电路板 元器件插在万用板的一面，元器件管脚穿过