《嵌入式系统应用》课件：单片机1 第一章 绪论

1、单片机原理及应用单片机原理及应用北京化工大学北京化工大学信息科学与技术学院信息科学与技术学院主讲教师：郭青主讲教师：郭青E-mail: 课程内容课程内容硬件结构硬件结构指令系统指令系统外部功能扩展外部功能扩展编程技术编程技术应用基础应用基础教材：单片机中级教程教材：单片机中级教程原理与应用（第原理与应用（第2版），张俊谟版），张俊谟 编著，北京航空航天大学出版社编著，北京航空航天大学出版社Online book：Title:ArchitectureandProgrammingof8051MicrocontrollersAuthor:MilanVerlehttp:/ 绪论绪论计算机的新分类 长期

2、以来人们按照计算机的体系结构、运算速度、结构长期以来人们按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域，将其分为规模、适用领域，将其分为 大型计算机、中型机、小型机和微型计算机。大型计算机、中型机、小型机和微型计算机。 随着计算机技术的迅速发展，计算机技术和产品对其它随着计算机技术的迅速发展，计算机技术和产品对其它行业的广泛渗透，人们以应用为中心、按计算机的嵌入式应行业的广泛渗透，人们以应用为中心、按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用进行新的分类用和非嵌入式应用进行新的分类, ,将其分为将其分为 嵌入式计算机嵌入式计算机 和和 通用计算机通用计算机。 通用计算机通用计算机具有计算机的标准形态

3、，通过装配不同的应具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现，并应用在社会的各个方面，其典用软件，以类同面目出现，并应用在社会的各个方面，其典型产品为型产品为PCPC机；机； 嵌入式计算机嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。置、产品和系统中。 什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、针对具体应用系统、对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微

4、处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、网卡、Modem、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、家电产品等方面无不是嵌入式计算机的应用领域。嵌入式系统的种类嵌入式系统的种类 嵌入式系统的核心部件有以下三类：嵌入式系统的核心部件有以下三类： （1）嵌入式微处理器）嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit, EMPU）：）： 功能同标准的功能同标准的CPU，但在工作温度、，但在工作温度、 电磁干扰、可靠性等方面电磁干扰、可靠性等方面做了各种增强。做了各

5、种增强。 如：如：ARM （2）嵌入式微控制器）嵌入式微控制器（Microcontroller Unit, MCU又称单片机又称单片机）。）。80C51，MSP430 （3）嵌入式）嵌入式DSP处理器处理器（Embedded Digital Signal Processor, EDSP）：）：DSP处理器对系统结处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。 什么是单片机？ 微型计算机微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:

6、 :输入设备输入设备运算器运算器输出设备输出设备控制器控制器存储器存储器 主板显卡显卡声卡声卡存储器接口存储器接口网卡网卡输入输出接口输入输出接口内存条内存条CPU微型计算机微型计算机 单单 硅硅 晶晶 片片 CPU存储器存储器控制电路控制电路定时器定时器时钟电路时钟电路I / O口口单片机单片机单片机的特点体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价比高。数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，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。可靠性高。结构灵活，易扩展，易于开发，易于组成各种微机应用系统。结构灵活，易扩展，易于开发，

7、易于组成各种微机应用系统。受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROMROM在在8KB8KB以下，以下，内内RAMRAM在在256B256B以内。以内。应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，又可用于测量仪应用广泛，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、安防产品及家用电器等领域。器、医疗仪器、安防产品及家用电器等领域。 工业控制中智能家用电器、智工业控制中智能家用电器、智能仪器设备、数控机床、自动能仪器设备、数控机床、自动生产线、智能玩具、相关的数生产线、智能玩具、相关的数据采集处理显示等等。据采集处理显示等等。日常生活中常见的霓虹灯日

8、常生活中常见的霓虹灯显示、比赛抢答器、报警显示、比赛抢答器、报警器、电子时钟、点阵和液器、电子时钟、点阵和液晶显示屏等等。消防等安晶显示屏等等。消防等安防控制系统防控制系统单片机的类型单片机的类型l单片机通常按其微处理器字长的位数来分类，如4、8、16、32、64位单片机。l4位机位机l1971年Intel首先推出了4位微处理器芯片4004。此后各厂家相继推出4位机产品。因4位机每次只能处理一位BCD码数据，故只适于简单控制场合。但因其价廉，在家电等消费类产品中仍有广泛应用。单片机的类型单片机的类型8位机位机 用途十分广泛。如显示、终端键盘、打印、字处理、工业用途十分广泛。如显示、终端键盘、打

9、印、字处理、工业控制等。市场占有率控制等。市场占有率70以上。功能丰富，品种齐全，通以上。功能丰富，品种齐全，通用性强。用性强。主要产品主要产品Intel MCS51系列系列 80C51，AT89C51，AT89S51Motorola MC6801系列系列Zilog Z8系列系列AVR，PIC等等单片机的类型16位机位机Intel MCS96系列系列 Intel80C196MSP430系列系列32位机位机INTEL i960系列系列ARM系列系列 广泛应用于消费电子领域，可搭载嵌入式操作系统广泛应用于消费电子领域，可搭载嵌入式操作系统单片机的开发工具单片机的开发工具 硬件： PC机、JTAG调试器、并口线(USB)、用户板PC机JTAG调试器用户板JTAG接口单片机编程器及芯片插座单片机开发实验板MCS-51MCS-51和和80C5180C51系列单片微机系列单片微机生产厂家：生产厂家：IntelIntel主要产品：主要产品：80518051、80C5180C51、87518751、80318031、80528052、803