单片机基础知识入门教程资料

1、先行课程：电子技术基础、微机原理后继课程：ARM原理及其应用教材：单片微机原理与应用，王景景，闫春娟，陈琦编. 机械工业出版社，第1版，2010.3推荐参考书： 新概念51单片机C语言教程入门、提高(t go)、开发、拓展 作者：郭天祥 电子工业出版社 2009.1单片机原理与接口技术课程(kchng)简介共二十八页课程目的、内容与要求： 本课程是在学生学完微机应用类基础课程和电子技术类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设的体现(txin)计算机技术、电子技术综合应用的综合性课程。 本课程讲述MCS-51系列单片微型计算机的结构原理与指令系统；MCS-51系列单片微型计算机与程序

2、设计有关的主要特征；片内资源的功能特点及应用设置方法；系统扩展及接口；单片机应用系统的软硬件设计等。通过本课程的学习，使学生具备一定的单片机应用系统软硬件设计的能力，提高学生分析、设计、调试单片机应用系统的能力。共二十八页单片机原理与应用主要(zhyo)内容第1章 绪论第2章 单片机的硬件结构第3章 汇编语言第4章 C51简介第5章 中断系统第6章 定时/计数器第7章 串行接口第8章 单片机接口技术基础第9章 单片机应用(yngyng)系统设计实例附录1 助记符与英文全称对照表附录2 MCS-51汇编指令表附录3 Keil uVision2 使用说明共二十八页第一章 绪论(xln) 共二十八页

3、本章(bn zhn)要点 单片机的基础知识 单片机的应用领域 单片机的分类(fn li)及特点共二十八页1.1 单片机的基本概念及发展(fzhn)概况 1.1.1 什么是单片机 先了解一下单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序(chngx)（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。共二十八页单片机是把微型计算机的各个功能部件：中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、定时/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片(xn pin)上，构成一个完整的微型计算机，因而又

4、称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）或微控制单元MCU(Micro Control Unit)。由于单片机的结构及功能是按工业要求设计的，所以，其确切的名称应是单片微控制器（Single Chip Microcontroller）。共二十八页共二十八页单片机按照(nzho)用途可分为通用型和专用型两大类。（1） 通用型单片机的内部资源丰富，性能全面，适应能力强。用户可以根据需要设计各种不同的应用系统。（2） 专用型单片机是针对各种特殊场合专门设计的芯片。这种单片机的针对性强，设计时根据需要来设计部件。因此，它能实现系统的最简化和资源的最优化，可靠性高、成本低

5、，在应用中有很明显(mngxin)的优势。 共二十八页1.1.2 单片机的发展史 自1971年Intel公司制造出世界上第一块微处理器芯片4004不久，就出现了单片微型计算机，经过之后的二三十年，单片机得到了飞速(fi s)的发展，在发展过程中，单片机先后经过了几个有代表性的发展阶段。 4位机8位机16位机32位机共二十八页1.1.3 单片机的发展趋势 （1） CISC结构的单片机 CISC的含义是复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）。CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用。 （2） RISC结构的单片机 采用精简指令集RISC（Reduced I

6、nstruction Set Computer）的单片机数据线和指令线分离。（3） 基于ARM核心的32位单片机 主要是指以ARM公司设计为核心的32位RISC嵌入式CPU芯片的单片机。（4） 数字(shz)信号处理器 数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）是一种具有高速运算能力的单片机共二十八页后三类(sn li)具有以下特点： （1） 高档单片机性能(xngnng)不断提高 CPU性能加强采用双CPU结构以提高处理能力内部资源增加寻址范围增加（2） 超小型、低功耗、廉价 （3） 微巨型单片化共二十八页各类单片机仍然(rngrn)由于自身系统结构而面临一些

7、问题由MCU为主构成的电子应用系统通常出现的问题可以分为两类：一类是纯技术问题，如软件设计、接口器件的选择及抗干扰措施的应用问题，这些问题通常属于可解决之列；另一类问题则直接与MCU本身有关，即与MCU与生俱来的一些不可克服的弱点相关。它们包括以下几个方面：低速 复位工作方式(fngsh) PC的跑飞 MCU的使用误区 共二十八页1.2 单片机的特点(tdin)和应用1.2.1 单片机的特点 单片机从应用角度来看，其主要特点如下：（1） 控制性能好、可靠性高（2） 体积小、价格低、易于产品化从单片机的具体结构和处理过程上看，其主要特点如下：（1）在存储器结构上，多数单片机的存储器采用哈佛（Ha

8、rvard）结构（2）在芯片引脚上，大部分采用分时复用技术（3）在内部资源访问上，采用特殊功能寄存器（SFR）的形式（4）在指令系统上，采用面向控制的指令系统（5）内部一般都集成一个全双工的串行接口（6）单片机有很强的外部(wib)扩展能力共二十八页1.2.2 单片机的应用领域 （1） 单机应用 1） 工业自动化控制 2） 智能仪器仪表3） 计算机外部设备(wi b sh bi)和智能接口4） 家用电器（2） 多机应用共二十八页1.3 单片机典型(dinxng)产品 1.3.1 常用单片机产品系列(xli)及性能简介（1） 8051 单片机（2） WINBOND 单片机（3） LG 公司生产的

9、GMS90 系列单片机（4） TI公司 的 MSP430 单片机（5） Motorola 单片机（6） MicroChip 单片机（7） Atmel 公司的AVR 单片机（8） 台湾义隆公司的EM78系列OTP型单片机（9） Zilog 单片机（10） EPSON 单片机（11） 东芝单片机（12） NS（美国国家半导体公司）单片机（13） Micon 公司的 MDT20XX 系列单片机（14） Scenix 单片机共二十八页1.3.2 MCS-51 系列(xli)单片机分类 1按片内不同程序(chngx)存储器的配置来分 （1） 片内带Mask ROM（掩膜ROM）型：8051、80C51、

10、8052、80C52。 （2） 片内带EPROM 型：8751、87C51、8752。（3） 片内无ROM（ROM Less）型：8031、80C31、8032。共二十八页2按片内不同(b tn)容量的存储器配置来分（1） 51 子系列型：芯片型号的最后位数字以1 作为标志(biozh)，51 子系列是基本型产品。片内带有4KB ROM/EPROM（8031、80C31 除外）、128字节 RAM、2 个16 位定时器/计数器、5个中断源等。（2） 52 子系列型：芯片型号的最后位数字以2 作为标志，52 子系列是增强型产品。片内带有8KB ROM/EPROM（8032、80C32 除外）、2

11、56字节RAM、3 个16 位定时器/计数器、6个中断源等。共二十八页3按芯片的半导体制造工艺(gngy)上的不同来分 （1） HMOS 工艺型：8051、8751、8052、8032。HMOS 工艺，即高密度短沟道MOS工艺。（2） CHMOS 工艺型：80C51、83C51、87C51、80C31、80C32、80C52。此类芯片型号中都以字母“C”来标识。此外，关于单片机的温度特性(txng)，与其他芯片一样按所能适应的环境温度范围，可划分为以下3 个等级。（1） 民用级：070。（2） 工业级：40+85。（3） 军用级：65+125。共二十八页1.3.3 AT89 系列(xli)单片

12、机分类在MCS-51 系列单片机8051 的基础上，Atmel 公司开发的AT89 系列单片机自问世以来，以其较低廉(dlin)的价格和独特的程序存储器快闪存储器（Flash Memory）为用户所青睐。采用了快闪存储器（Flash Memory）的AT89 系列单片机，不但具有一般MCS-51 系列单片机的基本特性（如指令系统兼容，芯片引脚分布相同等），而且还具有以下一些独特的优点。共二十八页（1） 片内程序存储器为电擦写型ROM（可重复编程的快闪存储器）。整体擦除时间仅为10ms，可写入/擦除1000 次以上，数据保存10 年以上。（2） 两种可选编程模式，即可以用12V 电压编程，也可以

13、用VCC 电压编程。（3） 宽工作电压范围，VCC 为2.76V。（4） 全静态工作(gngzu)，工作(gngzu)频率范围为024MHz，频率范围宽，便于系统功耗控制。（5） 3层可编程的程序存储器上锁加密，使程序和系统更加难以仿制。总之，AT89 系列单片机与MCS-51 系列单片机相比，前者和后者有兼容性，但前者的性能价格比等指标更为优越。共二十八页1.3.4 其他公司(n s)的51 系列单片机（1） Philips 公司推出的含存储器的80C51 系列和80C52 系列单片机。此产品都为CMOS型工艺的单片机。Philips 公司推出的51 系列单片机与MCS-51 系列单片机相兼

14、容，但增加了程序存储器Flash ROM、数据存储器EEPROM、可编程计数器阵列PCA、I/O 接口(ji ku)的高速输入/输出、串行扩展总线I2C BUS、ADC、PWM、I/O 接口驱动器、程序监视定时器WDT（Watch Dog Timer）等功能的扩展。共二十八页（2） 华邦公司推出的W78C和W78E系列单片机。此产品与MCS-51 系列单片机相兼容，但增加了程序存储器Flash ROM、数据存储器EEPROM、可编程计数器阵列PCA、I/O 接口的高速输入(shr)/输出、串行扩展总线I2C BUS、ADC、PWM、I/O 接口驱动器、程序监视定时器WDT（Watch Dog

15、Timer）等功能的扩展。华邦公司生产的单片机还具有价格低廉、工作频率高（40MHz）等特点共二十八页（3） Dallas 公司推出的Dallas HSM 系列单片机。产品主要有DS80C、DS83C和DS87C等。 此产品除了与MCS-51 系列单片机相兼容外，还具有高速结构（1个机器周期只有4 个Clock，工作频率范围为033MHz）、更大容量的内部存储器（内部ROM 有16KB）、2 个UART、13 个中断源、程序监视(jinsh)定时器（WDT）等功能。（4） LG 公司推出的GMS90C、GMS97C和GMS90L、GMS97L系列单片机。此产品与MCS-51 系列单片机相兼容。共二十八页1.4 习题(xt)1. 什么是单片机？它与一般的微型计算机在结构上有何区别？2. 单片机主要应用于那些领域(ln y)？3. 单片机主要技术发展方向是什么？4. MCS-51单片机如何进行分类？各类有哪些主要特征？共二十八页CPURAMROM定时 器中断系统VccGND单片机内部(nib)结构图并行I/O口串行I/O口共二十八页单片机复位电路电源输入/输出 设 备时钟电路单片机基本(jbn)系统结构图共二十八页内容摘要先行课程：电子(dinz)技