单片机原理及接口技术第一讲课件

1、单片机原理及接口技术第一讲单片机原理及接口技术第一讲单片机原理及接口技术第一讲参考书张毅刚 主编彭喜元 董继成 副主编高等教育出版社1.关于教材：2.关于课时：54 + 18 = 723.关于内容：大学计划，知识更新4.关于学习：硬件、编程，易学难精，学习态度5.关于成绩：总成绩=平时（期中）+实验+期末6.关于实验：按课表、共六次实验7.课程重要性：知识结构要求，找工作8.课程地位：专业必修课9.代表人物：深圳周立功、清华邵贝贝、北航何立民 几个问题第一讲 单片机概述 （20世纪70年代问世） 一 什么是单片机（SCM） （Single Chip Microcomputer） 在半导体硅片上

2、集成了微处理器(CPU)，存储器(RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。 具有一台计算机的属性。也称为： 微控制器 MCU （MicroController Unit） 嵌入式控制器 EMCU （Embedded MicroController Unit）。 按用途可分为通用型和专用型两大类： （1）通用型 可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心的测控系统。 （2）专用型专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，针对性强且数量巨大。对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑。“专用”单片机

3、具有十分明显的综合优势。二 单片机的历史及发展概况四个阶段:第一阶段(1971年1974年)：初级阶段。双片的形式，且功能比较简单。第二阶段（1974年1978年）：低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。第三阶段(1978年1982)：高性能单片机阶段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。第四阶段(1982年现在)：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。 数学的知识的积累 Numbering and coding systemsGottfried Wilhelm Leibniz (July 1, 1646 N

4、ovember 14, 1716) Leibniz occupies a prominent place in the history of mathematics and the history of philosophy. He developed the infinitesimal calculus independently of Isaac Newton, and Leibnizs mathematical notation has been widely used ever since it was published. He became one of the most prol

5、ific inventors in the field of mechanical calculators. While working on adding automatic multiplication and division to Pascals calculator, he was the first to describe a pinwheel calculator in 16854 and invented the Leibniz wheel, used in the arithmometer, the first mass-produced mechanical calcula

6、tor. He also refined the binary number system, which is at the foundation of virtually all digital computers. Page 9易经与二进制Digital Primer Goorge BooleanGeorge Boole (2 November 1815 8 December 1864)was an English mathematician and philosopher.As the inventor of Boolean logicthe basis of modern digita

7、l computer logicBoole is regarded in hindsight as a founder of the field of computer science. Boole said,. no general method for the solution of questions in the theory of probabilities can be established which does not explicitly recognise . those universal laws of thought which are the basis of al

8、l reasoning .1Numbering and coding systemsDecimal and binary number system （十进制和二进制数字系统）Human being use base 10 system (Decimal)0,1,2,3,4,5,6,7,8,9零，一，二，三，四，五，六，七，八，九Zero,One,two,three,four,five,six,seven,eight,nineI,II,III,IV,V,VI,VII,VIII,IX,XComputers use base 2 system (Binary) 0,1 Yes No True Fa

9、lse High Low On OffThese two binary digits are called bits为什么说计算机识别二进制数方便？电器开关,手机、计算机开关键，0/1三 8位单片机的主要生产厂家和机型（1）美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型系列。（2）美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。（3）荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 8xC552系列 。 此外：AVR、PIC、MICROCHIP等单片机。MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、硬件设计资料丰富齐全。Who provides microcontro

10、llers四 单片机的发展趋势CPU的改进（1）采用双CPU结构，提高处理能力（2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。（3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（InterIC bus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。2存储器的发展（1）加大存储容量。（2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器。（3）程序保密化。3片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高 电压。（2）增加I/O口的逻辑控制功能。（3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、 网络化系统 。4外围电路内装化 器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内系统的单片

11、化。 代表：8051F单片机 5低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、外围电路内装化方向发展。五 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。使用温度： 民 品： 0 +70C 工业品： -40 +85C 汽 车： -40 +105C 军 品： -55 +125C在下述的各个领域广泛的应用： 1. 工业自动化 2. 智能仪器仪表 3消费类电子产品 4. 通讯 5武器装备 6终端及外部设备控制 7汽车电子Freescale and the Freescale logo are trademarks of Freescale S

12、emiconductor, Inc. All other product or service names are the property of their respective owners. Freescale Semiconductor, Inc. 2005汽车电子消费电子工业控制网络应用无线通讯Where are microcontrollers?飞思卡尔半导体公司 Future of IT?According to forecasts charac-terized by the terms such as （据预测 ）Post-PC era（后电脑时代 ）Disappearing

13、computer（消失 .）Ubiquitous computing（普适计算 ）Pervasive computing （普适计算 ）Ambient intelligence（情境智能） Embedded systems（嵌入式系统 ）信息技术(Information Technology) Application areasAutomotive electronicsAircraft electronicsTrainsTelecommunicationApplication areasAuthenticationMilitary applicationsMedical systemse.g

14、. “artificial eye”医疗系统人造眼军事应用鉴定六 MCS-51系列单片机20世纪80年代后期:Intel公司以专利或技术交换的形式把8051内核技术转让给其它厂家。 如：AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。 这些厂家生产的兼容单片机，与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺。 80C51系列：所有具有8051指令系统的单片机，不应直接称为MCS-51系列单片机，MCS只是Intel公司专用的单片机系列符号。 MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类：（1）基本型 典型产品：8031/8051/8751（2）增

15、强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。（3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺 适于电池供电或其它要求低功耗的场合。（4）专用型 8044/8744，用于总线分布式多机测控系统。美国Cypress公司的EZU SR-2100单片机USB接口。 （5）超8位型 典型产品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系列单片机。 将MCS-96系列（16位单片机）I/O部件如：高速输入/输出（HSI/HSO）、A/D转换器、脉冲宽度调制（PWM）、看门狗定时器（WDT）等移植进来构成新一代MCS-5