《片机概述》教学课件

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1、微型计算机硬件构造——常见的微机外形台式微机便携式微机立式微机单片机就是单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer)。1.1什么是单片机1、微型计算机硬件构造——常见的微机微型计算机硬件构造——冯.诺依曼构造

主机输入设备输出设备主存储器CPU运算器控制器I/O设备微型计算机硬件构造——冯.诺依曼构造输入输出主存储器运算器多板机

主板显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU计算机系统通常由多块印刷电路板制成：多板机显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU计算机系单片机

单片机是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作单片微型计算机。

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机单片机单片机是将计算机主机(CPU、内存和I单片机

单片机是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作单片微型计算机。单片机单片机是将计算机主机(CPU、内存和I单片机的英文简称：MCU或EMCU.MCU:MicrocontrollerUnit(微控制器)EMCU:EmbeddedMicrocontrollerUnit(嵌入式微控制器)单片机的英文简称：MCU或EMCU.MCU:Microco区分几个概念

CPU:CentralProcessingUnit

MCU:MicrocontrollerUnit

DSP:DigitalSignalProcessing

DSPs:DigitalSignalProcessors区分几个概念CPU:CentralProcessing单片机的分类〔按用途〕〔2〕专用型单片机〔1〕通用型单片机单片机的分类〔按用途〕〔2〕专用型单片机〔1〕通用型单片机单片机的分类〔按字长〕〔2〕8位机〔1〕4位机字长:在算术逻辑单元中采用运算的根本位数，即CPU能一次处理的二进制位数。〔3〕16位机、32位机单片机的分类〔按字长〕〔2〕8位机〔1〕4位机字长1.2单片机的历史及开展概括第一阶段〔1974-1976〕单片机初级阶段特点:制造工艺落后和集成度低,而且采用双片形式。典型产品:Fairchild公司的F8和Mostek公司的3870等。

1974年,美国仙童(Fairchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8。1.2单片机的历史及开展概括第一阶段〔1974-197第二阶段(1976一1978)

低性能单片机阶段

特点:已能在单块芯片内集成CPU、多个8位并行I/O接口、一个8位定时器/计数器，RAM和ROM等功能部件。

缺点:性能低，寻址范围不大于4KB，无串口，中断处理简单。

典型产品:Intel公司推出的MCS-48系列单片机。第二阶段(1976一1978)

低性能单片机阶段第三阶段(1978—现在)高性能单片机阶段特点:与前两代相比，片内存储器容量加大，寻址范围到达64KB，多级中断处理，多个16位定时器/计数器，集成了全双工串行口，有的带A/D转换。指令系统趋于丰富和完善，增加了许多突出控制功能的指令。典型产品:Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司的MC6801，TI公司的TMS7000系列等。第三阶段(1978—现在)第四阶段(1982—现在)8位单片机开展，16位/32位单片机推出阶段。

特点:1.随着MCS-5l系列的广泛应用，许多电气厂商竞相使用80C51的内核技术，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A／D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，强化了智能控制器的特征。2.高速、大寻址范围、强运算能力的8位／16位／32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。典型产品:1.16位单片机凌阳系列、IntelMCS-96系列8098/8096、80C198/80C1962.32位单片机ARM7、ARM9、ARM10、80960、…….第四阶段(1982—现在)1.38位单片机的主要生产厂家和机型IntelMCS-51系列Motorola、6805系列Atmel89C51系列ZilogZ8系列、SUPER8FairchildF8、3870系列Rockwell6500/1系列TITMS7000系列NSNS8070系列RCACDP1800系列Philips8xC552系列1.38位单片机的主要生产厂家和机型IntelMCS-511.4单片机的开展状况1.CPU的改进采用双CPU构造，以提高处理能力。例：Rockwell公司的R6500/21和R65C29。增加数据总线宽度。例：NEC公司的µPD7800将ALU作成16位运算部件，内部采用16位数据总线。采用流水线构造，具有很高的运算速度。串行总线构造。主要有Philips公司的I2C总线〔InterICBUS：芯片间总线〕、DALLAS公司的单总线〔1－Wire〕、MOTOROLA公司的SPI串行外设接口等。1.4单片机的开展状况1.CPU的改进2.存储器的开展加大存储器容量。片内RAM256B，片内外扩RAM(ERAM)2KB，ROM容量从4K、16K、32K到64K。片内EPROM采用E2PROM或Flash存储器。编程和擦除完全是电气实现。编程和擦除速度快，可以使用通用的编程器脱机编程，也可在线编程〔ISP：In-SystemProgram〕。程序保密化。如Winbond公司的W78E58B等。编程采用加锁方式，假设要读取片内程存代码或重新编程，需先执行片擦除操作。2.存储器的开展3.片内I/O的改进增加并行口的驱动能力。减少外部驱动芯片。如LED、LCD等显示驱动器开场集成在8位单片机中。增加I/O口的逻辑控制功能。表达工控特性的位地址空间及I/O口的位操作方式。设置特殊串行接口。如UART、I2C、SPI等，满足多机通讯及外部扩展的要求。3.片内I/O的改进4.外围电路内装化在单片机中尽可能多地把应用所需的存储器、各种功能的I/O口、A/D、D/A、DMA控制器等都集成在一块芯片内，使单片机的功能更加强大。如AT89C5132，内嵌了USB1.1控制器、A/D转换器及硬盘IDE接口等。4.外围电路内装化5.低电压、低功耗工作电压：一般在3～6V范围内工作，有的已能在1.2V或0.9V电压下工作。几乎所有的单片机都具有省电运行方式。功耗：从mA级降到μA级，甚至1μA以下，在一粒钮扣电池下就可长期工作。低功耗化同时带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。5.低电压、低功耗1.5单片机的应用1.单片机的特点

体积小、本钱低，易于产品化。抗干扰能力强，可靠性好，适应温度范围宽。军品:－65～125度，主要用于武器系统、航空器;商用品:0～70度，主要限于机房和办公环境;工业品:－40～85度。易扩展，控制功能强。MCS-51单片机指令系统中具有加减乘除指令，具有各种逻辑运算和控制转移指令，还具有位操作功能。易于实现多机和分布式系统。1.5单片机的应用1.单片机的特点体积小、本钱低，易于2.单片机的应用

单片机为工业测控而设计，具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。分为单机应用和多机应用两类.2.单片机的应用单片机为工业测控而设计，具有三高优势(集工业方面民用方面仪表方面电讯方面数据处理方面汽车方面工业方面民用方面仪表方面电讯方面数据处理方面汽车方面多机应用多机应用是单片机在高科技领域中应用的主要模式。功能集散系统库房温湿度集散测控系统并行多机处理系统并行数据采集系统、处理系统局域网络系统楼宇自动化的自动抄表系统多机应用军需库温湿度监测

军需库温湿度监测1.6MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的8位单片机，包含51和52两个子系列。51子系列的典型产品有8031，8051和8751三种机型52子系列包括8032，8052和8752三种机型目前有多家著名半导体厂商购置了核，加上自己的外围，生产多种兼容芯片。不同型号MCS-51单片机CPU处理能力和指令系统完全兼容，只是存储器和I/O接口的配置有所不同。1.6MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机是美国1.6MCS-51系列单片机MCS-51单片机分类根本型8031/8051/8751增强型8032/8052/8752低功耗型80C31BH/87C51/80C51专用型8044/8744超8位型Philips80C552/87C552/83C552Flash型ATMELAT89C51系列1.6MCS-51系列单片机MCS-51单片机分类根本型系列典型芯片I/O口定时计数器中断源串口片内RAM片内ROM51系列80c314x8位2x16位51128字节无80c514x8位2x16位51128字节4KB掩模ROM87c514x8位2x16位51128字节4KBEPROM89c514x8位2x16位51128字节4KBE2PROM52系列80c324x8位3x16位61256字节无80c524x8位3x16位61256字节8KB掩模ROM87c524x8位3x16位61256字节8KBEPROM89c524x8位3x16位61256字节8KBE2PROMINTEL51系列典型产品系列典型芯片I/O口定时计数器中断源串口片内RAM片内ROM本章结束本章结束《片机概述》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！本课件PPT仅供大家学习使用学习完请自行删除，谢谢！《片机概述》幻灯片本课件PPT仅供大家学习使用1.1什么是单片机

1、微型计算机硬件构造——常见的微机外形台式微机便携式微机立式微机单片机就是单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer)。1.1什么是单片机1、微型计算机硬件构造——常见的微机微型计算机硬件构造——冯.诺依曼构造

主机输入设备输出设备主存储器CPU运算器控制器I/O设备微型计算机硬件构造——冯.诺依曼构造输入输出主存储器运算器多板机

主板显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU计算机系统通常由多块印刷电路板制成：多板机显卡声卡存储器接口网卡输入输出接口内存条CPU计算机系单片机

单片机是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作单片微型计算机。

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机单片机单片机是将计算机主机(CPU、内存和I单片机

单片机是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作单片微型计算机。单片机单片机是将计算机主机(CPU、内存和I单片机的英文简称：MCU或EMCU.MCU:MicrocontrollerUnit(微控制器)EMCU:EmbeddedMicrocontrollerUnit(嵌入式微控制器)单片机的英文简称：MCU或EMCU.MCU:Microco区分几个概念

CPU:CentralProcessingUnit

MCU:MicrocontrollerUnit

DSP:DigitalSignalProcessing

DSPs:DigitalSignalProcessors区分几个概念CPU:CentralProcessing单片机的分类〔按用途〕〔2〕专用型单片机〔1〕通用型单片机单片机的分类〔按用途〕〔2〕专用型单片机〔1〕通用型单片机单片机的分类〔按字长〕〔2〕8位机〔1〕4位机字长:在算术逻辑单元中采用运算的根本位数，即CPU能一次处理的二进制位数。〔3〕16位机、32位机单片机的分类〔按字长〕〔2〕8位机〔1〕4位机字长1.2单片机的历史及开展概括第一阶段〔1974-1976〕单片机初级阶段特点:制造工艺落后和集成度低,而且采用双片形式。典型产品:Fairchild公司的F8和Mostek公司的3870等。

1974年,美国仙童(Fairchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8。1.2单片机的历史及开展概括第一阶段〔1974-197第二阶段(1976一1978)

低性能单片机阶段

特点:已能在单块芯片内集成CPU、多个8位并行I/O接口、一个8位定时器/计数器，RAM和ROM等功能部件。

缺点:性能低，寻址范围不大于4KB，无串口，中断处理简单。

典型产品:Intel公司推出的MCS-48系列单片机。第二阶段(1976一1978)

低性能单片机阶段第三阶段(1978—现在)高性能单片机阶段特点:与前两代相比，片内存储器容量加大，寻址范围到达64KB，多级中断处理，多个16位定时器/计数器，集成了全双工串行口，有的带A/D转换。指令系统趋于丰富和完善，增加了许多突出控制功能的指令。典型产品:Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司的MC6801，TI公司的TMS7000系列等。第三阶段(1978—现在)第四阶段(1982—现在)8位单片机开展，16位/32位单片机推出阶段。

特点:1.随着MCS-5l系列的广泛应用，许多电气厂商竞相使用80C51的内核技术，将许多测控系统中使用的电路技术、接口技术、多通道A／D转换部件、可靠性技术等应用到单片机中，强化了智能控制器的特征。2.高速、大寻址范围、强运算能力的8位／16位／32位通用型单片机，以及小型廉价的专用型单片机。典型产品:1.16位单片机凌阳系列、IntelMCS-96系列8098/8096、80C198/80C1962.32位单片机ARM7、ARM9、ARM10、80960、…….第四阶段(1982—现在)1.38位单片机的主要生产厂家和机型IntelMCS-51系列Motorola、6805系列Atmel89C51系列ZilogZ8系列、SUPER8FairchildF8、3870系列Rockwell6500/1系列TITMS7000系列NSNS8070系列RCACDP1800系列Philips8xC552系列1.38位单片机的主要生产厂家和机型IntelMCS-511.4单片机的开展状况1.CPU的改进采用双CPU构造，以提高处理能力。例：Rockwell公司的R6500/21和R65C29。增加数据总线宽度。例：NEC公司的µPD7800将ALU作成16位运算部件，内部采用16位数据总线。采用流水线构造，具有很高的运算速度。串行总线构造。主要有Philips公司的I2C总线〔InterICBUS：芯片间总线〕、DALLAS公司的单总线〔1－Wire〕、MOTOROLA公司的SPI串行外设接口等。1.4单片机的开展状况1.CPU的改进2.存储器的开展加大存储器容量。片内RAM256B，片内外扩RAM(ERAM)2KB，ROM容量从4K、16K、32K到64K。片内EPROM采用E2PROM或Flash存储器。编程和擦除完全是电气实现。编程和擦除速度快，可以使用通用的编程器脱机编程，也可在线编程〔ISP：In-SystemProgram〕。程序保密化。如Winbond公司的W78E58B等。编程采用加锁方式，假设要读取片内程存代码或重新编程，需先执行片擦除操作。2.存储器的开展3.片内I/O的改进增加并行口的驱动能力。减少外部驱动芯片。如LED、LCD等显示驱动器开场集成在8位单片机中。增加I/O口的逻辑控制功能。表达工控特性的位地址空间及I/O口的位操作方式。设置特殊串行接口。如UART、I2C、SPI等，满足多机通讯及外部扩展的要求。3.片内I/O的改进4.外围电路内装化在单片机中尽可能多地把应用所需的存储器、各种功能的I/O口、A/D、D/A、DMA控制器等都集成在一块芯片内，使单片机的功能更加强大。如AT89C5132，内嵌了USB1.1控制器、A/D转换器及硬盘IDE接口等。4.外围电路内装化5.低电压、低功耗工作电压：一般在3～6V范围内工作，有的已能在1.2V或0.9V电压下工作。几乎所有的单片机都具有省电运行方式。功耗：从mA级降到μA级，甚至1μA以下，在一粒钮扣电池下就可长期工作。低功耗化同时带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。5.低电压、低功耗1.5单片机的应用1.单片机的特点

体积小、本钱低，易于产品化。抗干扰能力强，可靠性好，适应温度范围宽。军品:－65～125度，主要用于武器系统、航空器;商用品:0～70度，主要限于机房和办公环境;工业品:－40～85度。易扩展，控制功能强。MCS-51单片机指令系统中具有加减乘除指令，具有各种逻辑运算和控制转移指令，还具有位操作功能。易于实现多机和分布式系统。1.5单片机的应用1.单片机的特点体积小、本钱低，易于2.单片机的应用

单片机为工业测控而设计，具有三高优势(集成度高、可靠性高、性价比高)。主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。特别适合于嵌入式微型机应用系统。分为单机应用和多机应用两类.2.单片机的应用单片机为工业测控而设计，具有三高优势(集工业方面民用方面仪表方面电讯方面数据处理方面汽车方面工业方面民用方面仪表方面电讯方面数据处理方面汽车方面多机应用多机应用是单片机在高