第0章绪论(内容1)2014

主讲教师：毕军北京交通大学交通运输学院系统工程与控制研究所2/5/2023教材1、主讲教材

《单片微型计算机与接口技术(第3版)》,

李群芳，张士军等编著，电子工业出版社。2、参考教材关于51单片机原理、单片机接口的教材有很多《单片机原理与应用》戴胜华等编著，北京交通大学出版社，《单片机中级教程》，北京航空航天大学出版社3、浏览网络单片机论坛4、先修课程：电路电子技术、C语言2/5/2023课程学习学时：64学时（1-16周）时间地点：周一（第1节）：SX502;

周五（第4节）：SX502授课形式：课堂讲授，实验，大作业设计考核：60%（试卷，40%（大作业设计、作业、出勤等）2/5/2023个人简介个人简介：毕军，副教授，运输学院系统工程与控制研究所。2003年毕业于北京理工大学，获得导航、制导与控制博士学位。从事控制理论、预测估计理论、人工智能、嵌入式硬件系统设计、软件系统的开发工作。发表论文20余篇，获得6项专利，30项软件著作权。研发的“电动汽车信息采集与无线发送设备”、“电动汽车电池远程监控系统”在北京奥运会、上海世博会、广州亚运会及北京电动汽车监控中心上得到成功应用。2/5/2023★

计算机发展简述★

单片机的发展过程及产品近况★

51系列单片机概述★

单片机的应用第0章（内容一）绪论2/5/20231、电子计算机的发展简述1.1

电子计算机发展1946年2月15日，第一台电子数字计算机（ENIAC，即“埃尼阿克”）问世，这标志着计算机时代的到来。2/5/2023五个时代：﹡电子管计算机；﹡晶体管计算机；﹡集成电路计算机；﹡大规模集成电路计算机；﹡超大规模集成电路计算机。2/5/2023

1.2计算机硬件结构数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。迄今计算机的结构仍然没有突破这一经典结构框架。2/5/2023微机的系统结构

微机系统软件硬件主机外围设备微处理器（CPU）运算器控制器寄存器存储器（内存）RAMROM输入/输出接口（I/O接口）并行、串行接口定时器、A/D、D/A总线系统软件应用软件程序设计语言外部设备辅助设备输入设备输出设备辅助存储器电源电路时钟电路2/5/20231.3、微型计算机的三种应用形态

◆多板机（系统机）将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。

PC机属于多板机。2/5/2023

◆单板机

将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机现在已停产，很少使用了。2/5/2023

◆单片机全称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)，又称微控制器MCU(MicroControllerUnit),是将CPU、ROM、RAM、并行I/0、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等集成在一块芯片上。2/5/20232

单片机的发展过程及产品近况2.1

单片机的发展过程分为三个主要阶段：

◆48系列阶段—形成阶段

1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机。

片内主要配置：8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、1个8位定时/计数器。

特点是：硬件电路简单，指令系统功能不强，现很少用。2/5/2023

◆51系列阶段

1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机.

芯片内主要配置：8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器。

特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单片机经典机种。2/5/2023

◆96系列阶段基本淘汰，现在很少应用。

1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。芯片内主要配置：16位CPU、8K字节ROM、232字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。2/5/2023（3）单片机内的存储容量越来越大。由1KB、2KB、4KB、8KB、16KB、32KB、64KB

等。2.2、单片机的发展趋势（1）单片机的字长由4位、8位、16位发展到32位。

（2）运行速度不断提高。单片机的使用最高频率由6MHz、12MHz、24MHz、33MHz甚至上百兆Hz。2/5/2023（4）ROM存储器的编程也越来越方便有ROM型（掩模型）、OTP型（一次性编程）、EPROM（紫外线擦除编程）、EEPROM（电擦除编程）及FLASH（闪速编程）。

(5)I/O端口多功能化。单片机内除集成有并行接口、串行接口外，还集成有A/D、D/A、LED/LCD显示驱动、WDT（看门狗）等。（6）功耗越来越低。

2/5/2023

以上单片机各种发展系列并非一代淘汰一代，正如飞机淘汰不了自行车一样，各有各的应用场合，根据产品要求、性价比等情况选择。

目前为止，51单片机已有数百个品种，同时，很多专用芯片以它作为控制核心，有广泛应用的前景。因此，51单片机成为教学的首选机型。

2/5/20233、51系列单片机概述3.1MCS-51系列（1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种，如：

﹡8051/8751/8031；

﹡8052/8752/8032；

﹡80C51/87C51/80C31

﹡80C52/87C52/80C32等。

2/5/2023（2）该系列生产工艺有两种：CHMOS是CMOS和HMOS的结合，既保持了HMOS高速度和高密度的特点，还具有CMOS的低功耗的特点。在产品型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS芯片，如8051，80C51。HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。CHMOS工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。2/5/2023（3）在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类：增强型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C31区别：片内硬件配置不同，包括片内存储器容量，定时器数量等2/5/2023（4）从片内程序存储器的配置上分，该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(无片内程序存储器)。如：﹡80C51有4K字节的掩膜ROM；﹡87C51有4K字节的EPROM；﹡80C31在芯片内无程序存储器。2/5/20233.280C51系列

﹡

Intel的：80C31、80C51、87C51，80C32、80C52、87C52等；

﹡ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；

﹡

Philips公司的80C51、80C552系列；

﹡华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列；另外，ADI、LG、Maxim、Cygnal公司的产品。

以8051为基核开发出的CMOS工艺单片机产品统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有：2/5/20233.380C51典型产品资源配置2/5/2023（1）工业控制数控机床，电机控制，工业机器人，自动控制等。（2）仪器仪表智能仪器，医疗器械，数字示波器等。4、单片机的应用单片机的具有小而全，即体积小、功能全、功耗低、、性能价格比高，易于推广应用等显著优点，在自动化装置，智能化仪器仪表和家用电器等领域得到日益广泛的应用。2/5/2023（3）电信技术调制解调器，声像处理，数字滤波，通信设备等。（4）办公自动化和计