单片机01第一章概述课件

联系电话：电子邮件：niejugen@163.comQQ：办公地址：电子信息楼(B201)单片微型计算机原理与应用单片微型计算机原理与应用，第二版胡乾斌、李光斌、李玲、喻红主编华中科技大学出版社内容：第一到第九章学时：1-10周每周4学时；共40学时实验：12学时第一章概述计算机，微型计算机微处理器、微型计算机、微型计算机系统单片机、单片机的发展、结构特点、及应用计算机按其规模分类：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机微型计算机：微型计算机是第四代计算机向微型化方向发展的结果，其系统结构和基本原理与其他机型没有本质区别。具有以下特点：（1）体积小、重量轻、价格低；（2）结构灵活；（3）应用面广，普及程度高。计算机、微型计算机第一章概述计算机，微型计算机微处理器、微型计算机、微型计算机系统单片机、单片机的发展、结构特点、及应用微处理器、微型计算机、微型计算机系统1.微处理器：（常被简称为CPU）（1）微型化的中央处理器，通常是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理部件。（2）功能:1)实现算术和逻辑运算

2)能对指令进行译码，并执行指令所规定的操作

3)具有访问存储器和外设的能力

4)提供整个系统所需要的定时和控制信号

5)可响应中断请求微处理器、微型计算机、微型计算机系统（4）CPU的发展：是微型计算机发展的标志第一代微处理器：

1971~1972年：处理字长4或8位；集成度2000管/片；1MHz；如Intel公司4004、8008；第二代微处理器

1973~1977年：8位；9000管/片；2~4MHz；如Intel公司8080/8085、Zilog公司Z80、Motorola公司M6800；第三代微处理器

1977~1978年：16位；20000~60000管/片；4~8MHz；如 Intel公司8086/8088、Zilog公司Z8000;第四代微处理器

1980年：16位；100000管/片；10MHz；如Intel公司80186/80286；

1985年：32位；150000~200000管片；16~20MHz；如Intel公司80386；第五代微处理器

1990年：64位；管/片；66MHz；如Intel公司80486、Pentium;微处理器、微型计算机、微型计算机系统2.微型计算机（μC）

（1）定义：以微处理器为中心，配上存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成

（2）基本结构：CPU、存储器、总线、输入/输出、接口电路微处理器、微型计算机、微型计算机系统单片机：把CPU、存储器、总线和输入输出电路集成在单个芯片上第一章概述计算机、微型计算机微处理器、微型计算机、微型计算机系统单片机、单片机的发展、结构特点、及应用单片机及其发展1.单片机：单片机是将中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM或EPROM)、定时器／计数器芯片和一些输入／输出接口电路集成在一个芯片上的微型计算机，又称为微控制器(Micro-controller)。单片机可单独地完成现代控制所要求的智能化控制功能，这是单片机最大的特征。它是专为工业控制和智能仪器设计的集成度很高的微型计算机。单片机及其发展2.单片机的发展过程可划分为四个阶段：

（1）单片机初级阶段（1974～1976年）：元件集成规模还比较小，功能较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，如1974年仙童公司的推出的第一个单片机F8、Zilog公司的Z80微处理器（2）低性能单片机阶段（1976～1978年）：用了单片结构，如Intel公司的MCS-48系列，8位CPU、8位定时器、并行I/O口、RAM和ROM，ROM的容量小，寻址范围一般不超过4K字节，中断处理较简单，无串行I/O口。

MCS-48系列体积小、功能全、价格低，为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展史上重要的里程碑。3.单片机的结构：单片机系统硬件软件单片机芯片外围器件CPU内存中断控制逻辑通用接口运算器寄存器组控制器并行口串行口定时/计数器ADC0809、DAC0832825382518255A、81552764、6264单片机及其发展单片机及其发展4.单片机的应用1）在智能仪器仪表上的应用

单片机体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，结合不同类型的传感器，可实现电压、频率、温度、速度、长度、压力等物理量的测量。采用单片机控制实现仪器仪表的数字化、智能化、微型化。2）在工业控制中的应用

用单片机构成形式多样的控制系统、数据采集系统。实现分布式、嵌入式控制。可用于开关量控制、顺序控制及逻辑控制等。3）在家用电器中的应用

现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、音响视频器材、电子秤量设备，无所不在。单片机及其发展4.单片机的应用1）在智能仪器仪表上的应用

单片机体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，结合不同类型的传感器，可实现电压、频率、温度、速度、长度、压力等物理量的测量。采用单片机控制实现仪器仪表的数字化、智能化、微型化。2）在工业控制中的应用

用单片机构成形式多样的控制系统、数据采集系统。实现分布式、嵌入式控制。可用于开关量控制、顺序控制及逻辑控制等。3）在家用电器中的应用

现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、音响视频器材、电子秤量设备，无所不在。21指令执行的一般过程取指令取指部件，分析部件，执行部件指令译码读取操作数执行指令存放结果*微型计算机的工作过程22程序执行过程内存中的程序指令1指令2指令n┇分析获取操作数执行存放结果┇程序计数器PC地址CPU取出操作数*微型计算机的工作过程23取一条指令的工作过程将指令所在地址赋给程序计数器PC；PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1；把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码，选中相应单元。CPU的控制器发出读命令。在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数据总线DB。把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。指令译码因为取出的是指令的操作码，故数据寄存器DR把它送到指令寄存器IR，然后再送到指令译码器ID*微型计算机的工作过程Intel单片机系列1.三个系列产品MCS-48系列单片机：Intel公司早期产品，主要用于简单的应用系统。MCS-51系列单片机：采用HMOS技术，高性能8位机。我国应用最广泛。MCS-96系列单片机：功能强大的16位或准16位单片机。51系列单片机源于Intel公司的MCS—51系列，在Intel公司将MCS—51系列单片机实行技术开放政策之后，许多公司，如Philips、Dallas、Siemens、Atmel、华邦、LG等都以MCS—51中的基础结构8051为基核推出了许多各具特色、具有优异性能的单片机。这样，把这些厂家以8051为基核推出的各种型号的兼容型单片机统称为51系列单片机。Intel公司MCS—51系列单片机中的8051是其中最基础的单片机型号。尽管各类单片机很多，但目前在我国使用最为广泛的单片机系列是Intel公司生产的MCS—51系列单片机。MCS—51系列单片机按片内不同程序存储器的配置来分，可以分为三种类型：片内带掩膜ROM型：8051，80C51，8052，80C52。此类芯片是由半导体厂家在芯片生产过程中，将用户的应用程序代码通过掩膜工艺制作到ROM中。其应用程序只能委托半导体厂家“写入”，一旦写入后不能修改。此类单片机，适合大批量使用。片内带EPR