《单片机原理及工程应用》课件-第1章 单片机系统概述 20231

1第1章概述内容提要一.单片机的定义二.单片机的分类与发展概况三.单片机的应用四.关于课程的说明2一.单片机的定义什么是单片机?

单片机是指在一块芯片中，集成有中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)、基本I/O端口以及定时器/计数器等部件并具有独立指令系统的智能器件，即在一块芯片上实现一台微型计算机的基本功能。单片机是SingleChipMicrocomputer的中文直译。由于在一个具体系统中，单片机起控制部件的作用，所以，把单片机又称为“微控制单元／微控制器”，即

Micro-ControllerUnit。因此，习惯上把单片机缩写成MCU说明：关于单片机的英文缩写：3单片机与微机的区别微机PC单片机MCU形态不同整机结构单片结构应用不同办公，CAD控制指标不同高速度，大容量；网络、多媒体全方位发展。体积小，可靠性高。

发展成嵌入式系统。原理相通无论是微机，还是单片机，其CPU结构、资源配置、指令系统、寻址方式等等虽不尽相同，但原理相通。因此，借助微机原理的概念，有利于大家掌握单片机的应用！4二.单片机的分类与发展概况4位16位通用型NEC78K/0SFFMC-8L68HC05SC2717K系列专用型PIC16XXXMicrochip

MCS51系列80C196／MSP43032位ARM7／M.CORE／MIPS3000/POWERPC4004/NEC17K/NEC75XL8位通用型专用型68HC05/08单片机的分类5第1阶段：低性能8位单片机(1976～1980年)

单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。由于受集成度(几千只管/片)的限制，低档8位单片机一般没有串行接口，并且寻址空间的范围小(小于8KB)。Intel公司的MCS-48系列摩托罗拉(Motorola)公司的6801系列等单片机的发展概况从8位机开始，单片机的发展大致分4个阶段：6第2阶段：高性能8位机(1980年～1983年)

该阶段仍以8位机为主，主要增加了串行口、多级中断处理系统、16位定时器/计数器，除片内RAM、ROM容量加大外，片外寻址范围达64KB，有的片内还集成有A/D、D/A转换器。…Intel公司的MCS-51系列Motorola的MC68HC系列Zilog公司的Z8系列NEC公司的μPD78XX系列等7第3阶段：16位单片机阶段(1983年～1990年)Intel公司的MCS-96系列美国德州仪器公司的MSP430系列中国台湾凌阳科技股份有限公司16位单片机

该阶段推出了16位单片机。性能更加完善，主频速率提高，运算速度加快，具有很强的实时处理能力，更加适用于速度快、精度高、响应及时的应用场合。8第4阶段：单片机的全面发展阶段(1990年至今)单片机向更高水平发展

集成度、速率、功能、可靠性、应用领域等等

4位、

8位、16位、32位单片机并存通用型单片机和专用型单片机并存引入嵌入式处理器（ARM系列嵌入式处理器

）

…9典型单片机内部结构示意图单片机的内部结构10（1）单片机具有独立的指令系统。不同系列的单片机指令系统不同。单片机及应用系统有以下特点：但只要掌握一种产品的使用方法，就会很方便的使用另一种产品。因此，初学单片机时，到底应学习哪种单片机并不重要。11（2）系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。单片机及应用系统有以下特点：12（3）应用系统通常将程序驻留在片内ROM中，系统的抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。单片机及应用系统有以下特点：

当片内ROM容量不足时，可以扩展片外ROM。13（4）单片机本身不具有自我开发能力，一般需借助专用的开发工具（单片机开发系统）进行系统开发和调试，但最终形成的产品简单实用，成本低，效益高。单片机及应用系统有以下特点：14（5）系统小巧玲珑，控制功能强、体积小，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化。单片机及应用系统有以下特点：15三.单片机应用单片机的应用涵盖了：

日常生活、

工业生产、

军事设备、

仪器仪表等所有智能化应用场合。16各种数码产品17智能洗衣机定时完成洗衣、脱水等功能可以判断衣服的干净程度，实现“洗净即停”的功能蒸汽熨烫的功能刷卡、投币洗衣更加智能：LG公司的“iPod洗衣机”——一边洗衣一边听歌18LED显示屏LED发光二极管构成显示屏的像素点单片机负责逐点或逐行扫描，并与电脑通信获取图片信息19PH/ORP仪表用于环境监测、工矿企业、科学研究、水产养殖场等场合的pH值的测定读取pH传感器的模拟信号，内部处理后显示在LCD上20智能小车巡线避障遥控器遥控LCD显示21单片机应用的一个最简例子

——流水灯单片机时钟电路复位电路被控对象单片机加外围电路所构成的系统称为单片机应用系统，简称为单片机系统，其中包括硬件系统和软件系统。对不同的单片机应用系统，由于其控制对象不同，因此，控制电路、软件算法各不相同，但设计理念、基本结构、开发过程等均相同。22四.关于课程的说明为什么介绍51系列单片机51系列单片机是公认的经典机型：结构完善，控制特点鲜明。以51为内核的单片机货源最充足，中英文资料最丰富。产品价格便宜、开发工具最成熟、便于掌握、开发成本低。注意:初学单片机时，到底应学习哪种单片机并不重要。重要的是掌握硬件设计、软件编程、软硬件调试、系统开发等技能。掌握一种，就会使用另一种产品。23为什么使用汇编语言进行教学而不用C语言当有一定的开发经验后很容易掌握C语言编程汇编语言与硬件密切相关，使用汇编语言便于掌握软硬件特点，便于软硬件调试。使用C语言编程，初学者会