第1章--单片机技术简介ppt课件.ppt

第第1章章 单片机技术简介单片机技术简介单片机的历史、特点、应用与选型单片机的历史、特点、应用与选型篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统什么是单片机什么是单片机n在一块大规模或超大规模集成电路芯片上制成在一块大规模或超大规模集成电路芯片上制成的微型计算机的微型计算机n体积小、功耗低、性价比高、应用灵活体积小、功耗低、性价比高、应用灵活n可以作为一个部件嵌入到各种产品中，而不是可以作为一个部件嵌入到各种产品中，而不是以常见的计算机系统形式出现以常见的计算机系统形式出现n微控制器微控制器(Microcontroller或或Micro Control Unit，MCU)n嵌入式微控制器嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1 单片机简介单片机简介n单片机系统的构成与常见的微型计算机系统类单片机系统的构成与常见的微型计算机系统类似似n其发展也与微型计算机的发展同步其发展也与微型计算机的发展同步n由于面向的应用领域不同由于面向的应用领域不同n技术进步在产品研发中体现出不同的侧重点技术进步在产品研发中体现出不同的侧重点篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.1 计算机的基本组成计算机的基本组成n冯冯诺伊曼计算机体系结构：存储程序原理诺伊曼计算机体系结构：存储程序原理n三大硬件系统组成三大硬件系统组成n中央处理器中央处理器(CPU)，其中包含一个控制器、一个运算器、，其中包含一个控制器、一个运算器、若干寄存器和一个程序计数器若干寄存器和一个程序计数器n主存储器系统，用来保存控制计算机操作的各种程序主存储器系统，用来保存控制计算机操作的各种程序n输入输入/输出输出(I/O)系统系统n具有执行顺序指令的处理能力具有执行顺序指令的处理能力n在主存储器系统和在主存储器系统和CPU的控制单元之间，包含一条物的控制单元之间，包含一条物理上的或逻辑上的单一通道，可以强制改变指令的内理上的或逻辑上的单一通道，可以强制改变指令的内容和执行的顺序容和执行的顺序篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统计算机的基本组成计算机的基本组成n增加了系统总线的冯增加了系统总线的冯诺伊曼结构诺伊曼结构篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.2 单片机的基本结构单片机的基本结构n微型计算机是计算机小型化的产物微型计算机是计算机小型化的产物n单片机是单芯片形式的微型计算机单片机是单芯片形式的微型计算机n在一块芯片上，集成了在一块芯片上，集成了CPU、存储器和各种接、存储器和各种接口电路口电路n单片机的单片机的CPUn通常比同期的普通微型计算机的通常比同期的普通微型计算机的CPU简单一些简单一些n大量的大量的CPU辅助电路和接口电路以及片内存储辅助电路和接口电路以及片内存储器的存在，使得用单片机构建的微型计算机系器的存在，使得用单片机构建的微型计算机系统变得非常简单统变得非常简单篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统单片机功能框图单片机功能框图(MCS-51)篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统单片机与通用微机的比较单片机与通用微机的比较n单片机内的单片机内的CPU功能已经做了简化功能已经做了简化n单片机不是用来设计通用微机的单片机不是用来设计通用微机的n没有必要拥有较强的运算能力没有必要拥有较强的运算能力n常见的有常见的有4位、位、8位、位、16位、位、32位的位的CPUn最常用的一直是最常用的一直是8位单片机位单片机n针对其应用领域做了优化针对其应用领域做了优化n一般在控制、逻辑、实时性上比通用微机的一般在控制、逻辑、实时性上比通用微机的CPU表现还要更好一些表现还要更好一些篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.3 单片机的发展历史单片机的发展历史n单片机探索阶段单片机探索阶段nIntel、Motorolan单片机完善阶段单片机完善阶段nMCS-51n微控制器形成阶段微控制器形成阶段n微控制器发展阶段微控制器发展阶段n片上系统（片上系统（System on Chip）篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.1.4 单片机技术发展特点单片机技术发展特点n8位、位、16位、位、32位单片机共同发展位单片机共同发展n速度越来越快速度越来越快n低电压、低功耗低电压、低功耗n高可靠性技术高可靠性技术nISP与与IAP技术技术n全盘全盘CMOS化化篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3 单片机的结构特点单片机的结构特点n从从nCPUn存储器存储器n总线结构总线结构n三个方面讨论单片机系统的结构特点三个方面讨论单片机系统的结构特点n单片机与微处理器的区别单片机与微处理器的区别n单片机与嵌入式系统的关系单片机与嵌入式系统的关系篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.1 单片机的单片机的CPUnCISC(Complex Instruction Set Computer)n复杂指令集计算机技术复杂指令集计算机技术n如如Intel的的MCS-51系列系列nRISC(Reduced Instruction Set Computer)n精简指令集计算机技术精简指令集计算机技术n如如Microchip的的PIC系列系列nAtmel的的AVR系列系列篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.2 存储器设计存储器设计n冯冯诺伊曼结构诺伊曼结构n也称作普林斯顿也称作普林斯顿(Princeton)结构结构n用来存储程序和数据的物理存储器是在同一个用来存储程序和数据的物理存储器是在同一个物理存储器空间中物理存储器空间中n哈佛哈佛(Harvard)结构结构n将程序指令存储空间与数据存储空间分开的存将程序指令存储空间与数据存储空间分开的存储器结构储器结构篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统普林斯顿结构和哈佛结构普林斯顿结构和哈佛结构篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.3 总线结构总线结构n单总线、双总线和多重总线结构单总线、双总线和多重总线结构n单总线结构比较常见单总线结构比较常见n在单总线结构中，对存储器和在单总线结构中，对存储器和I/O接口的寻址方接口的寻址方法，又分为独立编址的法，又分为独立编址的I/O方式和存储器映像的方式和存储器映像的I/O方式两种方式两种篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.4 单片机与微处理器单片机与微处理器n硬件结构硬件结构n指令集指令集n软件软件n应用领域应用领域篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.2.5 单片机与嵌入式系统单片机与嵌入式系统n嵌入式系统嵌入式系统n以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统n嵌入式的另一种实现是使用嵌入式微处理器嵌入式的另一种实现是使用嵌入式微处理器n单片机与嵌入式微处理器在应用领域的交叉不单片机与嵌入式微处理器在应用领域的交叉不多，二者在嵌入式系统应用中都有不可估量的多，二者在嵌入式系统应用中都有不可估量的发展空间发展空间篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统1.3 单片机的应用与选型单片机的应用与选型n1.3.1 单片机的应用单片机的应用n智能化家用电器、智能化接口的办公自动化设智能化家用电器、智能化接口的办公自动化设备、商业营销设备、工业自动化控制、智能化备、商业营销设备、工业自动化控制、智能化仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、航空仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域航天系统和国防军事、尖端武器等领域 n1.3.2 单片机的选型单片机的选型n需要考虑多个方面需要考虑多个方面