单片机应用系统设计技术—基于C51的Proteus仿真第1章.ppt

单片机应用系统设计技术单片机应用系统设计技术基于基于C51的的Proteus仿真（第仿真（第3版）版）书代号：G0204790作译者：张齐,朱宁西出版日期：2013-07定价：￥39.9元出版社：电子工业出版社ISBN：9787121204791丛书名：电子信息科学与工程类专业规划教材策划编辑：王羽佳适用对象：研究生本科教育工学电气信息主教材信息主教材信息实验、课程设计、题解实验、课程设计、题解单片机应用系统设计技术单片机应用系统设计技术基于基于C51的的Proteus仿真（第仿真（第3版）版）实验、题库、题解实验、题库、题解书代号：G0212720作译者：张齐,朱宁西出版日期：2013-09定价：￥35.0元出版社：电子工业出版社ISBN：9787121212727丛书名：电子信息科学与工程类专业规划教材策划编辑：王羽佳适用对象：研究生本科教育工学电气信息类第第1章章 单片机概论单片机概论单片机即一块芯片上的计算机，以单片机即一块芯片上的计算机，以单片机为核心组成的硬件电路称为单片单片机为核心组成的硬件电路称为单片机系统，嵌入了应用软件的单片机系统机系统，嵌入了应用软件的单片机系统则称为单片机应用系统。则称为单片机应用系统。目录目录n1.1 微处理器、微型计算机与单片机微处理器、微型计算机与单片机n1.2 单片机的结构与组成单片机的结构与组成n1.3 单片机的分类和指标单片机的分类和指标n1.4 常用的单片机系列常用的单片机系列n1.5 单片机的特点单片机的特点n1.6 单片机应用系统单片机应用系统n1.7 单片机的应用领域单片机的应用领域n本章小结本章小结1.1 微处理器、微型计算机与单片机微处理器、微型计算机与单片机n典型的微型计算机，包括运算器、控制器、存典型的微型计算机，包括运算器、控制器、存储器、输入输出接口四个基本组成部分。储器、输入输出接口四个基本组成部分。n如果把运算器与控制器封装在一小块芯片上，如果把运算器与控制器封装在一小块芯片上，则称该芯片为微处理器（则称该芯片为微处理器（MPU,Micro Processing Unit）或称中央处理器（）或称中央处理器（CPU,Central Processing Unit）。）。n如果在一块芯片上，集成了一台微型计算机的如果在一块芯片上，集成了一台微型计算机的四个基本组成部分，则这种芯片就被称为单片四个基本组成部分，则这种芯片就被称为单片微型计算机（微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称单片机。），简称单片机。微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构 1.2 单片机的结构与组成单片机的结构与组成单片机的内部基本组成单片机的内部基本组成 单片机的结构与组成单片机的结构与组成n程序存储器（程序存储器（ROM）：）：用来存放用户程序，可分类为用来存放用户程序，可分类为EPROM、Mask ROM、OTP ROM和和Flash ROM等。等。n中央处理器（中央处理器（CPU）：）：是单片机的核心单元，通常由是单片机的核心单元，通常由算术逻辑运算部件算术逻辑运算部件ALU和控制部件构成。和控制部件构成。n随机存储器（随机存储器（RAM）：）：用来存放程序运行时的工作变用来存放程序运行时的工作变量和数据，由于量和数据，由于RAM的制作工艺复杂，价格比的制作工艺复杂，价格比ROM高高得多，所以单片机的内部得多，所以单片机的内部RAM非常宝贵，通常仅有几非常宝贵，通常仅有几十到几百字节。十到几百字节。n并行输入并行输入/输出（输出（I/O）端口：）端口：通常为独立的双向通常为独立的双向I/O口，任何口既可以用作输入方式，又可以用作输出方口，任何口既可以用作输入方式，又可以用作输出方式，通过软件编程设定。式，通过软件编程设定。单片机的结构与组成单片机的结构与组成n串口输入串口输入/输出口：输出口：用于单片机和串行设备或用于单片机和串行设备或其他单片机的通信。其他单片机的通信。n定时器定时器/计数器（计数器（T/C）：）：用于单片机内部精用于单片机内部精确定时或对外部事件（输入信号如脉冲）进行确定时或对外部事件（输入信号如脉冲）进行计数，有的单片机内部有多个定时计数，有的单片机内部有多个定时/计数器。计数器。n系统时钟：系统时钟：通常需要外接石英晶体或其他振荡通常需要外接石英晶体或其他振荡源提供时钟信号输入，也有的使用内部源提供时钟信号输入，也有的使用内部RC振振荡器。系统时钟相当于荡器。系统时钟相当于PC微机中主频。微机中主频。1.3 单片机的分类和指标单片机的分类和指标n单片机从用途上可分成专用型单片机和单片机从用途上可分成专用型单片机和通用型单片机两大类。通用型单片机两大类。n指标：指标：位数、存储器、位数、存储器、I/O口、速度、工作电压、口、速度、工作电压、功耗、温度、附加功能功耗、温度、附加功能 1.4 常用的单片机系列常用的单片机系列n1.MCS-511.MCS-51系列及与之兼容的系列及与之兼容的80C5180C51系列单片系列单片机机 n2.TI2.TI公司的超低功耗公司的超低功耗FlashFlash型型MSP430MSP430系列单系列单片机片机n3.OKI3.OKI低电压低功耗单片机低电压低功耗单片机n4.ST4.ST公司的公司的ST62ST62系列单片机系列单片机n5.AD5.AD公司的带公司的带A/DA/D与与D/AD/A转换器的单片机转换器的单片机n6.6.基于基于ARMARM核的核的3232位单片机位单片机1.5 单片机的特点单片机的特点n（1）存储器）存储器ROM和和RAM是严格分工的。是严格分工的。n（2）采用面向控制的指令系统。）采用面向控制的指令系统。n（3）输入）输入/输出（输出（I/O）端口引脚通常设计有）端口引脚通常设计有多种功能。多种功能。n（4）品种规格的系列化。）品种规格的系列化。n（5）单片机的硬件功能具有广泛的通用性。）单片机的硬件功能具有广泛的通用性。1.6 单片机应用系统单片机应用系统n单片机应用系统是以单片机为核心构成的智能单片机应用系统是以单片机为核心构成的智能化产品。化产品。n为了实现产品的智能化处理与智能化控制，还为了实现产品的智能化处理与智能化控制，还要嵌入相应的控制程序，称之为单片机应用软要嵌入相应的控制程序，称之为单片机应用软件。件。n嵌入了应用软件的单片机系统称为单片机应用嵌入了应用软件的单片机系统称为单片机应用系统。系统。n单片机是单片机系统中的一个器件，单片机系单片机是单片机系统中的一个器件，单片机系统是构成某一单片机应用系统的全部硬件电路，统是构成某一单片机应用系统的全部硬件电路，单片机应用系统是单片机系统和应用软件相结单片机应用系统是单片机系统和应用软件相结合的产物。合的产物。1.7 单片机的应用领域单片机的应用领域n1.单片机在智能仪表中的应用单片机在智能仪表中的应用n2.单片机在机电一体化中的应用单片机在机电一体化中的应用n3.单片机在实时控制中的应用单片机在实时控制中的应用n4.单片机在分布式多机系统中的应用单片机在分布式多机系统中的应用n5.消费类电子产品控制消费类电子产品控制n6.终端及外部设备控制终端及外部设备控制本章小结本章小结n如果在一块芯片中包含了微型计算机的如果在一块芯片中包含了微型计算机的4个基个基本组成部分：运算器、控制器、存储器和输入本组成部分：运算器、控制器、存储器和输入输出接口，我们就称此芯片为单片机。输出接口，我们就称此芯片为单片机。n从用途上单片机可分成专用型单片机和通用型从用途上单片机可分成专用型单片机和通用型单片机两大类单片机两大类。n以单片机为核心的全部硬件电路称为单片机系以单片机为核心的全部硬件电路称为单片机系统，为了使单片机系统具有智能化处理与智能统，为了使单片机系统具有智能化处理与智能化控制的能力，还要嵌入单片机应用软件。化控制的能力，还要嵌入单片机应用软件。n单片机由于其体积小、功耗低、价格低廉，且单片机由于其体积小、功耗低、价格低廉，且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能。能。