第1章单片微型计算机概述 (2)优秀课件.ppt

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1、第第1 1章章 单片微型片微型计算算机概述机概述 (2)(2)第1页，本讲稿共23页第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述n1.11.1微计算机系统概念微计算机系统概念n1.2 1.2 单片微型计算机定义和特点单片微型计算机定义和特点n1.3 1.3 单片微型计算机发展概况单片微型计算机发展概况n1.4 1.4 单片机的应用特点单片机的应用特点n1.51.5单片机的开发与应用方法简述单片机的开发与应用方法简述n1.6 1.6 微型计算机微型计算机基础知识基础知识第2页，本讲稿共23页1.1 1.1 微计算机系统概念微计算机系统概念微处理器、微计算机和微计算机系统的关系微处理器、微

2、计算机和微计算机系统的关系 系统软件系统软件应用软件应用软件程序设计语言程序设计语言第3页，本讲稿共23页1.21.2单片微型计算机单片微型计算机n微型计算机：微型计算机：是一种多片系统，由是一种多片系统，由CPUCPU、ROMROM、RAM RAM、I/OI/O等通过印刷电路板上总线连接成一体的完整计算机等通过印刷电路板上总线连接成一体的完整计算机系统。系统。lCPU 中央处理器 半导体集成块l总线结构 连接以CPU为核心的各集成块（三总线结构）各类信息传送的公用通道各类信息传送的公用通道 CPU CPU在不同瞬间输出在不同瞬间输出/入不同，出入不同，出/入共用入共用n单片机：单片机微型计算

3、机就是把单片机：单片机微型计算机就是把CPUCPU、寄存器、寄存器、RAM/ROMRAM/ROM、I/OI/O接口电路集成在一块集成电路接口电路集成在一块集成电路芯片上，构成一个完整的微型计算机芯片上，构成一个完整的微型计算机n单片机是微型机算计的一个重要分支，多应用于控制单片机是微型机算计的一个重要分支，多应用于控制CPUCPU存存 储储器器I/OI/O接接口口I/OI/O接接口口ABABDBDBCBCBI/OI/O设备设备I/OI/O设备设备输入输入输出输出ABDBCB第4页，本讲稿共23页几种单片机封装形式几种单片机封装形式第5页，本讲稿共23页单片机特点单片机特点n体积小、功耗低、性价

4、比高。体积小、功耗低、性价比高。n数据大都在单片机内部传送，抗干扰能力强，可靠性高。数据大都在单片机内部传送，抗干扰能力强，可靠性高。n结构灵活，应用广泛。结构灵活，应用广泛。别名：别名：n微控制器微控制器 MCU MCU（国外常用）（国外常用）n嵌入式控制器嵌入式控制器第6页，本讲稿共23页按用途分类按用途分类n通用型通用型 把可开发的资源全部提供给用户（把可开发的资源全部提供给用户（ROM RAM I/OROM RAM I/O等等)n专用型专用型专门针对某些用途制作的单片机专门针对某些用途制作的单片机按微处理器位数分类按微处理器位数分类n4 4位机位机 8 8位机位机 16 16位机位机

5、32 32 位机位机 等等等等第7页，本讲稿共23页1.3 1.3 单片微型计算机发展概况单片微型计算机发展概况n一阶段：初级阶段一阶段：初级阶段MCSMCS48 8048 8748 803548 8048 8748 8035l无串口 中断简单 寻址4K 定时器8位n二阶段：高性能阶段二阶段：高性能阶段MCSMCS5151l多级中断 有串行口 寻址 定时器16位n三阶段：三阶段：1616位、位、3232位单片机位单片机 数据位长数据位长 1 14 48 81616 3232位。位。MCS-51MCS-51广泛应用广泛应用:最早认识，软件资料全最早认识，软件资料全 各公司推出各公司推出5151兼

6、容机多兼容机多第8页，本讲稿共23页5151系列兼容系列兼容 MCS-51 MCS-51指指INTELINTEL公司的公司的5151n基本型基本型8031 8051 87518031 8051 8751n增强型增强型 8032 8052 8752 8032 8052 8752n低功耗型低功耗型80C51 87C5180C51 87C51n专用型专用型第9页，本讲稿共23页发展趋势：发展趋势：大容量大容量 高性能化高性能化 外围电路内装化外围电路内装化 高可靠性高可靠性 多功多功能能 低电压低电压 低功耗低功耗nCPU CPU 总线宽度总线宽度 I I2 2C C总线总线n存储器存储器 89C5

7、5 89C55 内部集成内部集成20k20k字节存储器字节存储器 闪速存储器（闪速存储器（89C51 89C52)89C51 89C52)n程序保密化程序保密化n片内片内I/O I/O 改进改进 驱动能力驱动能力 种类种类 数量数量 功能改进功能改进 USB USB 通信通信 片内资源齐全片内资源齐全 n缩小体积，降低功耗缩小体积，降低功耗 CMOS CMOS省电省电 HMOS HMOS速度高速度高第10页，本讲稿共23页1.4 1.4 单片机的应用单片机的应用n工业检测、控制应用。工业检测、控制应用。n智能仪器仪表智能仪器仪表n消费类电子产品（多为专用单片机）消费类电子产品（多为专用单片机）

8、n通信设备通信设备 调制解调器调制解调器n多机分布式系统。（重要方向）多机分布式系统。（重要方向）应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产应用空间大：工业自动化、仪器仪表、家用电器、信息和通信产品、军事装备等领域。品、军事装备等领域。民品民品 工品工品 军品军品第11页，本讲稿共23页1.51.5单片机的开发与应用方法简述单片机的开发与应用方法简述 n由于单片机本身没有开发编程的能力，所以必须借助开发工具。由于单片机本身没有开发编程的能力，所以必须借助开发工具。n硬硬开开发发工工具具:各各种种编编程程器器、仿仿真真开开发发机机等等编编程程开开发发设设备备；软软开开发发工工具具:

9、各种编辑、汇编、各种编辑、汇编、模拟调试模拟调试等工具软件。等工具软件。n开开发发过过程程：总总体体设设计计、硬硬件件设设计计、制制版版与与安安装装、软软件件设设计计、调调试运行。试运行。n硬硬件件仿仿真真调调试试：借借助助于于各各种种实实时时在在线线开开发发仿仿真真器器，对对目目标标程程序序进进行行多多种方式的联机运行调试，从而发现程序中的错误之处并改正之。种方式的联机运行调试，从而发现程序中的错误之处并改正之。n软软件件模模拟拟仿仿真真调调试试：借借助助于于PCPC机机系系统统，利利用用模模拟拟（仿仿真真）调调试试工具软件来进行目标程序的运行调试。工具软件来进行目标程序的运行调试。第12页

10、，本讲稿共23页仿真器和逻辑测试仪仿真器和逻辑测试仪第13页，本讲稿共23页编程器编程器第14页，本讲稿共23页编程器和芯片座编程器和芯片座第15页，本讲稿共23页编程器软件界面编程器软件界面第16页，本讲稿共23页各种实验板各种实验板第17页，本讲稿共23页单片机微机仿真实验系统单片机微机仿真实验系统第18页，本讲稿共23页1.6 1.6 微型计算机基础知识微型计算机基础知识n微型机硬件结构微型机硬件结构nCPU CPU 微型机微型机 核心芯片核心芯片l运算器 ALU 算术逻辑单元，完成算术、逻辑运算l控制器：指令寄存器 指令译码器 A 累加器 根据指令要求，对微型机各部件发出相应的控制信息

11、，使他们协调工作，完成对整个计算机系统控制l寄存器 标志寄存器(PSW)寄存器组(速度高 暂存)程序计数器(PC)用来存放数据 第19页，本讲稿共23页存储器（主存存储器（主存 内存）内存）用来存放程序和数据用来存放程序和数据n存储器单元内容存储器单元内容l数据形式：二进制数 TTL 电平表示 l8位二进制计一个字节，一个内存单元存放一个字节l容量：包含内存单元的数量 字节为单位 8K个单元 8K8位n存储单元地址存储单元地址 每个内存单元都有不同的地址编码每个内存单元都有不同的地址编码lN条地址线 容量2NlCPU能识别不同内存单元译译码码器器地址线地址线1000110011100001第2

12、0页，本讲稿共23页RAMl读入 读出l写出 写入lCS片选 由AB控制接口l结构上与存储器单元类似l各端口有相应地址l输出口可有相同地址，输入口不能同，避免数据冲突l分时复用总线OE(RD)OE(RD)CS(CE)CS(CE)地地址址译译码码驱驱动动输输入入/出电路出电路存存储储体体控制控制WRWRRAMRAMABABDBDB第21页，本讲稿共23页总线总线n带协议的，有约束性的带协议的，有约束性的l地址 单向l数据 双向l控制 每一根是有固定方向的输入/出接口 存储器与DB总线相连必用三态门控制，否则可同时向总线传数据造成数据混乱。CPU 与AB CB 可不用三态门第22页，本讲稿共23页一般测量控制系统一般测量控制系统控制控制器器键盘控键盘控制电路制电路显示电路显示电路被测信号被测信号处理电路处理电路输出控输出控制电路制电路存储器存储器芯片选型芯片选型资源分配资源分配设计指标设计指标系统设计系统设计第23页，本讲稿共23页