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1、第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 学习目的学习目的学习重点和难点学习重点和难点 1、微型计算机的组成及应用形态。、微型计算机的组成及应用形态。2、80C51单片机系列。单片机系列。1、了解单片机的发展过程及产品近况、了解单片机的发展过程及产品近况2、了解单片机的特点及应用领域。、了解单片机的特点及应用领域。3、驾驭微型计算机的组成及应用形态、驾驭微型计算机的组成及应用形态4、驾驭、驾驭80C51单片机系列单片机系列第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述微型计算机的组成及应用形态微型计算机的组成及应用形态一、微

2、型计算机系统的组成一、微型计算机系统的组成 微型计算机系统是由硬件和软件组成。微型计算机系统是由硬件和软件组成。1.1.硬件是指组成计算机的物理实体，是看得硬件是指组成计算机的物理实体，是看得见摸得着的部分，如图见摸得着的部分，如图1-11-1所示。它是由微处理所示。它是由微处理器器CPUCPU、存储器（、存储器（RAMRAM、ROMROM）、基本输入）、基本输入/输出输出（I/OI/O）接口电路和总线（）接口电路和总线（BUSBUS）接口等组成。）接口等组成。2.2.软件简洁地说就是程序，指专业软件开发软件简洁地说就是程序，指专业软件开发者开发的系统软件和应用软件等。者开发的系统软件和应用软

3、件等。返回第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述二、微型计算机的应用形态二、微型计算机的应用形态 从应用形态上，微机可以分成三种：从应用形态上，微机可以分成三种：单单板机板机单单片机片机系系统统机（多板机）机（多板机）第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 1、多板、多板微型计算机微型计算机或系统机或系统机 将微处理器将微处理器CPU、存储器（、存储器（RAM、ROM）、基本输入）、基本输入/输出输出（I/O）接口电路和）接口电路和总线总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。接口等组装在一块主机板（即微机主板）。

4、各种适配（卡）插在主机板的扩展槽上并与电源、软各种适配（卡）插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器和硬盘驱动器和光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的多板多板多板多板微型计算机系统（简称系统机或多板机）微型计算机系统（简称系统机或多板机）微型计算机系统（简称系统机或多板机）微型计算机系统（简称系统机或多板机）图1-2 微型计算机硬件组成微型计算机硬件组成二、微型计算机的应用形态二、微型计算机的应用形态微型计算微型计算机系统机系统第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 将将CPUCPU芯片、存储器芯片、

5、芯片、存储器芯片、I/OI/O接口芯片和简洁的接口芯片和简洁的I/OI/O设备（小键盘、设备（小键盘、LEDLED显示器）等装配在一块印刷电路板上，显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在再配上监控程序（固化在ROMROM中），就构成了一台单板微中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板微型计算机组成如图型计算机（简称单板机）。单板微型计算机组成如图1-31-3所示。所示。主要应用于工业限制器、家用电器等。主要应用于工业限制器、家用电器等。2、单板微型计算机、单板微型计算机单板微型单板微型计算机计算机图图1-3第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 在一

6、片大规模集成电路芯片上集成微处理器在一片大规模集成电路芯片上集成微处理器（CPUCPU）、存储器（）、存储器（RAMRAM、ROMROM）、）、I/OI/O接口电路接口电路 ，从而构成了单芯片微型计算机，简称单片机。从而构成了单芯片微型计算机，简称单片机。单片机体积小、价格低、牢靠性高，其非凡的单片机体积小、价格低、牢靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。的优势。图1.4单板微型计算机3、单片微型计算机、单片微型计算机第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述一、单片机内部结构一、单片机内部结构 单片机内部结构

7、由单片机内部结构由微处理器微处理器CPU、随机存取存储器、随机存取存储器RAM、只读存储器、只读存储器ROM、基本输入、基本输入/输出输出(I/O)接口电路、接口电路、定时器定时器/计数器和中断系统计数器和中断系统等部件组成，并把它们制作在等部件组成，并把它们制作在一块大规模集成电路芯片上，就构成一个完整的单片微型一块大规模集成电路芯片上，就构成一个完整的单片微型计算机。计算机。1.1.21.1.2单片机内部结构及单片机应用系统组成单片机内部结构及单片机应用系统组成返回第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述二、单片机应用系统的组成二、单片机应用系统的组成 单片机应用系统是以单片机

8、为核心，再单片机应用系统是以单片机为核心，再加上接口电路及外设等硬件电路和软件，就加上接口电路及外设等硬件电路和软件，就构成了单片机应用系统。因此，单片机应用构成了单片机应用系统。因此，单片机应用系统的设计人员必需从硬件和软件角度来探系统的设计人员必需从硬件和软件角度来探讨单片机，这样才能探讨讨单片机，这样才能探讨和开发出单片机应用系统和产品。和开发出单片机应用系统和产品。单片单片机硬机硬件系件系统统单片单片机软机软件系件系统统单片单片机应机应用系用系统统单片单片机应机应用系用系统统单片单片机软机软件系件系统统单片单片机硬机硬件系件系统统学习的目的：了解、熟悉、驾驭现有的单片机应用系统学习的目

9、的：了解、熟悉、驾驭现有的单片机应用系统-会运用会运用 改进、改造、改善现有的单片机应用系统改进、改造、改善现有的单片机应用系统-会提升会提升 设计、开发、研制全新的单片机应用系统设计、开发、研制全新的单片机应用系统-会创新会创新第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 Intel公司生产的公司生产的MCS系列单片机，尽管系列单片机，尽管单片机型号很多，但从目前来看，运用最为单片机型号很多，但从目前来看，运用最为广泛的应当广泛的应当MCS-51单片机。单片机。本书主要探讨本书主要探讨MCS-51系列系列8位单片机位单片机80C51。分析和探讨。分析和探讨80C51的硬件结构、工的硬

10、件结构、工作原理、软件及工程应用系统的设计。作原理、软件及工程应用系统的设计。1.1.3 80C511.1.3 80C51单片机系列单片机系列返回第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 表表1-1 80C51系列单片机分类表系列单片机分类表留意：留意：1、表中加、表中加 的被的被ATMEL公司的公司的AT89S51/89S52新产品所取代，新产品新产品所取代，新产品具有具有ISP（在系统编程）功能，运用特别便利，实际应用时应首选。（在系统编程）功能，运用特别便利，实际应用时应首选。2、89C51已停产。已停产。第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述1.2 单片机的发

11、展过程及产品近况单片机的发展过程及产品近况 1.2.1单片机的发展过程单片机的发展过程 单片机技术发展过程可分为三个主要阶段：单片机技术发展过程可分为三个主要阶段：第一阶段（第一阶段（19471978年）为初级单片年）为初级单片机形成阶段。机形成阶段。其典型产品是其典型产品是Intel公司推出了公司推出了MCS-48系列单系列单片机。片机。8位位CPU、1K字节字节ROM、64字节字节RAM、27根根I/O线和线和1个个8位定时位定时/计数器。计数器。特点是：存储器容量较小，寻址范围小特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不大于（不大于4K），无串行接口，指令系统功能），无串行接口，指令系统功能

12、不强。不强。其次阶段（其次阶段（19781983年）为高性能单年）为高性能单片机阶段。片机阶段。其典型产品是其典型产品是Intel公司推出了公司推出了MCS-51系系列单片机：列单片机：8位位CPU、4K字节字节ROM、128字节字节RAM、4个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数器。寻址范围计数器。寻址范围64K，并有限制，并有限制功能较强的布尔处理器。功能较强的布尔处理器。返回第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面对限特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面对限制的特点进一步突出。现在，制

13、的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的已成为公认的单片机经典机种单片机经典机种。第三阶段（第三阶段（1983年以后）微限制器化阶段。年以后）微限制器化阶段。其典型产品是其典型产品是Intel推出推出MCS-96系列单片机。芯系列单片机。芯片内集成：片内集成：16位位CPU、8K字节字节ROM、232字节字节RAM、5个个8位并口、位并口、1个全双工串行口、个全双工串行口、2个个16位定时位定时/计数计数器。寻址范围器。寻址范围64K。片上还有。片上还有8路路10位位ADC、1路路PWM输出及高速输出及高速I/O部件等。部件等。特点是：片内面对测控系统外围电路增加，使单片特点是：片内面

14、对测控系统外围电路增加，使单片机可以便利敏捷地用于困难的自动测控系统及设备。机可以便利敏捷地用于困难的自动测控系统及设备。第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述1.3单片机的特点及应用领域单片机的特点及应用领域1.3.1单片机的特点单片机的特点 单片机芯片的集成度特别高，它单片机芯片的集成度特别高，它将微型计算机的主要部件都集成在一将微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，因此，具有如下特点：块芯片上，因此，具有如下特点：1、体积小、重量轻、价格低、耗、体积小、重量轻、价格低、耗电少、易于产品化。电少、易于产品化。2、限制性能。、限制性能。实时限制功能强、运行速度快。实时限制功能

15、强、运行速度快。因为因为CPU可以对可以对I/O端口干脆进行指令端口干脆进行指令操作，而且位指令操作实力更是其它操作，而且位指令操作实力更是其它计算机无法比拟的。计算机无法比拟的。3、牢靠性高。、牢靠性高。由于由于CPU、存储器及、存储器及I/O接口集成接口集成在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，且数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片机不易受环境条件的影响，所以单片机的牢靠性特别高。的牢靠性特别高。返回第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述1.3.2单片机的应用领域单片机的应用领域 1、家用电

16、器。家用电器是单片机的重要应、家用电器。家用电器是单片机的重要应用领域之一，前景广袤。如微波炉、电视机、电用领域之一，前景广袤。如微波炉、电视机、电饭煲、空调器、电冰箱、洗衣机等。饭煲、空调器、电冰箱、洗衣机等。2、在交通领域中。如交通灯、汽车、火车、在交通领域中。如交通灯、汽车、火车、飞机等均有单片机的广泛应用。飞机等均有单片机的广泛应用。3、智能仪器仪表。如各种智能电气测量仪、智能仪器仪表。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。表、智能传感器等。4、机电一体化产品。如医疗设备（、机电一体化产品。如医疗设备（B超）、超）、机器人、数控机床、自动包装机、打印机、复印机器人、数控机床、自动包装机

17、、打印机、复印机等。机等。5、实时工业限制。如温度限制、电机转速、实时工业限制。如温度限制、电机转速限制、生产线限制等。限制、生产线限制等。第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述1.4单片机的发展趋势单片机的发展趋势 20 20世纪世纪8080年头以来，单片机有了新的发展，各半导年头以来，单片机有了新的发展，各半导体器件厂商也纷纷推出自己的产品系列。依据市场的需体器件厂商也纷纷推出自己的产品系列。依据市场的需求要求，将来单片机的发展趋势有如下几个方面：求要求，将来单片机的发展趋势有如下几个方面：1 1、单片机的字长由、单片机的字长由4 4位、位、8 8位、位、16 16 位发展到

18、位发展到3232位。位。目前目前8 8位的单片机仍旧占主流地位，只有在精度要求位的单片机仍旧占主流地位，只有在精度要求特殊高的场合如图像处理等，才接受特殊高的场合如图像处理等，才接受1616位或位或3232位的单片位的单片机，用户可以依据须要进行字长的选择。机，用户可以依据须要进行字长的选择。2 2、运行速度不断提高。、运行速度不断提高。单片机的运用最高频率由单片机的运用最高频率由6MHz6MHz、12MHz 12MHz、24MHz24MHz、33MHz33MHz发展到发展到 40MHz 40MHz和更高，用户可以依据产品的须要和更高，用户可以依据产品的须要进行速度的选择。进行速度的选择。第第

19、1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 3 3、单片机内的、单片机内的RAMRAM、ROMROM存储容量越来越大。存储容量越来越大。单片机内的单片机内的RAMRAM、ROMROM存储容量由存储容量由1KB1KB、2KB 2KB、4KB 4KB、8KB8KB、16KB 16KB、32KB 32KB、64KB64KB发展到发展到 128KB 128KB等，用户可以等，用户可以依据程序和数据量的大小来选择。依据程序和数据量的大小来选择。4 4、单片机程序存储器、单片机程序存储器ROMROM的编程越来越便利。的编程越来越便利。单片机程序存储器有单片机程序存储器有 ROM ROM型（掩模型）、

20、型（掩模型）、OTPOTP型（一型（一次性编程）、次性编程）、EPROMEPROM（紫外线擦除编程）、（紫外线擦除编程）、E2PROME2PROM（电（电擦除编程）及擦除编程）及FLASHFLASH（闪速编程）。（闪速编程）。编程方式越来越便利，目前有脱机编程、在系统编程编程方式越来越便利，目前有脱机编程、在系统编程（ISPISP）、在应用编程（）、在应用编程（IAPIAP）等。可供用户选择。）等。可供用户选择。5 5、输入、输入/输出端口多功能化。输出端口多功能化。单片机内除集成有并行接口、串行接口外，还集成单片机内除集成有并行接口、串行接口外，还集成有有A/DA/D、D/AD/A、LED/

21、LCDLED/LCD显示驱动、显示驱动、DMADMA限制、限制、PWMPWM（脉宽（脉宽调制输出）、调制输出）、PLCPLC（锁相环限制）、（锁相环限制）、PCA(PCA(逻辑阵列）逻辑阵列）WDTWDT（看门狗）等。用户可以依据须要进行选择。（看门狗）等。用户可以依据须要进行选择。第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述 1 1、微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组、微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件主要是由成。硬件主要是由CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口和接口和I/OI/O设备组设备组成，接受总线结构形式。软件包括系统软件和应用软件成，接

22、受总线结构形式。软件包括系统软件和应用软件两大类，程序设计语言分为三级，分别是机器语言、汇两大类，程序设计语言分为三级，分别是机器语言、汇编语言和高级语言。编语言和高级语言。2 2、单片机是将、单片机是将CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、基本输入、基本输入/输出接口电输出接口电路、定时器路、定时器/计数器和中断系统等部件组制作在一块大计数器和中断系统等部件组制作在一块大规模集成电路芯片上。规模集成电路芯片上。3 3、单片机应用系统是由单片机、接口电路及外设等硬、单片机应用系统是由单片机、接口电路及外设等硬件电路和软件构成。件电路和软件构成。4 4、80C5180C51单片机技术指标：单

23、片机技术指标：4K ROM4K ROM、128B RAM128B RAM、4 4个并个并行口、行口、1 1个串行口、定时个串行口、定时/计数器计数器2 2个、个、5 5个中断源。个中断源。本章小结：本章小结：第第1 1章章 单片微型计算机概述单片微型计算机概述思索题与习题思索题与习题1.1.什么叫单片机？其主要特点有哪些？什么叫单片机？其主要特点有哪些？2.2.微型计算机有哪些应用形式？微型计算机有哪些应用形式？各适于什么场合？各适于什么场合？3.80C513.80C51单片机的主要技术指标有哪些？单片机的主要技术指标有哪些？4.4.简述单片机应用系统？简述单片机应用系统？5.5.单片机的发展趋势有哪几个方面？单片机的发展趋势有哪几个方面？6.6.区分区分:8051:8051与与80C51,80C5180C51,80C51与与89C51,89C51,89C5189C51与与89S5189S51。7.7.如何区分：如何区分：ICPICP、ISPISP、IAPIAP、JTAGJTAG名词名词