当前位置：文档之家 › 单片机 第1章 绪 论

单片机 第1章 绪 论

  • 格式：ppt
  • 大小：1.35 MB
  • 文档页数：37

下载文档原格式

  / 37

合集下载

单片机第一章第二章第三章

单片机第一章第二章第三章

码的大小、执行效率，部分型号FLASH非常大，特别适用于使
用高级语言进行开发；
·作输出时与PIC的HI/LOW相同，可输出40mA（单一输
出），作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入，具
备10mA-20mA灌电流的能力；
·片内集成多种频率的RC振荡器、上电自动复位、看门狗、
启动延时等功能，外围电路更加简单，系统更加稳定可靠；
整理课件
属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、 Atmel的AT90S系列、 Zilog的Z86系列、韩国三星 公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系 列等。
一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用 RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、 工业控制系统应采用CISC单片机。
整理课件
三、 单片机的特点、分类、及应用
1. 单片机的特点
（1）性价比高 （2）控制功能强 （3）高集成度、高可靠性、体积小 （4）低电压、低功耗
2. 单片机的分类
（1）按单片机内部程序存储器分类 片内无ROM型 片内带掩膜ROM（QTP）型、片内EPROM型、
片内一次可编写型（OTP型）和片内带Flash型等。 整理课件
（4）按单片机字长分类 4位、8位、16位、32位整理、课件和64位机
3. 单片机均可用单片机实现
四、MCS-51和8051、8031、89C51等的关系
MCS-51是指INTEL公司生产的一系列单片机的总称。
此系列包括好多品种，如8031，8051，8751， 8032，8052，8752等等。
系统。
单片机片内的各功能部件 通过内部总线相互连接，
集成在单片机内的这 些部件如何连接和进

《单片机原理及应用》第1章 绪论.

《单片机原理及应用》第1章 绪论.

上午11时26分58秒
图1广-2东松单山片职业机技术内学部院课结件制构作组示意图
1. 3 单片机的发展过程与应用领域 1.3.1 单片机的发展过程
单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根 I/O线和1个8位定时/计数器。
D0 100 D1 101 ... Dm 10m n
(Di 10i ) im
例如，十进制数47.25按权展开为：
47.25=4×101+7×100+2×10-1+5×10-2
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.1 数制及其转换
1.二进制数及其转换
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.3 原码、反码、补码
结论1
三种编码的最高位为符号位，“0”表示正，“1” 表示负。
对于正数，三种编码的表示方法相同。 对于负数，三种编码的符号位均为1，数值部分 不同。 8位二进制数的原码、反码和补码所能表示的数
值范围是不完全相同的。
1.1.1 数制及其转换
2.十六进制数及其转换
（1）十六进制数的特点
每一位是0~9、A~F中的一个数码，基数是16 运算规则：逢十六进一，借一当十六
（2）十六进制数的转换
十六进制数 二进制数：一拉四法。 二进制数 十六进制数：四合一法。 十六进制数与十进制数间的转换类似于二进制
上午11时26分58秒
广东松山职业技术学院课件制作组
1.1.4 BCD码和字符的ASCII码
计算机只能识别“0”和“1”两个符号， 而计算机处理的信息却有多种形式，例 如数字、标点符号、运算符号、各种命 令、文字和图形等。要表示这么多的信 息并识别它们，必须对这些信息进行编 码。计算机中根据信息对象不同，编码 的方式也不同。常见的码制有BCD码和 ASCII码等。

【精品文档】单片机又称微控制器

【精品文档】单片机又称微控制器

第1章绪论单片机又称微控制器，在工业控制中占据了很重要的地位。

那么到底什么是单片机，它与我们日常生活所接触的计算机又有什么联系和区别，单片机以后的发展趋势如何，这些都在本章进行讲解。

本章的最后就单片机的厂家和型号做了介绍，以便读者在以后的设计中有所参考。

1.1 单片机概论目前广泛应用的微型计算机属于第4代计算机，而我们本书所要讲述的单片机也属于微型计算机的范畴。

它们两者在原理和技术上是紧密联系的。

1.1.1 微处理器、微型计算机与单片机一般而言，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。

如果把运算器和控制器封装在一块芯片上，则称该芯片为微处理器(MPU，Mi cro Processing Unit)或者是中央处理器(CPU，Central Processing Unit)。

如果将它与大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。

一个只集成了中央处理器的集成电路封装，只是微型计算机的一个组成部分。

如果在一块芯片上集成了一台微型计算机的四个组成部分，则称其为单片微型计算机，简称单片机。

换句话而言，单片机是一块芯片上的微型计算机。

以单片机为核心的硬件电路称为单片机系统，它属于嵌入式系统的应用范畴。

为了进一步突出单片机在嵌入式系统中的主导地位，许多半导体公司在单片机内部还集成了许多外围功能电路和外设接口，如定时/计数、串行通信、模拟/数字转换、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)等单元。

所有这些单元都突出了单片机的控制特性。

尽管单片机主要是为了控制目的而设计的，但它仍然具备微型计算机的全部特征，因此，单片机的功能部件和工作原理与微型计算机也基本相同，我们可以通过参照微型计算机的基本组成和工作原理逐步接近并了解单片机。

图1.1是一款双列直插封装的51单片机芯片AT89S52。

单片机原理与C51程序设计基础教程• 2 •图1.1 单片机外形单片机的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。

单片机原理教程(经典)ppt课件

单片机原理教程(经典)ppt课件

三、Maxim-Dallas单片机
四、WinBond单片机
五、Motorola单片机
六、其他公司的单片机
1）NEC单片机；
2）东芝单片机；
3）Epson单片机；
4) PIC单片机—— M icrochip公司
•最新课件
•9
第三节 单片机的应用领域及发展
第一章---------9
一、单片机在智能仪器中的应用
第一章---------3
一、微处理器、微机和单片机的概念
微处理器（Microprocessor）——微型计算机的控制和运算器部分；
微型计算机（Microcomputer）——有完整运算及控制功能的计算机，包 括微处理器、存储器、输入/输出(I/O)接口电路以及输入/输出设备等；
单片机(single chip microcomputer)——直译为单片微型计算机，它将 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器、输入/输出(I/O)接口电路、中断、串行通 信接口等主要计算机部件集成在一块大规模集成电路芯片上，组成单片微型 计算机简称单片机 。
一种是在通用微型计算机中广泛采用的将程序存储器和数据存储器 合用一个存储空间的结构，称为普林斯顿(Princeton)结构或称冯·诺依曼 结构；
另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构， 称为哈佛(Har-vard)结构。Intel公司的MCS-51和80C51系列单片机采用的 是哈佛结构。目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的 结构较多。
P1口也是—个准双向I／O口，与P0口不同的是，没有多路开关MUX和控 制电路部分。输出驱动电路只有一个FET场效应管，同时内部带上拉电阻， 此电阻与电源相连。P1口可作通用双向I／O口用，而不必再外接上拉电阻。

《单片机原理及应用技术(第4版_李全利)》电子课件 第1章绪论

《单片机原理及应用技术(第4版_李全利)》电子课件 第1章绪论

借助开发机完成： 排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。
2020/4/2
19
指令的表示形式
指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的 顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：
0000 0100B
04H
04H:累加器A的内容加1，难记！ INC A，记忆容易。称为符号指令。
2020/4/2
2020/4/2
16
1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点
突出的控制性能 可靠性较高，CPU、存储器及I/O接口集成在片内， 数据传送不易受环境条件的影响；控制功能强，位 控能力独特，集成有ADC、PWM、WDT等部件。
优秀的嵌入品质 价格低（批量产品）；品种多（应用广泛）引脚少 体积小（印制板减较小），产品结构灵活精巧。
普通高等教育“十一五”国家级规划教 材
单片机原理及应用技术
( 第4 版)
主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习 软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
2020/4/2
2
第1章 绪论
1.1 电子计算机概述 1.2 单片机的发展过程及产品近况 1.3 单片机的特点及应用领域 1.4 单片机应用系统开发过程 实践1 熟悉µVision开发平台
2020/4/2
8
微型计算机的应用形态
桌面应用 CPU芯片
I/O接口芯片
2020/4/2
存储器芯片
9
输 出 设 备
输入设备
嵌入式应用
输出设备
CPU、存储 器和I/O接口 集成于同一
芯片
2020/4/2

单片机原理及应用总结

单片机原理及应用总结

单片机原理及应用第一章绪论1.什么叫单片机？其主要特点有哪些？在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。

特点：控制性能和可靠性高、体积小、价格低、易于产品化、具有良好的性价比。

第二章80C51的结构和原理1.80C51的基本结构a.CPU系统●8位CPU，含布尔处理器；●时钟电路；●总线控制逻辑。

b.存储器系统●4K字节的程序存储器（ROM/EPROM/FLASH，可外扩至64KB）；●128字节的数据存储器（RAM，可外扩至64KB）；●特殊功能寄存器SFR。

c.I/O口和其他功能单元●4个并行I/O口；●2个16位定时/计数器；●1个全双工异步串行口；●中断系统（5个中断源，2个优先级）2.80C51的应用模式a.总线型单片机应用模式◆总线型应用的“三总线”模式；◆非总线型应用的“多I/O”模式3.80C51单片机的封装和引脚a.总线型DIP40引脚封装●RST/V PO：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；●ALE/PROG：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚；●EA/V PP：内外存储器选择引脚/片内EPROM编程电压输入引脚；●PSEN：外部程序存储器选通信号输出引脚b.非总线型DIP20封装的引脚●RST：复位信号输入引脚4.80C51的片内存储器增强型单片机片内数据存储器为256字节，地址范围是00H~FFH。

低128字节的配情况与基本型单片机相同。

高128字节一般为RAM，仅能采用寄存器间接寻址方式询问。

注意：与该地址范围重叠的特殊功能寄存器SFR 空间采用直接寻址方式询问。

5.80C51的时钟信号晶振周期为最小的时序单位。

一个时钟周期包含2个晶振周期。

晶振信号12分频后形成机器周期。

即一个机器周期包含12个晶振周期或6个时钟周期。

6.80C51单片机的复位定义：复位是使单片机或系统中的其他部件处于某种确定的初始状态。

《单片机原理及应用技术》(第3版 李全利)电子教案：第1章绪论


十进制数 0 1 2 3 4
BCD码 0000B 0001B 0010B 0011B 0100B
十进制数 5 6 7 8 9
BCD码 0101B 0110B 0111B 1000B 1001B
2020/4/2
6
1.1.3 计算机中带符号数的表示
原码、机器数及其真值
原码：数的值用其绝对值表示，最高位作为符号位 机器数：数在计算机内的表示形式 真值：数本身
普通高等教育“十一五”国家级规划教材 （高职高专教育）
单片机原理及应用技术
（第3版）
主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习 软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
2020/4/2
2
第1章 绪论
1.1 数制与编码的简单回顾 1.2 电子计算机概述 1.3 单片机的发展过程及产品近况 1.4 单片机的特点及应用领域 1.5 单片机应用系统开发过程 1.6 µVision 集成开发环境简介
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
2020/4/2
14
电子计算机经历了五个年代
电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机
结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经 典结构框架。
2020/4/2
15
1.2.2 微型计算机的组成及其应用形态
微处理器
1971年1月， INTEL公司将：
运算器 控制器 一些寄存器 集成在一个芯片 上----微处理器
4004微处理器
2020/4/2
16
微型计算机
微 处 理 器

第一章--绪论


数据存储器 RAM
中央处理器 CPU
中 断
各种I/O
定时器/计 数器
单 片 机 概 述
单片机的应用领域
1. 单片机在智能仪器仪表中的应用 单片机具有体积小、功耗小、功能强等特点，故广泛 单片机具有体积小、功耗小、功能强等特点， 应用于各类仪器仪表中（包括电压、频率、温度、湿度、 应用于各类仪器仪表中（包括电压、频率、温度、湿度、 流速、元素、位移、压力等测定），引入单片机使得仪器 流速、元素、位移、压力等测定），引入单片机使得仪器 ）， 仪表数字化、智能化、微型化，提高测试的自动化程度和 仪表数字化、智能化、微型化， 精度。例如：微机多功能电位分析仪、微机温度测控仪、 精度。例如：微机多功能电位分析仪、微机温度测控仪、 智能电度表、智能流速仪等。 智能电度表、智能流速仪等。 2. 单片机在工业测控中的应用 单片机广泛用于工业过程监测、过程控制、 单片机广泛用于工业过程监测、过程控制、工业控制 机电一体化控制系统等。例如： 器、机电一体化控制系统等。例如：MCS－51单片机控制 － 单片机控制 电镀生产线，温室的温度自动控制系统、报警系统控制、 电镀生产线，温室的温度自动控制系统、报警系统控制、 工业机器人的控制系统等。 工业机器人的控制系统等。
典 型 单 片 机 系 列 简 介
2. 增大内部存储器的基本型 此种单片机的内部RAM ROM容量比基本型单片机增大 RAM和 此种单片机的内部RAM和ROM容量比基本型单片机增大 一倍。产品有8052AH 8032AH、8752BH。 8052AH、 一倍。产品有8052AH、8032AH、8752BH。 3. 低功耗基本型 这类产品型号中带有“ 字的单片机 采用CHMOS工艺， 字的单片机， CHMOS工艺 这类产品型号中带有“C”字的单片机，采用CHMOS工艺， 其特点为低功耗。产品有80C51BH 80C31BH、87C51。 80C51BH、 其特点为低功耗。产品有80C51BH、80C31BH、87C51。 4. 高级语言型 芯片内固化有MCS BASIC52解释 如8052AH－BASIC芯片内固化有 － 芯片内固化有 解释 程序。 程序。 5. 可编程计数阵列（PCA）型 可编程计数阵列（ ） 该类产品具有两个特点：一个是有5个比较 捕捉模块； 个比较/捕捉模块 该类产品具有两个特点：一个是有 个比较 捕捉模块； 另外一个特点是有一个增强的多机通信接口。 另外一个特点是有一个增强的多机通信接口。该类产品有 83C51FA、80C51FA、87C51FA、83C51FB等。 、 、 、 等

单片机知识点

第一章、绪论单片机定义：把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口等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。

单片机特点：体积小、功耗低、性价比高；数据大都在片内传送，抗干扰能力强，可靠性高；结构灵活,应用广泛。

单片机发展趋势：数据位长1——>4——〉8-->16--〉32位；CPU处理能力和速度不断提高；增大片内RAM和ROM容量；增加片内I/O口和功能模块种类和数量；扩大对外部RAM/IO 口和程序存储器寻址能力；缩小体积，降低功耗。

单片机应用：控制应用：应用范围广泛，从实时性角度可分为离线应用和在线应用。

软硬件结合：软硬件统筹考虑，不仅要会编程，还要有硬件的理论和实践知识.应用现场环境恶劣：电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等环境因素的影响。

要考虑芯片等级选择、接地技术、屏蔽技术、隔离技术、滤波技术、抑制反电势干扰技术等。

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、物联网等领域。

第三章：MCS—51单片机结构与原理3。

1 MCS—51单片机的物理结构及逻辑结构51单片机的引脚定义：P0、P1、P2、P3（输入输出口）；RST（复位）/ VPD(后备电源引入端）；EA (读内/外ROM控制）/Vpp(编程电压）；ALE（地址低8位锁存）/ PROG(编程脉冲)；PSEN （外部ROM读选通信号)；XTAL1、XTAL2 （外接晶振端）Vcc （+5v电源）；Vss （地)逻辑结构--51单片机的系统结构图（教材P26）51单片机基本组成：一个8位微处理器CPU；数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR；内部程序存储器ROM；两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数,也可用作定时器;四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口;一个串行端口，用于数据的串行通信;中断控制系统;内部时钟电路。

MCS-51单片机的CPU：运算器:由8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器ACC（Accumulator)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW（Program Status Word)、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等组成。

单片机习题集

单片机原理及应用习题第一章绪论1-1单项选择1、计算机中最常用的字符信息编码是()。

(A)ASCII (B)BCD码(C)余3码(D)循环码2、-31D的二进制补码为.( )。

(A)1110000B (B)11100001B (C)01100000B (D)01100001B3、十进制29的二进制表示为原码()。

(A)11100010B (B) 10101111B (C)00011101B (D)00001111B4、十进制0.625转换成二进制数是()。

(A)0.101 (B) 0.111 (C)0.110 (D)0.1005、十六进制数7的ASCII码是()。

(A) 37 (B) 7 (C) 07 (D) 476、十六进制数B的ASCII码是()。

(A) 38 (B) 42 (C) 11 (D) 10117、通常所说的主机是指()(A)运算器和控制器(B)CPU和磁盘存储器(C)CPU和主存储器(D)硬件和软件8、使用单片机实现在线控制的好处不包括( )(A)精确度高(B)速度快(C)成本低(D)能与数据处理结合1-2填空1、计算机中常作的码制有(原码)(补码)和(反码)。

2、(输入输出设备)是计算机与外部世界交换信息的载体。

3、计算机中的数称为(机器数),它的实际值叫(真值)。

4、单片机的存储器结构形式有普林斯顿结构(又称冯.依诺曼结构)与哈佛结构,MCS-51存储器采用的是(哈佛)结构。

1-3 问答题1、何谓单片机?单片机与一般微型计算机相比,具有哪些特点?2、单片机主要应用在哪些领域?3、二进制数、十进制数、十六进制数各用什么字母尾缀作为标识符?无标识符时表示什么进制数?第二章 MCS-51单片机的硬件结构与工作原理2-1 单项选择1、要MCS-51系统中,若晶振频率屡6MHz,一个机器周期等于( ) μsA 1B 2C 3D 0.52、以下不是构成的控制器部件():A 程序计数器、 B指令寄存器、 C指令译码器、 D存储器3、以下不是构成单片机的部件()A 微处理器(CPU)、B存储器 C接口适配器(I\O接口电路) D 打印机4、下列不是单片机总线是()A 地址总线B 控制总线C 数据总线D 输出总线5、PSW=18H时,则当前工作寄存器是()(A)0组(B)1组(C)2组(D)3组6、P1口的每一位能驱动()(A)2个TTL低电平负载有(B)4个TTL低电平负载(C)8个TTL低电平负载有(D)10个TTL低电平负载7、MCS-51的中断允许触发器内容为82H,CPU将响应的中断请求是( )(A) T0, (B)T1 (C)串行接口 (D) INT08、外部中断0的中断入口地址为()(A)0003H (B)000BH (C)0013H (D)001BH9、内部定时/计数器T0的中断入口地址为()(A)0003H (B)000BH (C)0013H (D)001BH10、在中断服务程序中,至少应有一条( )(A)传送指令(B)转移指令(C)加法指法(D)中断返回指令11、MCS-51有中断源()(A)5个(B)2个(C)3个(D)6个12、在中断流程中有“关中断”的操作,对于外部中断0,要关中断应复位中断允许寄存器的 ( )(A)EA位和ET0位(B)EA位和EX0位(C)EA位和ES位(D)EA位和ET1位13、MCS-51的并行I/O口读-改写操作,是针对该口的 ( )(A)引脚(B)片选信号(C)地址线(D)内部锁存器14、MCS-51的并行I/O口信息有两种读取方法,一种是读引脚,还有一种是( )(A)读锁存(B)读数据(C)读A累加器(D)读CPU15、MCS-51的中断源全部编程为同级时,优先级最高的是()(A)INT1 (B)TI (C)串行接口(D)INT02-2判断1、MCS-51是微处理器。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

20
1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点 （1）控制性能和可靠性高 实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接进 行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。另 外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内， 各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较 小，且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性 非常高。 近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（如在系统编程 ISP）等方面都有了进一步的增强。
输入设备
存储器
输出设备
控制器
运算器
7
电子计算机技术的发展，相继经历了五 个时代： ﹡电子管计算机； ﹡晶体管计算机； ﹡集成电路计算机； ﹡大规模集成电路计算机； ﹡超大规模集成电路计算机。

计算机的结构仍然没有突破冯· 诺依曼提 出的计算机的经典结构框架。
8
1.1.2 微型计算机的组成及其应用形态
30
（2）汇编或编译 符号指令要转换成计算机所能执行的机器码 并存入计算机的程序存储器中，这种转换称为汇 编。常用的汇编方法有三种： 一是手工汇编； 二是利用开发机的驻留汇编程序进行汇编； 三是交叉汇编。 还可以采用高级语言（如C51）进行单片机应 用程序的设计。这种方法具有周期短、移植和修 改方便的优点，适合于较为复杂系统的开发。
24
（3）实时工业控制 单片机还可以用于各种物理量的采集 与控制。电流、电压、温度、液位、流 量等物理参数的采集和控制均可以利用 单片机方便地实现。在这类系统中，利 用单片机作为系统控制器，可以根据被 控对象的不同特征采用不同的智能算法， 实现期望的控制指标，从而提高生产效 率和产品质量。典型应用如电机转速控 制、温度控制、自动生产线等 。

6
匈牙利籍数学家冯· 诺依曼在方案的设计上做出 了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序 存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和 输出设备组成这一计算机的经典结构。

（EDVAC-ELECTRONIC DISCRETE VARIABLE AUTOMATIC COMPUTER）

地址总线AB 数据总线DB 微 处 理 器 存储器 I/O接口 控制总线CB
I/O设备
10
二、微型计算机的应用形态
从应用形态上，微型计算机可以分成三种： （1）多板机（系统机） 将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组 装在一块主机板（即微机主板）上，再通过系统 总线和其它多块外设适配板卡连接键盘、显示器、 打印机、软/硬盘驱动器及光驱等设备。各种适 配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬 盘驱动器及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微型计算机系统（简 称系统机）。 工业PC机 也属于多板机。
27
1.4 单片机应用系统开发简介
1.4.1 单片机应用系统的开发
正确无误的硬件设计和良好的软件功能设计是 一个实用的单片机应用系统的设计目标。完成这 一目标的过程称为单片机应用系统的开发。 单片机作为一片集成了微型计算机基本部件的 集成电路芯片，与通用微机相比，它自身没有开 发功能，必须借助开发机（一种特殊的计算机系 统）来完成如下任务： ﹡排除应用系统的硬件故障和软件错误； ﹡程序固化到内部或外部程序存储器芯片中。
课程的理论知识考试占 60%；
课程考勤、作业及应用能力占 20%；
课程的实验成绩20%。
3
第1章 绪 论
本章主要介绍微型计算机应用形态、单片机 的特点及应用领域、单片机应用系统开发方式。
1.1 1.2 1.3 1.4
电子计算机的发展概述 单片机的发展过程及产品近况 单片机的特点及应用领域 单片机应用系统开发简介
16
（2）性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单 片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4 个8位并口、1个全双工串行口、2个16位定 时/计数器。寻址范围64K，并有控制功能较 强的布尔处理器。 特点是：结构体系完善，性能已大大提高， 面向控制的特点进一步突出。现在，MCS51已成为公认的单片机经典机种 。
28

单片机应用系统的层次结构
单片机应用系统
通道
单片机系统
扩展存储器 时钟电路
后向 通道
前向
单片机
复位电路
应用程序
29
串
行
通
信
口
人 机 交 互
通 道
（1）指令的表示形式 指令是让单片机执行某种操作的命令。在单 片机内部，指令按一定的顺序以二进制码的形 式存放于程序存储器中。二进制码是计算机能 够直接执行的机器码（或称目标码）。为了书 写、输入和显示方便，人们通常将机器码写成 十六进制形式。(合法指令、指令系统) 如二进制码0000 0100B可以表示为04H。 04H所对应的指令意义是累加器A的内容加1。 若写成INC A则要清楚得多，这就是该指令的 符号表示，称为符号指令。
17
（3）微控制器化阶段 1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。 芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232 字节RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2 个16位定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8 路10位ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。 特点是：片内面向测控系统外围电路增强， 使单片机可以方便灵活地用于复杂的自动测控 系统及设备。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
19
（2）非80C51结构单片机新品不断推出，给 用户提供了更为广泛的选择空间 ，近年来推出 的非80C51系列的主要产品有： ﹡Intel的MCS-96系列16位单片机 ； ﹡Microchip的PIC系列RISC单片机 ； ﹡TI的MSP430F系列16位低功耗单片机； ﹡ARM公司的ARM7、9、11系列RISC单片机 。
单片机原理及应用
1
本课程的教学目的及学习要求：
教学目的：
单片机应用系统的设计与开发
学习要求：
掌握单片机应用系统设计的方法与过程；
掌握89C51单片机的基本结构及原理；
掌握常用单元和模块功能的应用；
掌握单片机应用程序设计的方法及步骤。
2
关于本课程的考核：
考核方式：本课程为考试课
考核内容：考核内容包括一下三个部分
22
1.3.2 单片机的应用领域 （1）智能仪器仪表 单片机用于各种仪器仪表，一方面提 高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪 器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表 的硬件结构，从而可以方便地完成仪器 仪表产品的升级换代。如各种智能电气 测量仪表、智能传感器等。
23
（2）机电一体化产品
机电一体化产品是集机械技术、微电子 技术、自动化技术和计算机技术于一体， 具有智能化特征的各种机电产品。单片机 在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大 的作用。典型产品如机器人、数控机床、 自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、 传真机、复印机等。
11
（2） 单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和 简单的I/O设备（小键盘、LED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ROM中），就构成了一台单板 微型计算机（简称单板机）。
单板机图片
12
单板机的I/O设备简单，软件 资源少，使用不方便。早期主要 用于微型计算机原理的教学及简 单的测控系统，现在已很少使用。
18
1.2.2
单片机产品近况
（1）80C51系列单片机产品繁多，主流地位已 经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产品 有：
﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ﹡ ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； Philips公司的80C51、80C552系列； 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ADI公司的ADμ C8xx高精度ADC系列； LG公司的GMS90/97低压高速系列； Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。 宏晶科技公司的STC89C51RC/RD+系列；

15
1.2 单片机的发展过程及产品近况
1.2.1 单片机的发展过程
单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： （1）单芯片微机形成阶段 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单片机 。 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根I/O 线和1个8位定时/计数器。 特点是：存储器容量较小，寻址范围小（不大于 4K），无串行接口，指令系统功能不强。
25
（4）分布式系统的前端模块 在较复杂的工业系统中，经常要采用 分布式测控系统完成大量的分布参数的 采集。在这类系统中，采用单片机作为 分布式系统的前端采集模块，系统具有 运行可靠，数据采集方便灵活，成本低 廉等一系列优点。
26
（5）家用电器 家用电器是单片机的又一重要应用 领域，前景十分广阔。如空调器、电 冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设 备、高档玩具等。 另外，在交通领域中，汽车、火 车、飞机、航天器等均有单片机的广 泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天 测控系统、黑匣子等 。
35
Microchip公司推出的RISC结构单片 机PIC16F87X中内置在线调试器ICD （In-Circuit Programming）功能，该 公司还配置了具有ICSP（In-Circuit Serial Programming）功能的简单仿真 器和烧写器。通过PC机串行电缆就可以 完成对目标系统的仿真调试 。
13
（3）单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存 储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微 型计算机，即单片机。 三种应用形态的比较 ：