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第一章(单片微型计算机概述)

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单片机概述

单片机概述


说明：
不同位数的单片机同时存在，各有市场，适 用于不同场合
第1章 概 述
单片机技术的发展
1、体系结构的变化
SCM
SOC： SCM： MCU：
MCU
SOC
一块单片机芯片就是一个比较完整的小型控制系统 寻求单片形态的嵌入式系统的最佳体系结构 芯片包含完整的硬件系统和嵌入式软件 Philips公司的80C51是MCU的典型代表 MCS-51是SCM的典型代表 C8051F
计算机
高速运算 数据分析与处理 存储器容量
增强控制功能 提高工业环境下的可靠性 灵活方便
通用计算机
单片机
第1章 概 述
微机组成结构框图
第1章 概 述
单片机组成框图
实 时 控 制 器 件
定时器/计数器 中断控制 微型计 ADC、DAC 根据需要 算机 PWM 而定 电压比较器 看门狗、DMA 串行口、传感器等 I2C、SPI等外部串行总线接口
单片机
全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)
微控制器(Microcontroller Unit)或嵌入式控制器(Embedded Controller)
将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件
集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。
第1章 概 述
单片机技术的发展
2、单片机的速度越来越快 采用锁相环技术或内部倍频技术 3、低电压与低功耗 2.7V 2.2V 1.8V
0.9V
双电源供电： I/O口，芯片内部
第1章 概 述
单片机技术的发展
4、低噪声与高可靠性技术 WDT：看门狗 5、OTP与掩膜 OPT：(One Time Programmable) 一次性编程 6、MTP向OTP挑战 MTP：(Multiple Time Programmable) 可多次编程
单片微型计算机原理与设计1章资料

单片微型计算机原理与设计1章资料


要重视平时及实验课程 ！
以下情况之一者，视情况，取消考试资格： 1、无故旷课 >=3次 2、作业不上交>=4次
4
什么是单片机
硬件：主机，键盘，鼠标，显示器，打印机
5
什么是单片机
6
什么是单片机
7
什么是单片机
在同一个集成芯片上集成微处理器、存储器、 I/O接口电路，即构成单片机。
8
单片机学什么？
1、了解单片机的结构；
2、学会合理分配单片机的资源； 3、学会合理分配单片机的管脚； 4、掌握软件设计与调试的基本技能；
9
学习单片机需要哪些基础知识
1、与以前所学知识关联较少；
2、掌握基本的数、模电知识，如二进制、十进 制、十六进制之间的转换，与或非的逻辑关系 等。 3、具备简单的C语言编程； 4、所有人站在同一起跑线上
28
〈第三代计算机的标志性产品， IBM360 大型机的局部图 〉29
第四代计算机（20世纪70年代以后）：
使用大规模集成电路LSI（large scale integration）和超 大规模集成电路VLSI（very large scale integrtion）作为主要 的电子器件。各种性能上都得到了大幅度的提高，对应的软件 也越来越丰富，其应用涉及到国民经济的各个领域，已经在办 公自动化、数据库管理、图象识别、专家系统等众多领域中得 到了广泛应用，并且以不可阻碍的势头大量进入家庭。
微机与单片机原理及应用
1
教材
《单片微型计算机原理与设计》闫玉德 葛龙 俞红 编
中国电力出版社
参考教材
《MCS-51单片机原理与应用》 闫玉德 俞红 编著 机械工业出版社 《微型计算机原理及应用》 王建宁 戴跃伟 候晓霞 编 著 化学工业出版社 《单片机原理及应用》 李建忠 主编 西安电子科技大学出版社
微型计算机技术及应用第四版_课后题答案

微型计算机技术及应用第四版_课后题答案

第一章微型计算机概述1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？答：①微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。

它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。

②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。

③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。

第二章 8086微处理器1.总线接口部件有哪些功能？请逐一进行说明。

答：1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。

2.具体讲：①总线接口部件要从内存取指令送到指令队列；② CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。

1.总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。

2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。

3.当主频为24MHz时，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T总=4Tφ≈167ns。

4.当主频为15MHz时，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T总=4Tφ≈267ns。

1.CPU启动时，有哪些特征？如何寻找8086/8088系统的启动程序？答：1.CPU启动时，有以下特征：①内部寄存器等置为初值；②禁止中断(可屏蔽中断)；③从FFFF0H开始执行程序；④三态总线处于高阻状态。

2.8086/8088系统的启动程序从FFFF0H单元开始的无条件转移指令转入执行。

1.在中断响应过程中，8086往8259A发的两个信号分别起什么作用？答：第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU得到了有关此中断请求的详尽信息。

第1章单片机概述

第1章单片机概述

第1章 单片机概述1.1 单片机的概念1.1.1 单片机的定义单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer，SCM），也称为微控制器（Micro-Controller Unit，MCU），它是将中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）、数据存储器RAM（Random Access Memory，随机读写存储器）、程序存储器ROM（Read Only Memory，只读存储器）以及I/O（Input/Output，输入/输出）接口集成在一块芯片上，构成的一个计算机系统，其组成框图如图1.1所示。

单片机可用下面的“表达式”来表示：单片机 = MPU+ROM+RAM+I/O+功能部件图1.1 单片机的组成框图1.1.2 单片机的诞生单片机诞生于20世纪70年代末，具有代表性的事件是1976年Intel公司推出了MCS-48单片机系列的第一款产品：8048。

这款单片机在一个芯片内集成了超过17000个晶体管，包含一个CPU，1KB的EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory，可擦可编程只读存储器），64字节的RAM，27个I/O端口和一个8位的定时器。

8048很快就成为了控制领域的工业标准，它们起初被广泛用来替代诸如洗衣机或交通灯等产品中的控制部分。

1980年，Intel公司在MCS-48的基础上推出了MCS-51系列的第一款单片机8051，这款单片机的功耗、大小和复杂程度都比8048提高了一个数量级。

8051集成了超过60000个晶体管，拥有4KB的ROM，128B的RAM，32个I/O端口，一个串行通信接口和两个16位的定时器。

经过三十多年的发展，MCS-51系列单片机已经形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。

单片机原理与应用技术·2·1.1.3 单片机的应用领域单片机在我们的日常生活和工作中无处不在、无处不有：家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲、豆浆机、电子秤；住宅小区的监控系统、电梯智能化控制系统；汽车电子设备中的ABS、GPS、ESP、TPMS；医用设备中的呼吸机，各种分析仪，监护仪，病床呼叫系统；公交汽车、地铁站的IC卡读卡机、滚动显示车次和时间的LED点阵显示屏；电脑的外设，如键盘、鼠标、光驱、打印机、复印机、传真机、调制解调器；计算机网络的通信设备；智能化仪表中的万用表、示波器、逻辑分析仪；工厂流水线的智能化管理系统，成套设备中关键工作点的分布式监控系统；导弹的导航装置，飞机上的各种仪表等。

单片微型计算机原理和接口技术第三版复习总结

单片微型计算机原理和接口技术第三版复习总结

单片微型计算机原理和接口技术第三版复习总结前言单片微型计算机的定义和重要性接口技术在现代电子系统中的作用第一章：单片机概述1.1 单片机的发展历程单片机的诞生和发展主要的单片机系列1.2 单片机的基本组成CPU存储器输入/输出接口时钟系统复位电路1.3 单片机的分类和应用领域按功能分类按应用领域分类第二章：单片机的指令系统2.1 指令系统概述指令的格式指令的分类2.2 寻址方式立即寻址直接寻址间接寻址寄存器寻址变址寻址2.3 指令集详解数据传输指令算术运算指令逻辑运算指令控制转移指令第三章：存储器结构3.1 存储器的分类ROMRAMEEPROM3.2 存储器的扩展存储器的地址映射存储器的接口技术3.3 存储器的保护机制写保护保密机制第四章：输入/输出接口4.1 I/O接口的基本概念I/O端口I/O控制方式4.2 并行接口8255A可编程并行接口8155可编程并行接口4.3 串行接口串行通信原理串行接口芯片第五章：中断系统5.1 中断的基本概念中断的分类中断优先级5.2 中断处理流程中断请求中断服务程序中断返回5.3 中断控制器8259A可编程中断控制器第六章：定时器/计数器6.1 定时器/计数器的工作原理定时器的工作模式计数器的应用6.2 定时器/计数器的应用实例定时控制脉冲计数第七章：模数与数模转换7.1 模数转换器（ADC）ADC的工作原理ADC的应用7.2 数模转换器（DAC）DAC的工作原理DAC的应用第八章：总线技术8.1 总线的概念总线的功能总线的分类8.2 常用总线标准ISA总线PCI总线USB总线8.3 总线仲裁和控制总线仲裁机制总线控制策略第九章：单片机的系统设计9.1 系统设计的基本步骤需求分析硬件设计软件设计9.2 系统可靠性设计电源管理故障检测与处理9.3 系统性能优化代码优化硬件优化结语单片机技术的未来发展趋势学习单片机的重要性参考文献列出相关的参考书籍和文献。

七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件

七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件

1992，iCOMP Index 1.0版； 1996，iCOMP 2.0版
第十四页，共二十二页。
五.微型(wēixíng)计算机（续）-- Intel 微处理器性能评估
微处理器种类日趋繁多，应用也日益广泛，单靠CPU型号和主频已远不能充 分说明处理器的性能。为此，Intel制定并发展了iCOMP指数体系，通过它希望
（Microprocessor,Microcomputer,Microcomputer System）
微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核心，也称中央处理器CPU（Central Processing Unit）。 注意，微处理器并不是一台完整的计算机，要构成一台完整的计算机（主机），还需要有：存储器、
1982年
80286
13.5万
1985年
80386
32万
1990年
80486
120万
1993年
Pentium
320万
1996年
Pentium Pro 550万
1997年2月 Pentium II 750万，300MHz
1999年
Pentium III
2000年(4季度) Pentium IV 4200万，1.4GHz(0.18um工艺)
Pentitum,Pentium II(P6),Pentium III,Pentium IV. Zilog Z80; Z8000; Z80000. Motorola MC6800(8位),MC68000（16位）,MC68020(32位)
Power PC 620(64位)
第七页，共二十二页。
60
倍频因子 1
iCOMP1.0 指数
510
Pentium-66
微型计算机概述

微型计算机概述

第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。

本讲重点微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。

【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。

1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。

一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的，即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。

微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。

主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类，从其工作原理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。

所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。

微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。

微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术。

一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。

第一代：4位及低档8位微处理器✧1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。

单片机原理及应用电子版教材(ppt 173页)

单片机原理及应用电子版教材(ppt 173页)

第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽 量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发 展。
1．2 单片机的结构特点
（1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提 高存取的速度;
（2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和 数据存储器RAM在空间上分开;
A 7 ～A 0
指令
A 15 ～ A 8
A 7 ～A 0
指令
图 2-11 访问外部ROM的时序
1．访问外部ROM的时序 2．访问外部RAM的时序
S1 S2 S3
S4
S5 S6 S1 S2 S3
S4
S5 S6
ALE
PSEN RD P2 PCH 输出
PCH 输出
DPH 输出或2 输P出
PCH 输出
P0 PCL输出 指令输入 地址输出
S
机器周期1 取指令、译码
机器周期2 取操作数、执行
指令周期
图 2-9 基本定时时序关系
1．时钟周期 2．机器周期
时钟
ALE 读操作码
读操作码(无效)
读下一指令
(a) 1字节 1周期指令
S1
S2
S3
读操作码
S4
S5
S6
读第二字节
读下一指令
(b) 2字节 1周期指令
S1
S2
S3
S4
S5
S6
读操作码
读操作码(无效)
(c) 80C51外时钟源接法
图 2-13 MCS-51时钟接法
1．内部振荡器方式 2．外部时钟方式 二、 复位电路及复位状态 1．内部复位电路
RST/V PD V CC V SS
单片微型计算机原理与设计1章PPT课件

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单片微型计算机的应用领域
智能仪表
单片机可以用于实现各种智能 仪表的测控和数据处理，如水
表、电表、燃气表等。
工业控制
单片机在工业控制领域中有着 广泛的应用，如自动化生产线 、机器人等。
智能家居
单片机可以用于实现各种智能 家居设备的控制和监测，如智 能门锁、智能照明等。
物联网
单片机作为嵌入式系统的核心 ，在物联网中发挥着重要的作 用，如传感器节点、智能网关
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统利用单片微型计 算机实现生产过程的自动化和智能化。
工业自动化控制系统还包括机器人、 自动化流水线等设备，这些设备通过 与单片微型计算机的连接，实现了高 效、精准的生产控制。
单片微型计算机在工业自动化控制系 统中扮演着重要的角色，它可以对生 产设备进行实时监测和控制，提高生 产效率和产品质量。
等。
02
单片微型计算机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是 单片微型计算机的核心 部件，负责执行指令和 处理数据。
02
CPU由算术逻辑单元、 控制单元和寄存器组等 组成，通过内部总线连 接在一起。
03
CPU按照程序指令的要 求，对数据进行运算、 传输和存储等操作，并 输出结果。
04
CPU的性能指标主要包 括运算速度、字长和指 令集等。
单片微型计算机原理与设计1 章ppt课件
• 单片微型计算机概述 • 单片微型计算机的基本组成 • 单片微型计算机的工作原理
• 单片微型计算机的设计方法 • 单片微型计算机的实际应用案例
01
单片微型计算机概述
单片微型计算机的定义
• 单片微型计算机，也称为单片机，是一种集成了微处理器、存 储器、输入输出接口等功能的集成电路芯片。它具有体积小、 功耗低、可靠性高等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
第1章单片机概述

第1章单片机概述

1、微型计算机硬件结构 ——常见的微机外形
台式微机
立式微机
便携式微机
微型计算机硬件结构 ——冯.诺依曼结构
输入 设备
输出 设备
I/O设备
主存储器 主机
运算器 控制器 CPU
计算机系统通常由多块印刷电路板制成：
内存条
CPU
主板
多板机
单片机
单片机是将计算机主机 (CPU、内存和I/O接 口 等集成在一小块硅片上的微型机，所以称作 单片微型计算机。
5.低电压、低功耗
? 工作电压：一般在 3～6V范围内工作，有的已能在 1.2V 或0.9V电压下工作。几乎所有的单片机都具有省电运行 方式。
区分几个概念
? CPU: Central Processing Unit ? MCU: Microcontroller Unit ? DSP: Digital Signal Processing ? DSPs: Digital Signal Processors
单片机的分类（按用途）
（1）通用型单片机 （2）专用型单片机
2. 存储器的发展
? 加大存储器容量。 片内 RAM 256B ，片内外扩 RAM (ERAM)2KB，ROM容量从4K、16K、32K到64K。
? 片内 EPROM采用 E2PROM或Flash存储器。 编程和擦 除完全是电气实现。编程和擦除速度快，可以使用通用 的编程器脱机编程，也可在线编程（ ISP：In-System Program）。
第1章 单片机概述
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8 位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS-51 系列单片机 1.7 单片机的开发与开发工具
单片机原理与应用技术第一章微型计算机系统基本知识

单片机原理与应用技术第一章微型计算机系统基本知识

指令系统
指令系统是单片机软件系统的核心，它规定了单片机能够执行的指令集合。指 令系统包括算术指令、逻辑指令、控制指令等，每种指令都有特定的功能和操 作码。
汇编语言
汇编语言是一种低级语言，与硬件直接相关，易于理解和编写。在单片机编程 中，汇编语言通常用于编写底层驱动程序和优化性能要求高的程序。
单片机的高级语言与编程
智能热量表
单片机可以实现热量表的自动读数和远程抄表功能。
单片机在其他领域的应用
医疗设备
单片机可以用于医疗设备 的控制和监测，如监护仪、 呼吸机等。
交通工具
单片机可以用于车辆的控 制系统和安全监测系统， 如汽车电子、轨道交通等。
物流行业
单片机可以用于物流设备 的控制和监测，如智能仓 储、智能物流等。
02
单片机的基本知识
单片机的定义与特点
总结词：概述
详细描述：单片机是一种集成电路芯片，它集成了中央处理器、存储器、输入输 出接口等计算机主要部件的功能，具有体积小、功耗低、可靠性高、价格便宜等 特点。
单片机的分类与选型
总结词
分类与选型
详细描述
根据不同的分类标准，单片机可以分为多种类型。按位数可分为4位、8位、16位和32位单片机；按结构可分为 CISC和RISC单片机；按指令集可分为冯诺依曼和哈弗结构单片机。在选型时，需要根据实际需求和应用场景选 择合适的单片机，考虑其性能、功能、成本等因素。
单片机的存储器
程序存储器
用于存储程序代码，如ROM、 EPROM、Flash等。
数据存储器
用于存储程序执行过程中的数 据，如RAM。
特殊功能寄存器
用于控制单片机各部分的工作 状态和参数设置。
存储器组织
根据不同需求，单片机内部存储 器可以分为不同的区域，如程序 存储器、数据存储器、堆栈等。

单片微型计算机原理与应用概述1

第一章 概述
算术逻辑单元ALU： 指令寄存器IR中的指令， (Arithm累et加ic器LoAgLic：U地nit址) 寄经存过器指A令R译：码器ID 执行算(存术Ac放和cu操逻m作u辑la数等to及r运(由地至)A运算它址存d程用的算d。把通储(译信Ir序于指结ne要过器码号ss计指令果ts寻地。，，r数向的u。R址址产控ce器下地t的总g生制io（一址is单线n相系t条。PeD元，应统Cr要e)）的送的协c是执o：控调，d行e制工r)
第一章 概述
第一章 概述
微型计算机的发展 微处理器、微型计算机及微型计算机系统 微型计算机的工作过程 计算机中的数与编码
第一章 概述
2.1 微处理器（Microprocessor）— P (MPU )
✓定 义：微型化的中央处理器，是由一片或几片 大规模集成电路芯片组成的中央处理部件，简称 CPU（Central Processing Unit ）。 ✓基本组成：算术逻辑部件；累加器和通用寄存器 组；程序计数器、指令寄存器和指令译码器；时 序和控制部件等。
格便宜、使用方便、软件丰富 微型计算机的核心是微处理器（CPU）。 新的微处理器——新一代微型计算机。
第一章 概述
以微处理器为标记，微型计算机 的划分
1971年 第1台微型计算机诞生
年代 1971~1973 1973~1977 1978~1985 1985~2002
2002-至今
CPU(微处理器) Intel 4004 / 8008 Intel 8080 Intel 8086 / 8088 / 80286 Intel 80386 / 80486 Pentium 586 Pentium Ⅱ Pentium Ⅲ Pentium Ⅳ Itanium

毕业设计52单片机看门狗

目录第一章概述 (3)1.1 单片机的发展 (3)1.2单片机的应用 (3)第二章多功能转速表硬件电路 (5)2.1 转速信号获取电路 (6)2.2 M/T法测速原理 (6)2.3转速计算及误差分析 (7)2.4转速测量 (9)第三章产生脉冲的硬件部分介绍 (10)3.1 光电转换电路 (10)3.1.1 光电探测器的介绍 (10)3.1.2 光检测器的设定 (11)3.2运算放大器基本特性 (11)3.2.1常用运算放大器类型 (11)3.2.2运算放大器的基本参数 (12)3.3 555施密特触发器结构图 (14)3.3.1 施密特触发器的电路特点 (16)3.3.2 施密特触工作原理 (16)3.3.3 施密特触发器的应用 (17)第四章单片机 (18)4.1 单片机AT89C51的了解 (18)4.2 AT89C51的硬件部分简述 (19)第五章显示部分 (21)5.1 键盘接口： (21)5.2 显示器接口： (23)5.3 LED显示器 (26)5.3.1 数码管结构 (26)5.3.2 数码管工作原理 (27)5.3.3 LED七段数码管显示方法 (27)第六章直流稳压电源的研制 (29)6.1+ 5V 直流稳压电路原理 (29)6.2+ 5V 直流稳压电路参数设计 (30)第七章看门狗电路 (32)7.1 抗干扰与看门狗 (32)7.2硬件方式和软件方式看门狗 (32)7.2.1硬件看门狗 (32)7.2.2软件看门狗 (33)7.3硬件方式看门狗MAX831L (33)7.3.1 MAX813L的封装及引脚功能 (33)7.3.2 MAX813L与单片机AT89C51接口电路图 (35)7.3.3 MAX813L对直流的监控作用 (35)第八章报警电路: (36)8.1声音报警电路 (36)第九章软件设计思路及方案 (37)9.1软件设计概述 (37)9.2 软件设计方案 (37)9.2.1 主程序框图及程序编程 (37)9.2.2 按键框图及程序编程 (46)9.2.3 显示程序框图及程序编程 (49)9.2.4、报警框图及程序编程 (52)第十章单片机软件和硬件抗干扰设计 (54)10.1抗干扰的设计原则 (54)10.1.1干扰的来源： (54)10.2 软件抗干扰设计 (54)10.3硬件抗干扰的设计 (55)第十一单片机应用系统调试和维护 (56)11.1 系统调试 (56)11.1.1硬件调试 (56)11.1.2软件调试 (56)11.1.3计算程序的调试方法 (57)11.1.4综合调试 (57)11.2系统维护和维修 (57)11.2.1 故障形成的原因 (57)11.2.2 系统自检程序 (58)第十二章打印机的设计 (59)12.1 P-μP-40/16A微型打印机的接口信号 (59)12.2 TP-μP-40/16A微型打印机与单片机的连接 (59)12.3 打印机程序编程 (60)总结 (62)参考文献： (63)致谢 (63)第一章概述1.1单片机的发展单片微型计算机（简称单片机）也叫做微型控制器，自从20世纪70年代问世以来，得到了快速发展，从早期的8位机到现在的32位机，其硬件资源和软件资源在不断丰富与完善。

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18
2013年7月14日8时24 分 18 2013-7-14
1.2 微型计算机基础
计算机的基本结构
微型计算机硬件
微型计算机系统组成
微型计算机软件
19
2013年7月14日8时24 分
19 2013-7-14
1.2 微型计算机基础
一. 微型计算机的组成
运算器：是计算机处理信息的主要部件。 控制器：产生一系列控制命令，控制计 算机各部件自动地、协调一致地工作。 存储器：是存放程序与数据的部件。 输入设备：用来输入程序与数据，常用的 输入设备有键盘、鼠标、光电输入机等。 输出设备：将计算机的处理结果用数字 、图形等形式表示出来。常用的输出设 备有显示终端、数码管、打印机、绘图 仪等。
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ATMEL公司当前主流的AT89S51单片机简介
• 89S51相对于89C51增加的新功能包括： -- 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格却基本不变，甚至比89C51
更低！ -- ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不 需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。 -- 工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率只有24M，就是 说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。 -- 具有双工UART串行通道。 -- 内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元 电路。 -- 全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性 大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 -- 兼容性方面：向下完全兼容51全部子系列产品。比如8051、89C51等早 期MCS-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教 科书上采用的单片机是8051还是89C51还是MCS-51等等），在89S51上一 2013年7月14日8时24 样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。 16 16 2013-7-14
1 计算机的基本结构
数据 输入设备 输入命令 数据 运算器
操 作 命 令
数据 存储器 指 令
存 取 命 令
输出设备 输出命令 外围设备 接口
控ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器 CPU 主机
内存
计算机结构图
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1.2 微型计算机基础
一. 微型计算机的组成
1 计算机的基本结构
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微型计算机
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二.
单片机的概念与类型
单片机20世纪70年代问世。 已广泛应用在： 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家 用电器、电力电子、机电一体化设备等方面。
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1 单片机概念
在一块半导体芯片上，集成了： 中央处理单元CPU(Central Processing Unit) 只读存储器ROM (Read Only Memory) 随机存取存储器RAM(Random Access Memory) I/O (Input and Output)接口 定时器/计数器(Timer/Counter) 中断系统(Interrupt) 等功能部件，构成一台完整的数字电子计算机。
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三 单片机的历史及发展概况
四个阶段：
第一阶段(1971年～1976年)：单片机初级阶段。发展了各种4 位单片机，多用于家用电器、计算器、高级玩具。 第二阶段（1976年～1980年）：低性能8位单片机阶段。以 Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。 第三阶段(1980年～ 1983年)：高性能8位单片机阶段。Intel公 司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。 第四阶段(1983年～现在)：8位单片机巩固发展及16位单片机、 32位单片机推出阶段。
数据 输入设备 输入命令 数据 运算器
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八、单片机原理与接口课程的学习
1 学习本课程应硬件、软件兼顾并重，既要注意单片机 的结构、原理，也要注意其汇编语言指令和程序，做 到两者融会贯通，能够将两者相互渗透。 2 会组成单片机应用系统。学习时对单片机扩展用到的芯 片、接口、以及各种应用实例(环节)须给予足够的重视。 3 学习本课程时，宜结合习题、实验、课程设计，以提高 学习质量，巩固和扩大学习收获。 4 学习顺序：基本概念、硬件结构(CPU)、指令系统 和程序设计、硬件结构(定时器/计数器、并口、串口、中 断）、单片机扩展、接口应用。 5 总学时 64+S16 周学时6（4-14周）
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五 单片机的发展趋势
1. CPU的改进
（1）采用双CPU结构，提高处理能力
（2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。 （3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（Inter－ Ictus）。 用两根信号线代替现行的8位数据总线。 2．存储器的发展 （1）加大存储容量。
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MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类：
（1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存储器扩展 到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺，适于电 池供电或其它要求低功耗的场合。 （4）专用型 8044/8744，用于总线分布式多机测控系统。
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2 单片机类型
按用途可分为通用型和专用型两大类： （1）通用型
可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部 提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片 为核心的测控系统。
（2）专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，针对性强 且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面 都作了全面的考虑 。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。
单片机的结构、指令、程序设计和接口技术等内容。
两者特点：前者实用性不如后者。 两者联系与区别：单片机是微机的一个分支，其特点是将
CPU、存储器、I/O口、中断系统等集成到一块芯片上。 两者的寻址方式、指令系统、接口与应用等知识点是相似的。
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一. 计算机的发展及分类
4. 通讯
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七 MCS-51系列单片机
20世纪80年代后期：Intel公司以专利的形式把8051 内核技术转让给厂家。
如：AT(Atmel)、Philips(飞利浦)、Winbond(华邦)、Siemens(西 门子)、STC公司。 这些厂家生产的兼容单片机，与8051的系统结构（主要是指令 系统）相同，采用CMOS工艺。 8051系列：所有具有8051指令系统的单片机 不应直接称为MCS-51系列单片机，MCS只是Intel公司专用的 单片机系列符号。
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一. 计算机的发展及分类
• • • • 电子管计算机（1946-1956） 晶体管计算机（1957-1964） 中小规模集成电路计算机（1965-1970） 超大规模集成电路计算机（1971-今） 系统机(PC机)：数据运算，信息处理。 单片微机：用于对控制功能要求并 不复杂，但是对体积、功耗、成本 等的要求比较苛刻的场合。
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1 单片机概念
单片机也称为： • 微控制器 MCU(Micro Controller Unit) • 嵌入式控制器 EMCU（Embedded micro Controller Unit）。 我国，习惯使用“单片机”这一名称。
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第一章 单片微型计算机概述
微机原理与接口技术、单片机原理与接口技术：讲解
计算机的内部结构、内部工作原理、内部语言、工作过程。
微机原理与接口技术：以PC机体系结构为基础，介绍微
型机的结构、指令、程序设计和接口技术等内容。主讲芯片 一般为8086/8088CPU。
单片机原理与接口技术：以单片机体系结构为基础，介绍
• 电子管计算机（1946-1956） • 晶体管计算机（1957-1964） • 中小规模集成电路计算机（1965-1970） • 超大规模集成电路计算机（1971-今） 电子计算机按其性能分类：
•大型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） •中型计算机（Middle Computer） •小型计算机（Minicomputer） •微型计算机（Microcomputer）
（2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器
（3）程序保密化。
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3．片内I/O的改进
（1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。 （2）增加I/O口的逻辑控制功能。 （3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化 系统 。 4．外围电路内装化 器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内－ －系统的单片化。 5．低功耗化 CMOS化、CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路 内装化方向发展。