单片机课程绪论

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2、片内存储器的发展。
①、扩大存储器容量 ROM：1KB——2KB——4KB——8KB RAM：64B——128B——256B
②、片内EPROM开始E2PROM化 EPROM——可擦试只读存储器 （高压编程，紫外线擦除） E2PROM——电擦除可编程只读存储器 （常压读写，断电保护）
在线控制——以计算机代替常规的模拟数字电路，使 其成为控制系统电路中的一部份，能及时分 析、处理、控制系统的工作（非单片机莫 属）。
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◆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。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.2 单片机的发展趋势和产品近况
一、单片机的发展趋势：
1. CPU的发展：准16位（外部总线8位，内部总线16位） ① 提高字长：8——16——32位 频率：6MHZ——12MHZ——20MHZ ② 提高数据处理能力，8位机中算逻部件（ALV）用16位 ③双CPU
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1.1 电子计算机概述
1.1.1 电子计算机的经典结构
1946年2月15 日，第一台 电子数字计 算机问世。
ENIAC
标志着计算机时代的到来，对人类的生产和生活方式产生了 巨大的影响 。
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冯·诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的 思想，构建了计算机经典结构：
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单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： ◆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。
单板机）。
存储器
I/O接口
存储器
CPU
CPU
早期的单板机
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I/O接口
当代的单板机
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单板机
输入输出接口 芯片
CCPPU芯U片
定时计数器 芯片
内存条
存储器芯片
印 刷 电
A/D、D/A 芯片
路 板
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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。
单片机扩展的外围功能单元都属于CPU的外围器件， 故称之为单片机系统（能完成计算机的主要功能）
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③、单片机应用系统——通过系统配置，给单片机系统按
控制对象、环境要求，配置相应的外部接口电路，如数据 采集的传感器接口，控制系统的伺服驱动接口单元及满足 人、机对话，多机通讯接口后就构成了能满足对象全部要 求的单片机硬件环境，这就是单片机应用系统，实际上它 就是具有某一具体功能的电器产品。
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2020/3/10Fra bibliotek20三种应用形态的比较 ：
系统机（多板机）
单板机
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单片机
系统机与单片机比较
系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据 处理、办公自动化及辅助设计。
单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智 能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军 事电子设备等系统。
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◆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。
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◆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 。
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◆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。
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1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点
特点 (优点)： 集成度高、体积小、功能强、价格低、速度快、功
耗低、使用方便、性能稳定、抗干扰能力强（可靠性高）、 控制性能好、可编程
单片机温度适应范围： – 民用级：0 ℃ ~70℃ – 工业级：- 40 ℃~+80 ℃ – 军用级：- 65℃~+125℃
工业PC机 也属于多板机。
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多这 块种 印计 刷算 电机 路系 板统 制通 成常 ：由
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内存条
CPU
多板机 12
主板
◆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
单片机接口与技术
课程说明：
❖ 学时： ▪ 48(理论)+16(实验)
❖ 成绩： ▪ 平时成绩10%（考勤+5次作业） ▪ 实验成绩20%（5个实验项目） ▪ 小测试10% ▪ 期末考试成绩60%
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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 1.5 µVision 集成开发环境简介
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◆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。
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单片机
内含： CPU 存储器 I/O接口
单片机
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单片机
存储器
CPU
I / O口
时钟电路 控制电路
定时器
晶 片
单 硅
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3、1978 ~ Motorola M6800 8位机
1980年 Intel
MCS-51 8位机
试验阶段
进入实用阶段 功能简单
高性能 当前主流机
4、1982年 Mostek Intel
Mk68200 16位机 更高性能 MCS-96 16位机 推广阶段
5. 在单片机的发展历史中，Intel公司代表了时代渐流，当前MCS-51是主 流主品，因此，我们的课程以MCS-51为基本内容，举一反三、触类旁 通，其他的单片机也基本了解了。
单片机体积小、价格低、可靠性高，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的 优势。
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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
1、1971年. Intel公司 8004 4位机
2、1976年. Intel公司 MCS-48 8位机 Rockwell R6500 8位机
上的这几个基本元件高密度地集成在一块芯片上，
它具有微型计算机的主要的基本功能。我们说单
片机是“机”，实际上已经不是什么“机”了， 它只是一块芯片，故称“单片”，又因为它由微
机“浓缩”而成（浓缩了的是“精华”），且具 有微机的功能，故称为“单片机”
❖
如果考虑单片机的用途主要用于在线实时
系统，它在所有的控制电路中起着核心控制作用，
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单片机、单片机系统及单片机应用系统 是单片机硬件系统的三个层次。
系统扩展是构成单片机系统的手段。 系统配置是构成单片机应用系统的手段。 但在实际应用中，由于环境、对象的不同，这三个
层次的区分有时并不明显。
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二、单片机产品近况
◆ 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：
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❖ 最主要的特点： 可编程—逐步取代模拟控制（不可编程）
❖ 单片机控制电路： 一机多用（改变程序，可不改变硬件）
❖ 模拟(数字)控制电路： 一机一用（改变功能必须改变硬件）
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1.3.2 单片机的应用领域
功能：实时在线控制功能
离线控制——利用计算机实现对控制系统的分析、设 计、仿真、建模等工作，也可由控制系统 辅助设计CAD。（常用微机、小型机）
③、片内程序的保密措施（加锁技术）
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3、加强片内I/O接口功能：
把很多经前的外围设备的电路，通过高集成 技术“集成”到单片机芯片上去，从而提高 了单片机的功能，简化了系统的总体结构。
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4. 工艺上的提高： ①、制造工艺： PMOS——NMOS——HMOS——CMOS——CHMOS ②、扩展工作电源： 4.5V~5.5V——4~6.5V ③、增加引脚,改进封装