单片机第1章电子教案

4. Motorola公司的M6805系列、M68HC05系列 和M68HC08系列是国际上应用最广泛的8位 主流机型之一,约占8位机30%的市场分额。 • 三、16位单片机 1. Intel公司的MCS-96系列 2. Motorola公司的M68HC16系列 • 四、32位单片机:能一次完成二进制32位运算。 1. Motorola公司的M68300系列 2. Hitachi公司的SH系列（SH-1、SH-2、 SH-3、SH-4四类）。
• 近代电子计算机是应数值计算要求诞生的。 近代电子计算机是应数值计算要求诞生的 应数值计算要求诞生 在很长的时间内， 在很长的时间内，电子计算机都是以发展海 量数值计算为己任。 量数值计算为己任。 • 但是电子计算机表现出的逻辑运算、处理、 但是电子计算机表现出的逻辑运算、处理、 控制能力，吸引了电子控制领域的专家，他 控制能力，吸引了电子控制领域的专家， 们要求发展能满足控制对象要求， 们要求发展能满足控制对象要求，实现嵌入 式应用的计算机系统。 式应用的计算机系统。 • 如果将满足海量数据处理的计算机系统称为 通用计算机系统，那么则可把嵌入到对象体 通用计算机系统，那么则可把嵌入到对象体 如舰船、 系(如舰船、飞机、机车等 中的计算机系统 如舰船 飞机、机车等)中的计算机系统 称作嵌入式计算机系统 嵌入式计算机系统。 称作嵌入式计算机系统。
• 因为单片机是专门为嵌入式应用设计的， 因为单片机是专门为嵌入式应用设计的， 单片机只能实现嵌入式应用。 单片机只能实现嵌入式应用。单片机能最 好地满足嵌入式应用的环境要求 。 • 单片机为满足嵌入式应用要求不断增强其 控制功能与外围接口功能， 控制功能与外围接口功能，尤其是突出控 制功能，因此国际上已将单片机正名为 已将单片机正名为微 制功能，因此国际上已将单片机正名为微 (MCU， Unit)。 控制器(MCU 控制器(MCU，Microcontroller Unit)。
1 ．3
单片机的发展概况
我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段： 我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段： 第一阶段（1976~1978年 第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索 阶段。 Intel公司的 MCS-48为代表 公司的MCS 为代表， 阶段 。 以 Intel 公司的 MCS-48 为代表 ， 采用了单 片结构，即在一块芯片内含有8 CPU、定时/ 片结构 ， 即在一块芯片内含有 8 位 CPU 、 定时/ 计 数器、并行I/O I/O口 RAM和ROM等 数器 、 并行 I/O 口 、 RAM 和 ROM 等 。 主要用于工业 领域。 领域。 第二阶段（1978~1982年 高性能单片机阶段， 第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段， 这一类单片机带有串行I/O I/O口 位数据线、16位 这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位 地址线可以寻址的范围达到64 字节、控制总线、 64K 地址线可以寻址的范围达到 64K 字节、 控制总线 、 较丰富的指令系统等。 较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较 并在不断的改进和发展。 广，并在不断的改进和发展。
第三阶段（1982~1990年 16位单片机阶段 位单片机阶段。 第三阶段 （ 1982~1990 年 ） ： 16 位单片机阶段 。 16位单片机除 CPU为 16位外 片内RAM 位单片机除CPU 位外， RAM和 16 位单片机除 CPU 为 16 位外 ， 片内 RAM 和 ROM 容量进一步增大，实时处理能力更强， 容量进一步增大，实时处理能力更强，体现 了微控制器的特征。 例如Intel 公司的MCS了微控制器的特征 。 例如 Intel公司的 MCSIntel 公司的 MCS 96主振频率为12M 片内RAM 232字节 主振频率为12 RAM为 字节， 96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM 字节， 中断处理能力为8 为 8K 字节 ， 中断处理能力为 8 级 ， 片内带有 10位A/D转换器和高速输入 输出部件等。 转换器和高速输入/ 10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。 第四阶段（1990年~ ）： 微控制器的全面发展 第四阶段（ 1990年 阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时， 阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向 高速、强运算能力、 高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉 价方面发展。 价方面发展。
1．5 单片机的主要品种及系列
按照CPU对数据处理位数来分，可分成以下 对数据处理位数来分，可分成以下4 按照 对数据处理位数来分 类： 一、4位单片机：Intel的MCS-48系列，Toshiba 公司的TMP47xx系列等，其控制功能较弱； 二、8位单片机：控制功能较强，品种最为齐全。 与4位单片机相比，它不仅具有较大的存储 容量和寻址范围，且中断源、I/O接口都有增 加；高性能增强型中还增加了A/D和D/A转换 器和定时器捕捉/比较器、监视定时器等。
1 ．4
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 片内的RAM采用寄存器结构形式， RAM采用寄存器结构形式 提高存取的速度； 提高存取的速度； 在存储器结构上，严格地将程序存储器ROM （2）在存储器结构上，严格地将程序存储器ROM 和数据存储器RAM在空间上分开； RAM在空间上分开 和数据存储器RAM在空间上分开； 它的引出管脚一般都设计成多功能的； （3）它的引出管脚一般都设计成多功能的； 增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O （4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O 口和外接同步输入和输出设备； 口和外接同步输入和输出设备； 21个特殊功能寄存器 个特殊功能寄存器； （5）有21个特殊功能寄存器； 有丰富的指令系统， (6) 有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻 址的位地址空间。 址的位地址空间。
1．1 单片机的概念 ．
• 概念：单片微型计算机就是将CPU、RAM、 概念：单片微型计算机就是将CPU、RAM、 CPU ROM、定时/ ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一 块集成电路芯片上的微型计算机。因此， 块集成电路芯片上的微型计算机。因此， 一块芯片就构成了一台计算机。 一块芯片就构成了一台计算机。 • 主要优点：体积小、功耗低、抗干扰性强、 主要优点：体积小、功耗低、抗干扰性强、 价格低、速度高。 价格低、速度高。 • 单片机已成为工业控制领域、智能仪器仪 单片机已成为工业控制领域、 பைடு நூலகம்端武器、通讯设备、 表、尖端武器、通讯设备、电子消费品中 最广泛使用的计算机。 最广泛使用的计算机。
• 根据数据宽度分为四类：4位机、8位机、 16位机和32位机。 • 根据生产品级及适应的环境一般分为三 类： 1. 民品（商业用） 0℃ ～ 70℃ 2. 工业品 -40℃～ 85℃ ～ 3. 军工品 -55℃～ 125℃ ～ 市场上的销售品多为工业品，其稳定性 和抗干扰性都优于微处理器芯片。 • 根据应用范围分为通用型和专用型两类。
1. Intel公司的MCS-51系列，其中的80C51系列 Siemens公司、Philips公司都有与之兼容的 单片机，统称为80C51系列。 2. Microchip公司的PIC系列，率先采用RISC 技术，现已成嵌人式单片机的主流产品之 一。 3. Atmel公司AT89、AT90、AT91系列等，片 内含有Flash存储器，广泛应用便携类产品中 AT89系列与80C51系列兼容。
1．7 单片机的应用 ．
• 一、 单片机在智能仪器仪表中的应用 • 二、 单片机在机电一体化中的应用 • 三、 单片机在智能接口和计算机外围设 备中的应用 • 四、 单片机在消费电子产品中的应用 • 五、 单片机在办公自动化中的应用 • 六、 单片机在汽车电子中的应用
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《单片机原理及应用技术》 单片机原理及应用技术》 电子教案（第1章）
主讲 黄丽军
第一章 单片微型计算机概述
• 本章主要介绍单片机的发展 ， 概念 ， 基 本章主要介绍单片机的发展， 概念， 本的结构和特点， 本的结构和特点 ， 单片机的主要品牌系 应用模式和领域， 列 、 应用模式和领域 ， 单片机的分类情 况等。 况等。
1 ．6
单片机的分类
• 根据片内集成ROM的不同分为三类： 1. 片内集成掩膜ROM：如MCS-51中的8051和 80C51，程序由厂家事先写入，无法再改 写。 2.片内集成EPROM或FLASH：如MCS-51中的 8751和87C51，可多次改写片内的程序。 3.片内无集成ROM：如MCS-51中的8031和 80C31，在组成应用系统时要在片外扩展。
1．2 引入嵌入式系统的概念 ．
• 单片机是计算机制造技术不断发展的产物， 单片机的出现使计算机从海量数值计算领 域 的应用扩展到智能化嵌入式控制领域的应 用。 • 故单片机即（Single-chip Microcomputer） 是早期的称法，现在国际上通称为微控制器 （Microcontroller Unit）即MCU。又有称 为嵌入式计算机（Embedded Computer）。
• 嵌入式系统源于计算机的嵌入式应用，早期 嵌入式系统源于计算机的嵌入式应用， 嵌入式系统为通用计算机经改装后嵌入到对 象体系中的各种电子系统， 象体系中的各种电子系统，如舰船的自动驾 驶仪，轮机监测系统等。 驶仪，轮机监测系统等。 • 嵌入式系统首先是一个计算机系统，其次它 嵌入式系统首先是一个计算机系统， 被嵌入到对象体系中、 被嵌入到对象体系中、在对象体系中实现对 象要求的数据采集、处理、状态显示、 象要求的数据采集、处理、状态显示、输出 控制等功能，由于嵌入在对象体系中， 控制等功能，由于嵌入在对象体系中，嵌入 式系统的计算机没有计算机的独立形式及功 能。单片机完全是按照嵌入式系统要求设计 因此单片机是最典型的嵌入式系统。 的，因此单片机是最典型的嵌入式系统。