第1章 单片微型计算机概述
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单片微型计算机概述优秀课件
8.1 键盘及其接口 8.2 显示器接口 8.3 打印机接口 8.4 拨码盘及语音接口
第9章 MCS-51与D/A及A/D转换器接口
9.1 概述 9.2 D/A转换器及其接口 9.3 A/D转换器及其接口
第10章 系统应用实例
10.1 步进电机控制系统 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.3 通用多点温度控制系统
第1章 单片微型计算机概述
1.1 单片微型计算机发展概况 1.2 微计算机系统概念 1.3 单片机的特点 1.4 计算机中的数和编码
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的基本结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构 2.3 MCS-51单片机的存储器配置 2.4 CPU的时序及辅助电路
主要内容
第一章：单片微型计算机概述 第二章： MCS-51单片机的硬件结构 第三章： MCS-51单片机指令系统 第四章：汇编语言程序设计 第五章：定时/计数器与中断系统 第六章： MCS-51单片机系统扩展技术 第七章：串行通信及其接口 第八章： MCS-51单片机的人机界面接口 技 第术 九章： MCS-51与D/A及A/D转换器接 口 第十章：系统应用实例
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1.1 单片微型计算机发展概况
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一 块芯片上的微型计算机。通常在芯片内含有CPU、 ROM、RAM、并行I/O口、串行口、定时/计数器、中 断控制系统、系统时钟及系统总线等。单片机一词来 源于“Single Chip Microcomputer”(SCM)。“SCM” 一词目前国际上已基本上不大采用，而被微控制器 (MCU—Microcontroller Unit)或嵌入式控制器 (Embedded Controller)所代替。
第9章 MCS-51与D/A及A/D转换器接口
9.1 概述 9.2 D/A转换器及其接口 9.3 A/D转换器及其接口
第10章 系统应用实例
10.1 步进电机控制系统 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.3 通用多点温度控制系统
第1章 单片微型计算机概述
1.1 单片微型计算机发展概况 1.2 微计算机系统概念 1.3 单片机的特点 1.4 计算机中的数和编码
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的基本结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构 2.3 MCS-51单片机的存储器配置 2.4 CPU的时序及辅助电路
主要内容
第一章：单片微型计算机概述 第二章： MCS-51单片机的硬件结构 第三章： MCS-51单片机指令系统 第四章：汇编语言程序设计 第五章：定时/计数器与中断系统 第六章： MCS-51单片机系统扩展技术 第七章：串行通信及其接口 第八章： MCS-51单片机的人机界面接口 技 第术 九章： MCS-51与D/A及A/D转换器接 口 第十章：系统应用实例
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1.1 单片微型计算机发展概况
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一 块芯片上的微型计算机。通常在芯片内含有CPU、 ROM、RAM、并行I/O口、串行口、定时/计数器、中 断控制系统、系统时钟及系统总线等。单片机一词来 源于“Single Chip Microcomputer”(SCM)。“SCM” 一词目前国际上已基本上不大采用，而被微控制器 (MCU—Microcontroller Unit)或嵌入式控制器 (Embedded Controller)所代替。
第1章 微型计算机概述
(2)单板微型计算机 单板微型计算机(Single Board Microcomputer) 单板微型计算机
将CPU、存储器、I／O接口电路、简单外设(键盘、 数 码显示器)以及监控程序等安装在同一块印刷电路板上。 特点：它具有结构紧凑、使用简单、成本低等特点。 应用范围：常用于工业控制和教学实验等领域。
1、机器数与真值 机器数：能被计算机识别的数称为机器数。 机器数：能被计算机识别的数称为机器数。 真值： 机器数所代表的真实值称为机器数的真值。 真值： 机器数所代表的真实值称为机器数的真值。 对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。 对于无符号数其机器数与真值表示方法相同。 真值： 100=64H=01100100B 100=64H=01100100B 例：真值： 对应的机器数：64H=01100100B 对应的机器数：64H=01100100B n 位二进制数可表示的数的范围是： n位二进制数可表示的数的范围是：0 ～2 -1 位二进制数可表示的数的范围是： 8位二进制数可表示的数的范围是： 8 0 ～2 -1，[0，FFH],[0,255] FFH],[0 255] 16位二进制数可表示的数的范围是 16位二进制数可表示的数的范围是： 位二进制数可表示的数的范围是： 16 0 ～2 -1,[0,FFFFH],[0,65535] ,[0 FFFFH],[0 65535] 01100100B 位全部为数值位。 例： 01100100B 其8位全部为数值位。 特点：无符号数的机器数与其真值为 机器数与其真值为等值关系 特点：无符号数的机器数与其真值为等值关系
二、微型计算机分类
(3)个人计算机 个人计算机(Personal Computer) 个人计算机
将一块母板(含有微处理器、内存储器、I／O接口等芯 片)、若干个I／O接口卡、外部存储器、电源等部件组装在 一个机箱内，并配置显示器、键盘、打印机等基本外部设备 所组成的计算机系统。 特点： PC机具有功能强、配置灵活、软件丰富等特点， 应用范围：广泛 应用于办公、商业、科研等许多领域，它是一 种使用最普及的微型计算机。
单片微型计算机概述end
由于单片微型计算机的特殊结构和功能限 制，开发难度相对较大，需要专业的开发 工具和编程语言。
可扩展性有限
软件资源相对较少
单片微型计算机的硬件配置固定，可扩展 性有限，无法像普通计算机一样方便地升 级和扩展。
相对于普通计算机来说，单片微型计算机 的软件资源相对较少，可能需要自行开发 或寻找特定的软件库。
04
CATALOGUE
单片微型计算机编程语言
汇编语言
汇编语言是一种低级编程语言， 与硬件紧密相关，可以直接控制
硬件的运作。
汇编语言具有高度的可移植性， 可以在不同的单片微型计算机上
运行。
汇编语言代码执行效率高，但编 写难度较大，需要具备硬件知识
。
C语言
C语言是一种中级编程语言，介于汇编语言和高级编程语言之间。
由于单片微型计算机的电路和 元件都集成在一块芯片上，减 少了外部元件的连接，因此减 少了故障发生的可能性，提高 了系统的可靠性。
单片微型计算机的生产规模大 ，制造成本低，价格相对较低 ，适合于大规模生产和应用。
缺点
功能相对较弱
开发难度较大
由于单片微型计算机的资源有限，其功能 相对于普通计算机来说较弱，处理速度和 存储容量等方面可能存在限制。
中断系统
中断源
中断源是指能够引起单片微型计 算机中断的信号或事件。常见的 中断源包括定时器溢出、串行通 信接收、外部中断等。
中断优先级
中断优先级用于确定不同中断源 的处理顺序。优先级高的中断会 优先得到处理。
中断处理过程
中断处理过程包括保存现场、处 理中断事件、恢复现场三个阶段 。在中断处理过程中，单片微型 计算机需要暂停当前程序的执行 ，转而处理中断事件，处理完毕 后再恢复现场，继续执行程序。
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。
单片微型计算机基础知识
第1章 单片微型计算机基础知识
1.1 单片机的发展概况 1.2 计算机中数的表示方法 1.3 计算机语言
1.1 单片机的发展情况
1.1.1什么是单片机
随着大规模、超大规模集成电路技术的发展和计算机微型 化的需要，把微型计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、 存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断系统等多种资 源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构 成一个完整的微型计算机，这种集成电路芯片被称为单片微 型计算机(Single Chip Microcomputer)，简称单片机。由于它 的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的 名称应是单片微控制器。
时间倒计到0都无人抢答，则抢答结束。
5.3.2设计方案
1.计时 2.键盘/显示
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[任务5.3]抢答器设讨
5.3.3硬件设计 16路抢答器的硬件电路如图5-13所示。 5.3.4软件设计 主程序流程如图5-14所示。 中断服务程序流程如图5-15所示。 5.3.5电路仿真运行结果 对上述电路用Proteus软件进行仿真，其
[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 3静态显示电路的软件结构 图5-8所示的并行输出的1位共阴LE D静
态显示电路比较简单，程序也不复杂。 5. 2. 4动态显示电路的结构及原理 动态显示就是逐位轮流点亮各位LE D显
示器(即扫描)。动态显示电路是单片机中 应用最为广泛的显示方式之一。适用于LE D显示器较多的场合。电路如图5-10所示。
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1.1 单片机的发展情况
2)非8051结构单片机不断推出，给用户提供了更为广泛的 选择空间
在8051及其兼容产品流行的同时，一些单片机芯片生产了 商也推出了一些非8051结构的产品，影响较大的有:
1.1 单片机的发展概况 1.2 计算机中数的表示方法 1.3 计算机语言
1.1 单片机的发展情况
1.1.1什么是单片机
随着大规模、超大规模集成电路技术的发展和计算机微型 化的需要，把微型计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU)、 存储器、输入/输出接口、定时器/计数器、中断系统等多种资 源集成在一个半导体芯片上，使得一块集成电路芯片就能构 成一个完整的微型计算机，这种集成电路芯片被称为单片微 型计算机(Single Chip Microcomputer)，简称单片机。由于它 的结构及功能均是按照工业控制要求设计的，所以其确切的 名称应是单片微控制器。
时间倒计到0都无人抢答，则抢答结束。
5.3.2设计方案
1.计时 2.键盘/显示
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[任务5.3]抢答器设讨
5.3.3硬件设计 16路抢答器的硬件电路如图5-13所示。 5.3.4软件设计 主程序流程如图5-14所示。 中断服务程序流程如图5-15所示。 5.3.5电路仿真运行结果 对上述电路用Proteus软件进行仿真，其
[任务5.2]LED数码显示器接口设讨
5. 2. 3静态显示电路的软件结构 图5-8所示的并行输出的1位共阴LE D静
态显示电路比较简单，程序也不复杂。 5. 2. 4动态显示电路的结构及原理 动态显示就是逐位轮流点亮各位LE D显
示器(即扫描)。动态显示电路是单片机中 应用最为广泛的显示方式之一。适用于LE D显示器较多的场合。电路如图5-10所示。
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1.1 单片机的发展情况
2)非8051结构单片机不断推出，给用户提供了更为广泛的 选择空间
在8051及其兼容产品流行的同时，一些单片机芯片生产了 商也推出了一些非8051结构的产品，影响较大的有:
单片微型计算机原理与设计1章PPT课件
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章单片微型计算机概述
例1-3：将（0.1875)D转换为二进制数。
解：
0.1875
×
2
0.3750 ------- 整数为0
×2
0.7500 ------- 整数为0
×2
1.5000 ------- 整数为1
高位
0.5000 ×2
1.0000 ------- 整数为1
低位
转换结果：(0.1875)D = (0.0011)B
1.4.3 十六进制数（用H表示）
为了书写和阅读方便，经常采用十六进制数作
为二进制的缩写形式。十进制数、二进制数、 十六进制数的对照表如表1-1所示。
在计数时，逢十六进一，这样书写长度短，且 可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进 制数转换为十六进制数。
表
1-1
六 进 制 数 对 照 表
十 进 制 数 、 二 进 制
数0可是＋0或－0。因此，0在原码中形式：
[+0]反=00000000B
[-0]反=11111111B
补码：正数的补码=原码；
负数的补码=反码＋1。
例如，x1=＋1101101B， [x1]补=[＋13]原=0 1101101B 。
又如， x2=－1101101B， [x2]反=10010010B， [x2]补=10010011B。
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1.2 微计算机系统概念
图1-1 微处理器、微计算机和微计算机系统的关系
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1.3 单片机的特点
（1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、性价 比高。
（2）数据大都在单片机内部传送，运行速度快， 抗干扰能力强，可靠性高。
（3）结构灵活，易于组成各种微机应用系统。 （4）应用广泛，既可用于工业自动控制等场合，
单片微型计算机概述及预备知识运算器
保存当前状态并跳转到相应的中断处理程序进行处理。处理完成后，再恢复之前保存的状态并继续执行原来的 程序。
05
数据传输、存储和处理技 术
数据传输方式选择及优化策略
并行传输
同时传输多个比特，适用于高速数据传输， 但需较多传输线。
串行传输
逐位传输数据，适用于远距离通信，节省传 输线。
同步传输
以时钟信号为基准进行数据传输，保证数据 同步。
二进制编码原理与技巧
二进制编码原理
二进制编码是计算机内部表示数据的方式，它采用0和1两个数字来表示所有信 息。二进制编码具有简单可靠、易于实现逻辑运算等优点。
二进制编码技巧
在二进制编码中，需要掌握一些基本技巧，如位运算、逻辑运算、移位运算等。 这些技巧对于理解计算机内部数据处理方式和优化算法具有重要意义。
具有广阔的应用前景。
工业自动化
单片微型计算机在工业自动化领域有 广泛应用，如PLC（可编程逻辑控制 器）等。
汽车电子
单片微型计算机可用于汽车电子系统， 如发动机控制、车身控制、安全系统 等。
下一讲预告
01
下一讲将介绍单片微型计算机的存储器结构，包括程
序存储器、数据存储器以及特殊功能寄存器等。
02
同时，我们将深入了解单片微型计算机的指令系统，
性能指标
评价运算器的性能指标主要有运算速度、精度、功耗等。其中，运算速度通常以每秒钟能执行的加法或乘 法操作次数来衡量，即MIPS（百万条指令/秒）或MFLOPS（百万次浮点运算/秒）。
典型结构类型及其特点分析
累加器型运算器
累加器是运算器中专门用来存放操作数和运算结果的寄存器。累加器型运算器的特点是操作数之一必须来自累加器， 且运算结果也返回累加器。这种结构简化了数据通路和控制逻辑，但限制了操作的灵活性。
05
数据传输、存储和处理技 术
数据传输方式选择及优化策略
并行传输
同时传输多个比特，适用于高速数据传输， 但需较多传输线。
串行传输
逐位传输数据，适用于远距离通信，节省传 输线。
同步传输
以时钟信号为基准进行数据传输，保证数据 同步。
二进制编码原理与技巧
二进制编码原理
二进制编码是计算机内部表示数据的方式，它采用0和1两个数字来表示所有信 息。二进制编码具有简单可靠、易于实现逻辑运算等优点。
二进制编码技巧
在二进制编码中，需要掌握一些基本技巧，如位运算、逻辑运算、移位运算等。 这些技巧对于理解计算机内部数据处理方式和优化算法具有重要意义。
具有广阔的应用前景。
工业自动化
单片微型计算机在工业自动化领域有 广泛应用，如PLC（可编程逻辑控制 器）等。
汽车电子
单片微型计算机可用于汽车电子系统， 如发动机控制、车身控制、安全系统 等。
下一讲预告
01
下一讲将介绍单片微型计算机的存储器结构，包括程
序存储器、数据存储器以及特殊功能寄存器等。
02
同时，我们将深入了解单片微型计算机的指令系统，
性能指标
评价运算器的性能指标主要有运算速度、精度、功耗等。其中，运算速度通常以每秒钟能执行的加法或乘 法操作次数来衡量，即MIPS（百万条指令/秒）或MFLOPS（百万次浮点运算/秒）。
典型结构类型及其特点分析
累加器型运算器
累加器是运算器中专门用来存放操作数和运算结果的寄存器。累加器型运算器的特点是操作数之一必须来自累加器， 且运算结果也返回累加器。这种结构简化了数据通路和控制逻辑，但限制了操作的灵活性。
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第1章 单片微型计算机概述
1.1 微型计算机概述
1.1.1 微型计算机的组成及应用形态 1.1.2 单片机内部结构及单片机应用系统组成 1.1.3 80C51单片机系列
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 1.2.2 单片机产品近况
1.3 单片机的特点及应用领域
1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用领域
中断源
5个 5个 5个
★89C51
89S51 增 强 型 80C32 80C52 87C52 ★ 89C52 89S52
4K Flash
4K ISP － 8K掩膜 8K 8K 8K ISP
128
128 256 256 256 256 256
4个
4个 4个 4个 4个 4个 4个
1个
1个 1个 1个 1个 1个 1个
第1章 单片微型计算机概述
• 6.AT89C51与AT89S51的区别 • AT89S51单片机是在对AT89C51单片机进行了很多改进， 新增加了很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变， 甚至比AT89C51更低，使用上与80C51单片机完全兼容。 • AT89S51相对与AT89C51曾加的新功能主要有：ISP在线 编程功能、最高工作频率提升为33MHz、具有双工UART 串行通道、内部集成看门狗计时器、双数据指示器、电源 关闭标识、全新的加密算法，程序的保密性大大加强等。 • 注意，向AT89C51单片机写入程序与向AT89S51单片机 的写入程序的方法有所不同，所以，购买的编程器，必须 具有写入AT89S51单片机的功能，以适应产品的更新。 Atmel公司现已停止生产AT89C51型号的单片机，被其 AT89S51型号的单片机所代替
第1章 单片微型计算机概述
三、片内ROM程序存储器配置形式
80C51单片机片内程序存储器有4种配置形式，即掩膜 ROM、EPROM、FlashROM和没有（无ROM）。这4种配置 形式对应4种不同的单片机芯片,它们各有特点，也各有其适用 场合，在使用时应根据需要进行选择。具体说明如下： （1）无ROM（即ROMLess）型，应用时要在片外扩展程 序存储器； （2）掩膜ROM（即MaskROM）型，用户程序由芯片生产 厂写入； （3）EPROM型，用户程序通过写入装置写入，通过紫外线 照射擦除； （4）Flash ROM型，用户程序可以电写入或电擦除（当前 常用方式）。
图1.4单板微型计算机
第1章 单片微型计算机概述
1.1.2单片机内部结构及单片机应用系统组成
一、单片机内部结构
单片机内部结构示意图如图1.5所示，它由微处理器 CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/ 输出(I/O)接口电路、定时器/计数器和中断系统等部件组成， 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 整的单片微型计算机。
2个
2个 3个 3个 3个 3个 3个
5个
5个 6个 6个 6个 6个 6个
89C2051 非总线 型 ★89C4051
2K Flash
4K Flash
128
2个
2个
1个
1个
2个
2个
5个
5个
注意：1、表中加★ 的被ATMEL公司的AT89S51/89S52新产品所取代，新产 品具有ISP（在系统编程）功能，使用非常方便，实际应用时应首选。 2、89C51已停产。
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第1章 单片微型计算机概述
二、单片机应用系统的组成
单片机应用系统的组成如图1.6所示。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 员必须从硬件和软件角度来研究单片机，这样才能研究 和开发出单片机应用系统和产品。
1.4 单片机的发展趋势
本章小结 思考题与习题
第1章 单片微型计算机概述
1.1.1微型计算机的组成及应用形态
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。 1.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1-1所示。它是由微处 理器CPU、存储器（RAM、ROM）、基本输入/输 出（I/O）接口电路和总线接口等组成。 2.软件简单地说就是程序，指专业软件开发 者开发的系统软件和应用软件等。
图1-3
第1章 单片微型计算机概述
3、单片微型计算机
在一片大规模集成电路芯片上集成微处理器（CPU）、存储器 （RAM、ROM）、I/O接口电路 ，从而构成了单芯片微型计算机，简 称单片机。单片微型计算机如图1.4所示。单片机主要应用于智能 仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设 备等应用系统。 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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第1完善，性能已大大提高，面向控 制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的 单片机经典机种 。 第三阶段（1983年以后）微控制器化阶段。 其典型产品是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。
图1-2
第1章 单片微型计算机概述
2、单板微型计算机
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）。单板微型计算机组成如图1-3所示。 主要应用于工业控制器、家用电器等。
第1章 单片微型计算机概述
第1章 单片微型计算机概述
[学习目的]
1、了解微型计算机的组成及应用形态。 2、了解单片机的发展过程及产品近况 3、了解单片机的特点及应用领域。 4、掌握微型计算机的组成及应用形态 5、掌握80C51单片机系列
[学习重点和难点]
1、微型计算机的组成及应用形态。 2、80C51单片机系列。
第1章 单片微型计算机概述
一、基本型和增强型
80C51系列又分为基本型（51子系列）和增强型（52子系 列）两个子系列，并以芯片型号的最末位数字是1还是2来区别。
从表1-1所列内容中可以看出增强型增强的功能具体方面
如下：
(1) 片内ROM从4KB增加到8KB; (2) 片内RAM从128B增加到256B; (3) 定时/计数器从2个增加到3个; (4) 中断源从5个增加到6个。
单片 机硬 件系 统
单片 机软 件系 统
单片 机应 用系 统
图1.6 单片机应用系统的组成
第1章 单片微型计算机概述
1.1.3 80C51单片机系列
Intel公司生产的MCS系列单片机，尽管单片机型号 很多，但从目前来看，使用最为广泛的应该MCS-51单片 机。本书主要研究MCS-51系列8位单片机80C51。分析 和研究80C51的硬件结构、工作原理、软件及工程应用系 统的设计。 80C51系列单片机如表1-1所示。表1-1中列出了 80C51单片机系列的芯片型号及主要技术指标，由此可对 80C51单片机系列有一个全面的了解。下面我们就在这个 表的基础上进一步对80C51系列单片机作一些说明。
第1章 单片微型计算机概述
• 二、芯片中“C”和“S”的含义
• MCS-51系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种 是采用高速度、高密度和短沟道HMOS工艺。另 外一种是采用高速度、高密度和低功耗的互补 金属氧化物的CHMOS工艺。表1-1中芯片型号中带 有字母“C”的，为CHMOS芯片，不带“C”的为一 般的HMOS芯片。 • 带“C”的芯片具有低功耗（例如8051的功耗为 630 mW，而80C51的功耗只有120 mW）的特点之外， 还具有各I/O口电平既与 TTL电平兼容，也与 CMOS电平兼容。 • AT89S51/89S52带“S”系列产品最大的特点是 具有在系统可编程功能。用户只要连接好下载电路， 就可以在不拔下51芯片的情况下，直接在系统中进 行编程。编程期间系统是不能运行程序的。
第1章 单片微型计算机概述
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： 第一阶段（1947～1978年）为初级单片机形成阶段。 其典型产品是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。 第二阶段（1978～1983年）为高性能单片机阶段。 其典型产品是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。
注意：但是在实际应用时，应首选ATMEL公司AT89 系列产品，因为使用方面。
第1章 单片微型计算机概述
四、单片机环境温度问题
单片机应用中的环境温度问题，是指单片机应 用中的抗干扰特性和温度特性。由于单片机的应用 是面向工业现场，因此，它应具有很强的抗干扰能 力，这是其他计算机无法相比的。单片机的温度特 性，与其他集成电路芯片一样，按所能适应的环境 温度，可分为如下三个等级： 民用级：0～+70℃ 工业级：-40～+85℃ 军用级：-65～+125℃ 因此，在工业应用中应根据现场环境温度来选 择单片机芯片。
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第1章 单片微型计算机概述
第1章 单片微型计算机概述
二、微型计算机的应用形态
1、微型计算机