单片机原理及应用--第一章 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。
单片机原理及应用作业答案
作业答案0-1绪论1．单片机是把组成微型计算机的各功能部件即（微处理器（CPU））、（存储器（ROM和RAM））、（总线）、（定时器/计数器）、（输入/输出接口（I/O口））及（中断系统）等部件集成在一块芯片上的微型计算机。
2．什么叫单片机其主要特点有哪些解：将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机，称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机的特点：可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。
第1章 MCS-51单片机的结构与原理15. MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系其地址总线和数据总线各有多少位对外可寻址的地址空间有多大解：MCS-51系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位双向口，共占32根引脚。
每个端口都包括一个锁存器（即专用寄存器P0～P3）、一个输入驱动器和输入缓冲器。
通常把4个端口称为P0～P3。
在无片外扩展的存储器的系统中，这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口使用。
在具有片外扩展存储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
MCS-51系列单片机数据总线为8位，地址总线为18位，对外可寻址空间为64KB。
25. 开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器（R0-R n）它们的地址是什么CPU如何确定和改变当前工作寄存器组（R0-R n）解：开机复位后，CPU使用的是第０组工作寄存器。
它们的地址是00H－07H。
CPU通过对程序状态字PSW中RS1和RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。
27. MCS-51单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何定义的当主频为12MHz的时候，一个机器周期是多长时间执行一条最长的指令需要多长时间解：时钟周期又称为振荡周期，由单片机内部振荡电路OSC产生，定义为OSC时钟频率的倒数。
《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。
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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。
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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
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
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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 实践1 熟悉µVision开发平台
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微型计算机的应用形态
桌面应用 CPU芯片
I/O接口芯片
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存储器芯片
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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
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第一章 绪论zlf
第二阶段：8位高档单片机的发展阶段。
经过初级阶段的探索，1980年Intel公司又推出高性能的MCS－51系列单片机。
第三阶段：16位单片机发展及微控制器形成阶段。
在8位单片机发展的基础上，各公司推出了性能更高的16位单片机。
MCS51子系 列
MCS52子系 列
128 128 128 128
2 2 3 3
5 5 6 6
HMOS CHMOS HMOS CHMOS
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单片机的应用：单机应用
测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、 自适 应控制系统、 数据采集系统等, 达到测量与控制的目的。
智能仪表。 用单片机改造原有的测量、 控制仪表, 促进仪表向数字化、 智能化、 多功能化、 综合化、 柔性化方向发展。
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MCS-51单片机系列
按资源的配置数量， MCS-51单片机系列分为 51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应芯片依次为8031、 8051、 8751、 80C31、 80C51、 87C51 52子系列：增强型，对应芯片依次为8032、 8052、 8752 、80C32、 80C52、 87C52 。
案例一 交通灯模拟控制系统 案例描述：用8255做输出口，控制十二个发光二极管亮灭， 模拟交通灯管理。初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西 路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车；延 时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁。闪烁 若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南 北路口方向开始通车；延时一段时间后，南北路口的绿灯熄 灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口的绿 灯亮，东西方向通车；之后重复以上过程。
STM32系列单片机原理及应用-C语言案例教程 第1章 单片机综述
第1章 单片机综述
其功能主要表现在：
（1）内核：ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz， 1.25DMIPS/MHz，单周期乘法和硬件除法
（2）存储器：片上集成32-512KB的Flash存储器。6-64KB的SRAM存储器 （3）时钟、复位和电源管理：2.0-3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。 POR、PDR和可编程的电压探测器(PVD)。4-16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的 8MHz RC振荡电路。内部40 kHz的RC振荡电路，用于CPU时钟的PLL，带校准用 于RTC的32kHz的晶振。 （4）调试模式：串行调试(SWD)和JTAG接口。最多高达112个的快速I/O端口、 11个定时器和13个通信接口 比较流行的器件：STM32F103系列、STM32 L1系列、STM32W系列。
（1）运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU芯片。 （2）存储器由半导体存储器芯片组成。 （3）CPU，存储器，I/O 口通过AB，DB，CB三总线交换信息 （4）外设通过I/O口芯片与机器内各部件交换信息。 3．单片机是集成了组成微机的CPU、存储器、I/O口以及其它辅助电路 的大规模集成电路芯片。
3．单片机与嵌入式系统
单片机，就是把中央处理器 CPU、存储器、定时器、I／O 接口电路 等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。 单片机的内部结构如图1.l所示。
时序电路 CPU
总线 控制 逻辑
存储器 I/O
图1.1单片机的内部结构
STM32是一款性价比高的单片机系列。 为高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M内核， 具有高性能外设：1μs的双12位ADC、4MB/s的UART、18MB/s的SPI等
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。
毕业论文：单片机原理及应用
毕业论文：单片机原理及应用目《单片机原理及应用》课程实验设计题专业名称学生姓名指导教师毕业时间本科毕业设计论文摘要单片机的发展已经很成熟，仍有广阔的应用前景。
目前大多数高校都建立了单片机实验室,基本上配备了实验箱等硬件仿真设备。
由于实验箱硬件电路配置固定、实验内容较难改变,较难适应当前单片机技术的快速发展现状以及培养学生灵活的单片机开发能力、创新能力。
利用Proteus软件仿真技术，可以在一定程度上弥补上述不足。
搭建一个虚拟实验平台，可以实现更灵活的应用，给学生提供的开发单片机项目的条件，对掌握该项技术有着积极的意义。
本文以 AT89C51系列单片机为例设计单片机实验，参考其他高校实验课的安排，结合本专业培养特色，按照8?16?24课时安排了三套实验内容。
第一套(八课时)实验是针对单片机的基础实验，旨在让学生对单片机的内部结构、工作原理和开发平台有一个初步的认识;第二套(十六课时)实验是针对单片机的基础应用，目的是让学生提高对单片机的认识，并能做到初步开发单片机的接口和应用;第三套(二十四课时)实验是设计性实验，使学生在完成实验后，能够比较熟练的开发单片机项目。
关键字: 单片机，AT89C51，虚拟实验平台，proteusIABSTRACTAlthough MCU development was mature, there are broad application prospect. Currently most higher education institutions have built single chip laboratory, equipped with experiment box and other hardware simulation equipment. But the circuitry of the experiment box is fixed and the experiment steps are hard to be changed. It is not fit the trend of rapid development speed of single chip technology. It is alsounsuited to develop students’ abilities and crea tivities.With the introduction of the Proteus software simulation technology, it can be solved at a certain extent. We could design more experiment steps and help students completing their self-study with the simulation experimental platform. It is a positive meaning to grasp the technology.This paper on the AT89C51 single-chip MCU as an example representsthe development of experimental system. On this basis, learning and application of the other characteristics of a single chip will be relatively easy. Referring to otheruniversity experiment, combined with the characteristic of professional training program, according to 8/16/24 scheduling, this paper arranges three sets of experiment.The first set of experiments with MCU based experiment is designedto let the student have a preliminary understanding to the single-chip microcomputer, the internal structure, working principle and working way; The second set of experimentsis MCU application, letting students enhance MCU understanding, and can use SCM realizing some preliminary daily life application; The third set of experiment is designed experimentation, makes the students use single-chip more skilled after completed test.KEY WORDS:single-chip,AT89C51, Virtual experimental platform,proteus本科毕业设计论文目录第一章绪论 ..................................................................... (4)1.1 研究背景 ..................................................................... .. (4)1.2 研究现状 ..................................................................... .. (5)1.3 论文工作 ..................................................................... .. (6)1.4 论文结构 ..................................................................... .. (6)第二章实验方案 ..................................................................... .. (7)2.1 实验内容构思 ..................................................................... (7)2.2 实验平台介绍 ..................................................................... (8)2.3 软件的功能 ..................................................................... . (8)软件的安装使用 ..................................................................... ...................102.4第三章八课时实验 ..................................................................... (12)3.1 开关状态指示闪烁灯 ..................................................................... (12)3.2 广告灯 ..................................................................... .. (14)3.3 报警产生器 ..................................................................... (15)3.4 I/O并行口直接驱动LED显示 (16)3.5 按键识别 ..................................................................... . (17)3.6 计数器与计时器 ..................................................................... . (18)3.7 小结...................................................................... ......................................20 第四章十六课时和二十四课时实验 .....................................................................214.1 可预置可逆4位计数器 ..................................................................... .. (21)4.2 4×4矩阵式键盘识别技术 ..................................................................... . (22)4.3 点阵式图形LCD显示 ..................................................................... . (23)4.4 单片机汽车灯光控制器 ..................................................................... .. (25)4.5 直流电机闭环调速实验 ..................................................................... .. (26)4.6 交通灯控制实验 ..................................................................... . (27)4.7 电子万年历的设计制作 ..................................................................... .. (28)4.8 小结...................................................................... .. (29)第五章全文总结 ..................................................................... . (30)参考文献 ..................................................................... .. (31)致谢 ..................................................................... .. (33)毕业设计小结...................................................................... (34)III本科毕业设计论文第一章绪论本文结合西北工业大学软件与微电子学院开设的《单片机原理与应用》及其实验课程，参考其他学校实验课程安排及一些实验指导书，设计了三组单片机实验，主要是针对AT89C51。
[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术
![[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术](https://img.taocdn.com/s3/m/28e1825068eae009581b6bd97f1922791788be55.png)
[单片机原理及应用课后答案]单片机原理及应用技术篇一: 单片机原理及应用技术_课后答案章1 绪论1．第一台计算机的问世有何意义？答：第一台电子数字计算机ENIAC问世，标志着计算机时代的到来。
[）与现代的计算机相比，ENIAC有许多不足，但它的问世开创了计算机科学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。
2．计算机由哪几部分组成？答：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，运算器与控制器合称为CPU。
3．微型计算机由哪几部分构成？答：微型计算机由微处理器、存储器和I/O接口电路构成。
各部分通过地址总线、数据总线和控制总线相连。
4．微处理器与微型计算机有何区别？答：微处理器集成了运算器和控制器；而微型计算机包含微处理器、存储器和I/O接口电路等。
5．什么叫单片机？其主要特点有哪些？答：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。
单片机主要特点有：控制性能和可靠性高；体积小、价格低、易于产品化；具有良好的性能价格比。
6．微型计算机有哪些应用形式？各适于什么场合？答：微型计算机有三种应用形式：多板机、单板机和单片机。
多板机，通常作为办公或家庭的事务处理及科学计算，属于通用计算机。
单板机，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，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。
目前，单片机应用技术已经成为电子应用系统设计的最为常用技术手段。
7．当前单片机的主要产品有哪些？各有何特点？答：多年来的应用实践已经证明，80C51的系统结构合理、技术成熟。
因此，许多单片机芯片生产厂商倾力于提高80C51单片机产品的综合功能，从而形成了80C51的主流产品地位，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：? A TMEL公司融入Flash存储器技术推出的A T89系列单片机；? Philips公司推出的? 华邦公司推出的- 74 -? ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC单片机；? LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；? Maxim公司推出的DS89C420高速单片机；? Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。
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② 存储器 （数据存储器RAM 程序存储ROM ） ③ 输入 /输出接口 ④ 定时器 / 计数器
单板机 单片机 最早的单片机产生于70年代 现代单片机代表：MCS-51
绪论(第 5页)
单片机的特点（优点）
★ 体积小、重量轻； ★ 电源单一、功耗低 （突出特点 ）； ★ 功能强、价格低，有优异的性能价格比； ★ 全部集成在芯片上，布线短，合理，集成度高； ★ 数据大部分在单片机内传递，运行速度快，抗干扰 能力强，可靠性高。
绪论(第 13页)
◆有专用和外围接口类，包括Comparer(比较器)、ADC、
(2)多核结构处理器
随着嵌入式应用的深入，如：数字通信和网络中的 应用，对处理器提出了更高的要求，现在已出现多核 结构的处理器。 Freescale公司研发的MPC8260 PowerQUiCCⅡ 就是一种先进的为电信和网络市场而设计的集成通信 微处理器。它融合了两个CPU——嵌入式PowerPC内 核和通信处理模块(CPM)。由于CPM分担了嵌入式 PowerPC核的外围工作任务，这种双处理器体系结构 功耗反而要低于传统体系结构的处理器。 Infineon公司的TCl0GP和增强型TCll30都是三核 (TriCore)结构的微处理器。
单板--集成电路芯片
单片机（Single Chip Computer）又称单片微型计算机 （Microcontroller），随着大规模集成电路技术的发展，可以
将CPU、RAM、ROM，定时器/计数器，以及输入/输出（I/0） 接口电路等计算机的主要部件，集成在一块集成电路芯片上。
绪论(第 6页)
◆单片机的别称
（1）单片微型计算机-- Single Chip Computer 从组成和功能上看，已具有了微机系统的含义。 （2）微控制器--Microcontroller，MCU 从功能和形态来说，单片机是作为控制领域应用的要求而诞生 的，在发展中扩展各种控制功能，如 A/D、PWM、计数器捕获 /比较逻辑(PCA)等，已突破了微型计算机（Microcomputer） 的传统内容。故微控制器能更准确地反映单片机本质。 （3）嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller ) 应用系统往往以单片机为核心，且完全融入应用系统之中。 （4）在我国，单片机的叫法甚为普遍。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
绪论(第 10页)
微控制器进一步发展 ARM(主要是多媒体)处理器在全球范围的流行，32 位的RISC嵌入式处理器成为高中端嵌入式应用的主流。 原因： （1）数码设备如数码相机、MP3、PDA、各种信息 家电等有更高的性能要求。
（2）在MCU运行TCP／IP或其它通信协议的情况下， 要求系统建立在RTOS上就必然成为一种现实需求。
3.MCS-51和80C51系列简介
4.单片机的应用
绪论(第 3页)
1．单片机的定义
◆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。
（3）电视机、汽车音响及电子玩具等传统应用提出 数字化和“硬件软化”的要求，对计算性能的要求及 存储器容量的需求都超出绝大多数 8位或16位微控制 器能提供的范围。
绪论(第 11页)
3.单片机的发展趋势 多功能、多选择、高速度、低功耗、低价格、 扩大存储容量和加强I/O功能及结构兼容方向 发展。
绪论(第 12页)
1、多功能
◆存储器类，包括程序存储器MROM／OTP
ROM／EPROM ／EEPROM／FlashROM和数据存储器SRAM／ SDRAM／ SSRAM；
◆有串行接口类，包括UART、SPI、I2C、CAN、IR、
Ethernet、HDLC；
◆有并行接口类，包括
Centronics、PCI、IDE、GPIO等；
绪论(第 9页)
◆微控制器化阶段
1982年，Intel,MCS-96系列单片机（16位）。 芯片集成：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：面向测控系统的外围电路增强，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。
◆有定时和时钟类，包括，定时器／计数器、实时时钟(RTC)、
Watchdog、Clock out；
DAC 、LCD 控制器、 DMA 、PWM 、在一个芯片中集成有数据 PLL、MAC、温度传感 Cygnal 公司的 C8051F 系列的 MCU 器等。 采集系统或控制系统所需要的数字和模拟外围接口和功能部件， 这种混合信号芯片实质上已构成了片上系统(SoC)。
绪论(第 7页)
⒉单片机的发展历程
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,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：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。 体积小，功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用。
绪论(第 8页)
◆性能完善提高阶段
1980年，Intel公司,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：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。 此外具有品种全、兼容性强、软硬件资料丰富等特 点,应用非常广泛。 MCS-51已成为公认的单片机经典机种。
单片机中级教程
原理与应用
主讲：张松灿 答疑时间：周四晚7：00~8：00 答疑地点：西苑校区10#822 河南科技大学电子信息工程学院自动化系
绪论(第 1页)
本章的主要内容： 1.1单片机 1.2单片机与嵌入式系统 1.3本教程的特点和教学安排
绪论(第 2页)
单片机基础知识
1.单片机的含义
2.单片机的发展