太原理工大学单片机第1章 概述
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单片机基础教程第一章概述
存储器
存储器是单片机中用于存储程序代码 和数据的部件。根据其作用和特点， 可以分为程序存储器和数据存储器。
存储器的容量决定了单片机能够存储的 程序代码和数据的大小，常见的存储器 容量有64KB、128KB、256KB等。
程序存储器用于存储程序代码，如汇 编语言或C语言编写的程序。数据存 储器用于存储临时数据或工作变量。
单片机基础教程第一 章概述
目录
• 单片机简介 • 单片机的基本组成 • 单片机的工作原理 • 单片机的学习方法与建议
01
单片机简介
单片机的定义
总结词
单片机是一种集成电路芯片，集成了中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块，具有微型化、 集成度高、可靠性强的特点。
详细描述
单片机是一种集成电路芯片，它将中央处理器、存储器、输入输出接口等计算机主要功能模块集成在一块芯片上， 实现了微型化、集成度高、可靠性强的特点。单片机可以通过编程实现各种数字和模拟信号的处理和控制，广泛 应用于工业控制、智能仪表、智能家居等领域。
令、控制指令等。
单片机指令中操作数的寻 址方式，如直接寻址、间 接寻址、寄存器寻址等。
指令执行周期
单片机执行一条指令所 需的时间，通常以机器 周期或时钟周期表示。
指令格式
单片机的指令格式，包 括操作码和操作数等部
分。
单片机的编程语言
01
02
03
汇编语言
使用助记符和符号表示指 令，易于理解和记忆。
C语言
学习单片机编程语言
实践应用与项目开发
根据所使用的单片机型号和开发环境，学 习相应的编程语言和开发工具，如C语言、 汇编语言等。
通过实践应用和项目开发，加深对单片机 应用的理解，提高实际操作能力和解决问 题的能力。
第一章-单片机概述
89C51 4kB EEPROM 128字节
80C32
无
256字节
52
80C52 8kB掩膜ROM 256字节
系
列
87C52 8kB EPROM 256字节
89C52 8kB EEPROM 256字节
2x16位
5
2x16位
5
2x16位
5
2x16位
5
3x16位
6
3x16位
6
3x16位
6
3x16位
6
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述
3、家用电器
1. 智能冰箱 2．智能饭煲 3．智能食品配料机
可以这样说，现在的家用电 器基本上都采用了单片机控 制，从电饭褒、洗衣机、电 冰箱、空调机、彩电、其他 音响视频器材、再到电子秤 量设备，五花八门，无所不 在。
第一章 单片机概述
4、计算机网络和通信领域
•手机 •电话机 •程控交换机 •楼宇自动通信呼叫系统 •列车无线通信 •日常工作中随处可见的 移动电话
第一章 单片机概述
1.1 单片机的名称
中央处理机 CPU
随机存储器 RAM
只读存储器 ROM
中断系统
定时器/计数器
I/O
单片微型计算机 SCMC
微控制器 MCU 嵌入式微控制器 EMCU
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述
第一章 单片机概述 ➢ 单片机与单片机系统 ➢ 单片机的程序设计语言 ➢单片机的仿真开发
电池分析仪
麻醉信息管理系统
第一章 单片机概述
➢ 单片机典型应用案例
出租汽车计价器
按键
8051
显示
产生中断 中断服务子程序
单片机第1章绪论PPT课件
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。现在，MCS-51已成为公认的单 片机经典机种 。
2020/10/9
14
性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如ATMEL公司推出 的单片机AT89C51RD2： 8位CPU；64K字节ROM(有ISP能力）；256字节RAM+1K 字节的XRAM+2K字节EEPROM；1个全双工串行口；3个 16位定时/计数器；7个中断源，4个优先级；硬件看 门狗等。
特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
2020/10/9
13
结构成熟阶段
1980年，Intel推出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。
单片机原理与接口技术
（第2版）
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
2020/10/9
2
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
特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
2020/10/9
15
1.2.2 单片机产品近况
80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的主要产品有：
ATMEL公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
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性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如ATMEL公司推出 的单片机AT89C51RD2： 8位CPU；64K字节ROM(有ISP能力）；256字节RAM+1K 字节的XRAM+2K字节EEPROM；1个全双工串行口；3个 16位定时/计数器；7个中断源，4个优先级；硬件看 门狗等。
特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
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结构成熟阶段
1980年，Intel推出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。
单片机原理与接口技术
（第2版）
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
2020/10/9
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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
特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.2 单片机产品近况
80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的主要产品有：
ATMEL公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
单片机第1章
DANPIANJIYUANLI
110.11 1 2 1 2 0 2
2
1
0
1 2 1 2 6.75Байду номын сангаас
(2)十进制转换成二进制
1
2
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单片机原理
DANPIANJIYUANLI
整数部分采用除基取余法，小数部分采用乘基取整法
243.32 D
(2)十六进制转换成二进制
把十六进制数的每位分别用四位二进制数码表示，然 后把他们连成一体。
3 DB.7 EH 001111011011.01111110 B
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单片机原理
1.3 微型计算机的二进制运算
DANPIANJIYUANLI
微型计算机的运算包括算术运算和逻辑运算，算 术运算包括加、减、乘、除，逻辑运算包括逻辑乘、 逻辑加、逻辑非、和逻辑异或等。 1、算术运算 （1）加法运算 二进制加法法则
向邻近高位借1当2
（3）、乘法运算 二进制乘法法则
1 0 0 1 0 0 0 1 1 1
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
（4）、除法运算，除法运算是乘法运算的逆运算
单片机原理
2、逻辑运算
DANPIANJIYUANLI
（1）逻辑乘运算
逻辑乘又称逻辑与，常用^表示，逻辑乘运算法则
N 2p S
N 2 S
P
S ---------称为二进制数N的尾数 P ---------称为二进制数N的阶码
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单片机原理
Pf
阶符 阶码 阶码部分
Sf
第1章--概述
什么是单片机？
单片机的发展趋势； 单片机的特点；
单片机的应用。
第一章 概述
教学目的和要求
通过对单片机的发展概况、单片机的 特点、单片机的应用领域以及典型单片机 系列的简单介绍，对单片机形成初步了解。
第一章 概述 ——什么是单片机
微型计算机硬件结构——常见的微机外形
卧式微机
立式微机
便携式微机
第一章 概述 ——什么是单片机
参考书：单片机原理与应用技术 魏立峰 王宝兴
北京大学出版社 单片机应用程序设计技术 周航慈 北京航空航天大 学出版社
课时安排：授课 ：48学时
单片机实验：16学时
第一章 概述 相关网络资源
1、/jd/jpkc/index.asp?operate=0
软件系统和硬件系统 共同构成实用的微机 系统，两者是相辅相 成、缺一不可的。
第一章 概述 ——什么是单片机
单片微型计算机
第一章 概述 ——什么是单片机
单片微型计算机
第一章 概述
单片机是一个相对的概念：
中央处理器CPU、 随机存取存储器RAM、 只读存储器ROM、
I/O接口、定时器/计数器
以及串行通信接口等等，
第一章 相关网络资源 概述
*5、单片机资讯站 *6、/jing/51zhiling.htm 单片机MCS-51系列指令快速记忆法
*7、/home.asp 周立功 单片机 *8、/CDK/51MCUK.htm
4. 系统配置较典型，扩展容易。
5. 电源单一，低功耗。
第一章 概述 ——单片机的特点
两个单片机的外形： 双列直插式 贴片式（嵌入式）
第一章 概述
单片机与嵌入式系统
1. 嵌入式系统的由来
第一章单片机概述
. 智能化仪器仪表 . 适时工业控制 . 计算机智能终端 . 通信设备 . 导航系统 . 家用电器
的内部结构
时钟电路 ROM RAM 定时/计数器
CPU
中断控制
T0 64KB总线 T1 扩展控制器
串行口
INT0 INT 1
的结构方块图
并行 接口
串行 接口
地址寄存 器
驱动器 锁存器
总 体 结 构 框 图
P2口 地址总线
单片机的硬件特性
1. 集成度高; 2. 、（，无）、（） 3. 个位定时计数器、个位并行口、全双工并行口 . 系统结构简单、使用方便、模块化; . 可靠性高（达 小时无故障）； . 功能强、速度快（执行最长指令只需 ） ； . 属工业品（比商用品可靠、比军用品价廉） 。
单片机的应用
数据总线送； ③， ④ 分析指令，完成指令功能 ⑤ 按以上步骤执行下一条指令。
存储器 指令 指令 指令 指令 ▪ ▪ ▪
CPU
计算机的工作过程
① 的指令地址放到地址总线； ② 按地址从存储器中取出指令，
数据总线送； ③， ④ 分析指令，完成指令功能 ⑤ 按以上步骤执行下一条指令。
存储器
指令
指令
指令
PSEN ALE EA RST
寄存器
指
定时 令
及寄
控制
存 器
1
暂存
暂存
P1锁存器 P1驱动器
驱动器 锁存器
*
*
*
*
中断、串行口、定时器
程序地址 寄存器
缓冲器
P3锁存器 P3驱动器
中央处理单元
地址寄存 器
驱动器 锁存器
驱动器 锁存器
寄存器
暂存
的内部结构
时钟电路 ROM RAM 定时/计数器
CPU
中断控制
T0 64KB总线 T1 扩展控制器
串行口
INT0 INT 1
的结构方块图
并行 接口
串行 接口
地址寄存 器
驱动器 锁存器
总 体 结 构 框 图
P2口 地址总线
单片机的硬件特性
1. 集成度高; 2. 、（，无）、（） 3. 个位定时计数器、个位并行口、全双工并行口 . 系统结构简单、使用方便、模块化; . 可靠性高（达 小时无故障）； . 功能强、速度快（执行最长指令只需 ） ； . 属工业品（比商用品可靠、比军用品价廉） 。
单片机的应用
数据总线送； ③， ④ 分析指令，完成指令功能 ⑤ 按以上步骤执行下一条指令。
存储器 指令 指令 指令 指令 ▪ ▪ ▪
CPU
计算机的工作过程
① 的指令地址放到地址总线； ② 按地址从存储器中取出指令，
数据总线送； ③， ④ 分析指令，完成指令功能 ⑤ 按以上步骤执行下一条指令。
存储器
指令
指令
指令
PSEN ALE EA RST
寄存器
指
定时 令
及寄
控制
存 器
1
暂存
暂存
P1锁存器 P1驱动器
驱动器 锁存器
*
*
*
*
中断、串行口、定时器
程序地址 寄存器
缓冲器
P3锁存器 P3驱动器
中央处理单元
地址寄存 器
驱动器 锁存器
驱动器 锁存器
寄存器
暂存
教学课件第1章单片机基础知识概述
盘…
基本功能部件
接口部件
外部设备
支持它的软件五花八门，应有尽有
4
第1章 单片机基础知识概述
分支二：嵌入式计算机系统 （Embedded Computer System）
ECS——嵌入到对象体系中，以实现对象体系智 能化为目的的专用计算机系统 。 技术要求：必须满足对象体系的物理环境、电气 环境和气氛环境以及产品成本等要求。 发展方向: 与对象系统密切相关的嵌入性能、控制 能力与控制可靠性。
❖ 单片机应用领域宽，单片机技能人才社 会需求广泛，具有很好的就业前景
❖ 单片机知识与具体专业技术相结合可产 生更大的创造力和发展潜力
8
第1章 单片机基础知识概述
接口系统（LED，KEY，AD，DA，IO扩展）
显示器ห้องสมุดไป่ตู้
键盘电路
键盘
模数转换
数模转换 总线接口
9
第1章 单片机基础知识概述
本章小结
1.单片机是将通用微计算机基本功能部件集成在一 块芯片上构成的一种专用微计算机系统。
DSP：一类特别适合于进行数字 信号运算的微处理器
DSP有更高的集成度，更快的CPU，更大容量的 存储器，更高效的指令集。
DSP主要应用于音频、视频信号处理领域，是单 片机的高级形式
7
第1章 单片机基础知识概述
2. 为什么要学单片机？
❖ 单片机属于高新技术领域，是机电产品 智能化的重要途径，可实现产品的升级 换代
5
第1章 单片机基础知识概述
工业计算机（Industrial Personal Computer） PC→ 电气加固、机械加固，并配置各种接口板卡 → IPC（工控机）→ 嵌入到大型对象系统中（实现智能化）
第1章 单片机概述 ppt课件
22
1.7 各种衍生品种的8051单片机 1.7.1 STC系列单片机 1.7.2 C8051F×××单片机 1.7.3 ADµC812单片机11 1.7.4 华邦W77系列、W78系列单片机
1.8 PIC系列单片机与AVR系列单片机 1.8.1 PIC系列单片机 1.8.2 AVR系列单片机
1.9 其他的嵌入式处理器简介 1.9.1 嵌入式DSP处理器 1.9.2 嵌入式微处理器
1.4 单片机的应用
软硬件结合、体积小，容易嵌入到各种应用系统中。得到广
泛应用。
PPT课件
1414
1．工业检测与控制
主要应用：工业过程控制、智能控制、设备控制、数据采集 和传输、测试、测量、监控等。在工业自动化的领域中， 机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、 微电子和计算机技术为一体的综合技术（如机器人技术） 中，单片机发挥着非常重要的作用。
PPT课件
88
1.2 单片机的发展历史
单片机按其处理的二进制位数主要分为：4位单片机、8位单 片机、16位单片机和32位单片机。
发展大致分为4个阶段。
第一阶段（1974年～1976年）：单片机初级阶段。因工艺限 制，单片机采用双片的形式而且功能比较简单。1974年12 月，仙童公司推出了8位的F8单片机，实际上只包括了8位 CPU、64B RAM和2个并行口。
第二阶段（1976年～1978年）：低性能单片机阶段。1976年
Intel的MCS-48单片机（8位）极大地促进了单片机的变革
PPT课件
99
和发展，1977年GI公司推出了PIC1650，但这个阶段仍处于 低性能阶段。
第三阶段（1978年～1983年）：高性能单片机阶段。1978年， Zilog公司推出Z8单片机，1980年，Intel公司在MCS-48系 列基础上推出MCS-51系列，Mortorola推出6801单片机。 使单片机的性能及应用跃上新的台阶。
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1.2.2 Intel系列单片机产品类型 Intel系列单片机产品类型
MCS-48系列单片机 MCS-48系列单片机 MCS-51系列单片机 MCS-51系列单片机 MCS-96系列单片机 MCS-96系列单片机
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1.2.2 Intel系列单片机产品类型 Intel系列单片机产品类型
在下面几章的论述中，常用MCS-51或8031这两个词。前者 的含义包括了8051、8031和8751三个产品。 51系列由Intel公司转让技术给Philips公司后也生产了很多 个型号，产品性能也有提高。 ATMEL公司生产了AT89C51、AT89C52和AT89C1051、 AT89C2051等，这些单片机片内采用可加密闪速存储器， 性能优良，性价比及高，在我国单片机应用产品中被大量 使用。台湾也在生产51内核的单片机。
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1.5 单片机技术相关网站
51单片机世界（） 中国单片机公共实验室（） 中国单片机综合服务网（） 中国电子网（） 单片机技术开发网（） 老古开发网（） 我爱51单片机（） 电子工程师（） 世界电子元器件（） 世界单片机论坛大全（
单片机原理与接口技术
第1章 概 述
张兴忠 制作
电子工业出版社
太原理工大学
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1
本章教学要求
了解单片机与微型计算机的区别； 熟悉单片机的结构组成； 了解单片机的特点与指标； 了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域； 了解单片机嵌入式系统的概念； 熟悉计算机中的数制与编码。
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1.4.2 单片机嵌入式系统的特点
3) 单片机嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计， 量体裁衣。 4) 单片机嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起。 5) 为了提高执行速度和系统可靠性，单片机嵌入式系统中 的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是 存贮于磁盘等载体中。 6) 单片机嵌入式系统本身不具备自举开发能力，设计完成 以后用户通常是不能对其中的程序功能进行修改的，必须 有一套开发工具和环境才能进行开
单片机的发展历史大致可分为三个阶段。
第一阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表， 此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计 数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。
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1.2.1 单片机的发展历史
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1.4.2 单片机嵌入式系统的特点
从控制意义上说，单片机嵌入式系统涉及系统最底层的、 芯片级的信息处理与控制。
1) 单片机嵌入式系统通常是面向特定应用的。
2) 单片机嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体 技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
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1.1.1 微型计算机基本结构
4．输入/输出接口I/O 输入/输出接口I/O
输入/输出接口（又 称I/O接口）是CPU 与外设之间相连的逻 辑电路，外设必须通 过接口才能和CPU相 连。
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1.1.2 单片机的基本结构
现代的单片机 又加入了许多新 的功能部件，如 模拟/数字转换器 （ADC）、数字/ 模拟转换器 （DAC）、温度 传感器、液晶驱 动电路、电压监 控、“看门狗” 电路、低压检测 电路等。
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1.1.4 单片机的几个重要指标
位数 存储器 I/O口 速度 工作电压 功耗 温度
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1.2 单片机的发展历史及产品类型
1.2.1 单片机的发展历史 1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，
1.3.2 单片机应用系统及应用领域
智能化仪表 智能化测控系统 智能化接口
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1.4 单片机嵌入式系统
1.4.1 单片机嵌入式系统的概念
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且 软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入 式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的 应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、 监视或管理等功能。 嵌入式系统通常也定义为：“嵌入到对象体系中的专用计 算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统” 是嵌入式系统的三个基本要素。
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2．运算器
运算器 （Aithmctieal Logic Unit， ALU） 运算器又称算 术逻辑部件， 主要完成算术 运算和逻辑运 算。
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习题与思考题
1-1 微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？ 1-2 单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区 别？有哪些特点？ 1-3 简述计算机的工作过程。 1-4 单片机的几个重要指标的定义。 1-5 单片微型计算机主要应用在哪些方面？ 1-6 为什么说单片微型计算机有较高的性能价格比和抗 干扰能力？ 1-7 简述单片机嵌入式系统的定义和特点。
第二阶段（1978~1982年）：高性能单片微型计算机阶段， 如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公 司的Z-8等。该类单片微型计算机具有串口、多级中断处 理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大， 寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。 第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16 与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机 MCS-96系列，32位单片机ARM系列。
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习题与思考题
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1.1 单片机的结构组成、特点及指标 单片机的结构组成、
微型计算机----包括运算器、控制器、存储器、输入输出接 口组成。 微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该 芯片为微处理器。 微型计算机----微处理器与存储器，输入输出接口电路在印 制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。 单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本 组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。 单片机系统----以单片机为核心的系统称为单片机系统。
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1.2.1 单片机的发展历史
Intel公司开发的MCS-51系列单片机，其代表芯片包括 8051、8031、8052、8032、8751和8752，这些统称为51 系列单片机。 到目前为止，世界各地厂商研制多个品种的单片机产 品。其中有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的 Z-8系列，Rockwell公司的6501、6502等。 尽管目前单片机的品种繁多，但其中最具典型性的仍 当属Intel公司的MCS-51系列单片机。
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1.5 单片机技术相关网站
周立功单片机（） 武汉力源（） 中源单片机（） 嵌入开发网（） 51单片机（） 单片机学习网（） 单片机爱好者（www.mcufan.con）
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1.1.1 微型计算机基本结构
5．输入和输出设备
输入和输出设备 （如：键盘、鼠标、 显示器、打印机等） 用于完成和计算机 进行信息交流的输 入和输出操作。
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1.1.1 微型计算机基本结构
6．总线（Bus ） 总线（
总线是控制器、运算器、 存储器、I/O接口之间相连 的一组线。 数据总线（Data Bus， DB）； 地址总线（Address Bus， AB） 控制总线（Control Bus， CB）。
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1.1.1 微型计算机基本结构
它由控制器、运 算器、存储器、 输入/输出接口 电路、输入设备 和输出设备几部 分组成，它们之 间由总线连接进 行信息传输。控 制器和运算器综 合起来称中央处 理器（CPU）， 也称为微处理器。
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1.3 单片机的选择与应用
1.3.1 单片机的选择
对单片机的选择原则主要是从指令结构、程序存储方式 和功能等几个方面考虑。 Intel ,Motorola，Microship; 此外，还有Zilog、EM78、Senix、NEC、EPSON、NS、三星、 Zilog EM78 Senix NEC EPSON NS 富士通、华邦、Philips、ARM等单片机。
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图1-1 微型计算机的基本结构
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1.1.1 微型计算机基本结构
1．控制器
控制器是计算机 的控制核心，它 负责从内部存储 器中取出指令并 对指令进行分析、 根据指令发出控 制信号，指挥输 入、输出、运算 器、存储器等功 能部件协调工作。
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1.2.2 Intel系列单片机产品类型 Intel系列单片机产品类型
MCS-48系列单片机 MCS-48系列单片机 MCS-51系列单片机 MCS-51系列单片机 MCS-96系列单片机 MCS-96系列单片机
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1.2.2 Intel系列单片机产品类型 Intel系列单片机产品类型
在下面几章的论述中，常用MCS-51或8031这两个词。前者 的含义包括了8051、8031和8751三个产品。 51系列由Intel公司转让技术给Philips公司后也生产了很多 个型号，产品性能也有提高。 ATMEL公司生产了AT89C51、AT89C52和AT89C1051、 AT89C2051等，这些单片机片内采用可加密闪速存储器， 性能优良，性价比及高，在我国单片机应用产品中被大量 使用。台湾也在生产51内核的单片机。
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1.5 单片机技术相关网站
51单片机世界（） 中国单片机公共实验室（） 中国单片机综合服务网（） 中国电子网（） 单片机技术开发网（） 老古开发网（） 我爱51单片机（） 电子工程师（） 世界电子元器件（） 世界单片机论坛大全（
单片机原理与接口技术
第1章 概 述
张兴忠 制作
电子工业出版社
太原理工大学
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本章教学要求
了解单片机与微型计算机的区别； 熟悉单片机的结构组成； 了解单片机的特点与指标； 了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域； 了解单片机嵌入式系统的概念； 熟悉计算机中的数制与编码。
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1.4.2 单片机嵌入式系统的特点
3) 单片机嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计， 量体裁衣。 4) 单片机嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起。 5) 为了提高执行速度和系统可靠性，单片机嵌入式系统中 的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是 存贮于磁盘等载体中。 6) 单片机嵌入式系统本身不具备自举开发能力，设计完成 以后用户通常是不能对其中的程序功能进行修改的，必须 有一套开发工具和环境才能进行开
单片机的发展历史大致可分为三个阶段。
第一阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表， 此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计 数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。
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1.2.1 单片机的发展历史
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1.4.2 单片机嵌入式系统的特点
从控制意义上说，单片机嵌入式系统涉及系统最底层的、 芯片级的信息处理与控制。
1) 单片机嵌入式系统通常是面向特定应用的。
2) 单片机嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体 技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
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1.1.1 微型计算机基本结构
4．输入/输出接口I/O 输入/输出接口I/O
输入/输出接口（又 称I/O接口）是CPU 与外设之间相连的逻 辑电路，外设必须通 过接口才能和CPU相 连。
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1.1.2 单片机的基本结构
现代的单片机 又加入了许多新 的功能部件，如 模拟/数字转换器 （ADC）、数字/ 模拟转换器 （DAC）、温度 传感器、液晶驱 动电路、电压监 控、“看门狗” 电路、低压检测 电路等。
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1.1.4 单片机的几个重要指标
位数 存储器 I/O口 速度 工作电压 功耗 温度
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1.2 单片机的发展历史及产品类型
1.2.1 单片机的发展历史 1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，
1.3.2 单片机应用系统及应用领域
智能化仪表 智能化测控系统 智能化接口
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1.4 单片机嵌入式系统
1.4.1 单片机嵌入式系统的概念
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且 软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入 式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的 应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、 监视或管理等功能。 嵌入式系统通常也定义为：“嵌入到对象体系中的专用计 算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统” 是嵌入式系统的三个基本要素。
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2．运算器
运算器 （Aithmctieal Logic Unit， ALU） 运算器又称算 术逻辑部件， 主要完成算术 运算和逻辑运 算。
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习题与思考题
1-1 微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？ 1-2 单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区 别？有哪些特点？ 1-3 简述计算机的工作过程。 1-4 单片机的几个重要指标的定义。 1-5 单片微型计算机主要应用在哪些方面？ 1-6 为什么说单片微型计算机有较高的性能价格比和抗 干扰能力？ 1-7 简述单片机嵌入式系统的定义和特点。
第二阶段（1978~1982年）：高性能单片微型计算机阶段， 如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公 司的Z-8等。该类单片微型计算机具有串口、多级中断处 理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大， 寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。 第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16 与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机 MCS-96系列，32位单片机ARM系列。
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习题与思考题
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1.1 单片机的结构组成、特点及指标 单片机的结构组成、
微型计算机----包括运算器、控制器、存储器、输入输出接 口组成。 微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该 芯片为微处理器。 微型计算机----微处理器与存储器，输入输出接口电路在印 制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。 单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本 组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。 单片机系统----以单片机为核心的系统称为单片机系统。
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1.2.1 单片机的发展历史
Intel公司开发的MCS-51系列单片机，其代表芯片包括 8051、8031、8052、8032、8751和8752，这些统称为51 系列单片机。 到目前为止，世界各地厂商研制多个品种的单片机产 品。其中有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的 Z-8系列，Rockwell公司的6501、6502等。 尽管目前单片机的品种繁多，但其中最具典型性的仍 当属Intel公司的MCS-51系列单片机。
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1.5 单片机技术相关网站
周立功单片机（） 武汉力源（） 中源单片机（） 嵌入开发网（） 51单片机（） 单片机学习网（） 单片机爱好者（www.mcufan.con）
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1.1.1 微型计算机基本结构
5．输入和输出设备
输入和输出设备 （如：键盘、鼠标、 显示器、打印机等） 用于完成和计算机 进行信息交流的输 入和输出操作。
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1.1.1 微型计算机基本结构
6．总线（Bus ） 总线（
总线是控制器、运算器、 存储器、I/O接口之间相连 的一组线。 数据总线（Data Bus， DB）； 地址总线（Address Bus， AB） 控制总线（Control Bus， CB）。
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1.1.1 微型计算机基本结构
它由控制器、运 算器、存储器、 输入/输出接口 电路、输入设备 和输出设备几部 分组成，它们之 间由总线连接进 行信息传输。控 制器和运算器综 合起来称中央处 理器（CPU）， 也称为微处理器。
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1.3 单片机的选择与应用
1.3.1 单片机的选择
对单片机的选择原则主要是从指令结构、程序存储方式 和功能等几个方面考虑。 Intel ,Motorola，Microship; 此外，还有Zilog、EM78、Senix、NEC、EPSON、NS、三星、 Zilog EM78 Senix NEC EPSON NS 富士通、华邦、Philips、ARM等单片机。
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图1-1 微型计算机的基本结构
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1.1.1 微型计算机基本结构
1．控制器
控制器是计算机 的控制核心，它 负责从内部存储 器中取出指令并 对指令进行分析、 根据指令发出控 制信号，指挥输 入、输出、运算 器、存储器等功 能部件协调工作。