单片微型计算机概述
《单片机原理及应用》课后习题
《单片机原理及应用》课后习题习题11．单片机的基本含义和主要特点是什么？答：基本含义单片机是将计算机的四个基本部件，即运算器、控制器、存储器和输入输出接口微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。
单片机的全称为单片微型计算机，又称为微控制器。
主要特点 1）有优异的性能价格比。
于单片机的应用不断向高级应用和复杂应用扩展，因此，其性能越来越高，如速度越来越快，内存越来越大，处理字长越来越长等。
而大批量的生产和使用也使单片机的价格越来越低。
2）集成度高、体积小、有很高的可靠性。
单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。
3）控制功能强。
为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
4）低功耗、低电压，便于生产便携式产品，如手机等。
现在的单片机在功耗上已达到了极高的水平，不少芯片的功耗已达到微安级，在一粒纽扣电池供电的情况下就可长期运行。
25）外部总线增加了IC及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。
6）单片机的系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。
2．简述单片机的基本组成及各部分功能。
答：单片机芯片内部结构包括中央处理器CPU (Central Processing Unit)、程序存储器ROM、随机存储器RAM、I／O口、定时／计数器、中断系统以及将这些部分连接起来的总线，它们都分布在总线的两旁，并和它连通。
一切指令、数据、控制信号都可经内部总线传送。
1）中央处理器CPU——单片机的核心单元，运算器和控制器组成，控制整个单片机系统协调工作，决定了单片机的运算能力和处理速度。
2）程序存储器ROM——用于存放用户程序，只允许读操作，ROM的信息可在断电后长期保存。
单片机发展历史
单片机发展历史引言概述:单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器和外围设备接口的微型计算机系统。
它的出现极大地推动了现代电子技术的发展。
本文将详细介绍单片机的发展历史，从最早的单片机问世到如今的高性能单片机，逐步展示了单片机技术的演进。
一、早期单片机的问世1.1 1971年，Intel发布了第一款单片机Intel 4004，它采用了10微米工艺制造，集成了2300个晶体管。
该单片机主要用于计算器和工业控制等领域。
1.2 随后，Intel又推出了Intel 8008单片机，它采用8位结构，集成了3500个晶体管，性能得到了进一步提升。
这款单片机被广泛应用于电子设备和通信系统中。
1.3 在1976年，Intel发布了Intel 8080单片机，它采用了更先进的6微米工艺制造，集成了约4500个晶体管。
这款单片机成为了当时最成功的单片机之一，被广泛应用于个人电脑和工控系统等领域。
二、单片机技术的进一步发展2.1 1980年代，单片机技术得到了快速发展。
Motorola公司推出了8位单片机MC6805，它具有更高的性能和更强的功能，被广泛应用于汽车电子系统和家用电器等领域。
2.2 同时，Intel也不断推出新的单片机产品。
1981年，他们发布了第一款16位单片机Intel 8051，它集成了更多的功能和更大的存储空间，成为了当时最受欢迎的单片机之一。
2.3 1990年代，随着半导体技术的进步，单片机的集成度和性能得到了进一步提升。
Atmel公司推出了AVR系列单片机，它采用了更先进的闪存技术，具有更高的运算速度和更低的功耗，被广泛应用于嵌入式系统和消费电子产品中。
三、高性能单片机的崛起3.1 随着计算机技术的不断发展，要求单片机具备更高的性能和更强的功能。
ARM架构的单片机应运而生，它采用了精简指令集（RISC）架构，具有更高的运算速度和更低的功耗。
3.2 ARM Cortex-M系列单片机成为了当前最受欢迎的高性能单片机之一。
七年级信息技术上册 第一章 微型计算机概述课件课件
注意，微处理器并不是一台完整的计算机，要构成一台完整的计算机（主机），还需要有： 存储器、I/O接口及系统总线。
微处理器的主要功能部件 （1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算。
1985年
80386
32万
1990年
80486
120万
1993年
Pentium 320万
1996年
Pentium Pro 550万
1997年2月 Pentium II 750万，300MHz
1999年
Pentium III
2000年(4季度) Pentium IV 4200万，1.4GHz(0.18um工艺)
四.微处理器、微型计算机和微型计算机系统（续）
（Microprocessor,Microcomputer,Microcomputer System）
1.Moore定律： “晶体管的大小将以指数速率变小，
而集成到芯片上的晶体管数目将2－3年【18－24个月】翻 一番。”
－－Gordon Moore，1965
总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它 能分时地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输 线，它还包括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计 算机系统中，总线应被看成一个独立的部件。
五.微型计算机（续）
4.微型计算机的主要技术指标 (1)字长:参与运算的数的位数.它决定着计算机的内部寄存器、 加法器及数据总线（数据通路）的位数。有4位，8位，16位， 32位，64位等。 (2)主存容量:主存储器所能存储信息的总量。通常以字节数 (Byte)来表示。例：内存128MB。有时也用到“位容量”---2pXq. (3)运算速度:有不同的计量方法和测试标准。 MIPS(Million Instruction Per Second) (4)平均无故障运行时间(可靠性) MTBF(Mean Time Between Failures),平均无故障间隔时间 (5)性能/价格比
第一章微型计算机系统概述
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
单片机控制电饭煲
第一章绪论1 引言单片机的全称是单片微型计算机，是典型的嵌入式微控制器，常用的英文缩写是MCU.单片机最早是被应用在工业控制领域中的，它是将大量的外围设备和CPU集成在了一个芯片中，从而使的计算机系统更小巧更容易与复杂的而且对体积要求严格的控制设备进行集成，从而使设备更能简单便捷的使用。
当今社会单片机已经在我们身边随处可见，工厂较复杂的工业系统中，必须要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。
在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列优点。
在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。
如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等。
而家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。
如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。
电饭煲，又称作电锅、电饭锅。
世界上第一台电饭煲是在1950年代由日本人井深大的东京通讯工程公司发明的，它是能够将电能转变为内能的炊具。
电饭煲使用方便，清洁卫生，还具有对食品进行蒸、煮、炖、煨等多种操作功能。
目前世界上常见的电饭锅分为保温自动式、定时保温式以及新型的微电脑控制式三类。
现在已经成为日常家用电器，电饭煲的发明缩减了很多家庭花费在煮饭上的时间。
虽然随着电饭煲的不断改进已经具有了相当多的功能，可是仍会有很多不足之处。
当前世界尤其是中国，独具的老人越来越多而现在中国家庭独生子女又占绝大多数，社会竞争力越来越大生活压力也随之增大，这就导致儿女很难有时间照顾到家中的老人。
如果电饭煲能加入在吃饭时间前自动加热，加热完毕后自动断电的功能的话，无疑为很多家庭解决了很大的问题，于是次设计基于单片机与时钟芯片DS1302设计电路以实现此功能。
第二章电饭煲控制器的设计2.1 单片机的概述单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。
单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。
单片机技术简介
1.1 单片机简介
单片机系统的构成与常见的微型计算机系统类似
其发展也与微型计算机的发展同步
由于面向的应用领域不同
技术进步在产品研发中体现出不同的侧重点
1.1.1 计算机的基本组成
冯·诺伊曼计算机体系结构：存储程序原பைடு நூலகம் 三大硬件系统组成
中央处理器(CPU)，其中包含一个控制器、一个运算器、若干寄存器和一个 程序计数器
1.2.2 存储器设计
冯·诺伊曼结构
也称作普林斯顿(Princeton)结构 用来存储程序和数据的物理存储器是在同一个物理存储器空间中
哈佛(Harvard)结构
将程序指令存储空间与数据存储空间分开的存储器结构
普林斯顿结构和哈佛结构
1.2.3 总线结构
单总线、双总线和多重总线结构 单总线结构比较常见 在单总线结构中，对存储器和I/O接口的寻址方法，又分为独立
单片机原理与应用
什么是单片机
在一块大规模或超大规模集成电路芯片上制成的微型计算机 体积小、功耗低、性价比高、应用灵活 可以作为一个部件嵌入到各种产品中，而不是以常见的计算机
系统形式出现 微控制器(Microcontroller或Micro Control Unit，MCU) 嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)
式系统应用中都有不可估量的发展空间
1.3 单片机的应用与选型
1.3.1 单片机的应用
智能化家用电器、智能化接口的办公自动化设备、商业营销设备、 工业自动化控制、智能化仪表、智能化通信产品、汽车电子产品、 航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域
1.3.2 单片机的选型
需要考虑多个方面
单片机原理与应用
主存储器系统，用来保存控制计算机操作的各种程序 输入/输出(I/O)系统
《单片微型计算机与接口技术》思考题与习题解答01
DA A
MOV 22H，A ；存和低字节
MOV A，#O
ADDC A，#0
MOV 23H，A ；存进位
SJMP $
2．15 MOV A，24H
ADD A，25H
DA A
MOV 22H，A ；存和低字节
MOV A，#O
ADDC A，#0
MOV 23H，A ；存进位
SJMP $
2.16 如果R0的内容为0，将R1置为0，如R0内容非0，置R1为FFH，试进行编程。
LB: MOV P1,A
RL A
CJNE A，#10,LB
SJMP LA
2.10 机器码 源程序
7401LA：M()V A，#01H
F590 LB：M()V P1，A
23 RL A
B40AFA CJNE A，#10，LB
80F6 SJMP LA
2.11 将累加器A的低4位数据送P。口的高4位，P。口的低4位保持不变。
2.19 单片机的移位指令只对A，且只有循环移位指令，为了使本单元的最高位移进下一单元的最低位，必须用大循环移位指令移位4次。
ORG O
CLR C
MOV A，20H
RLC A
MOV 20H,A
MOV A，21H
RLC A
MOV 21H，A
MOV A,22H
RLC A
MOV 22H．A
MOV A，#O
0.3 写出下列十进制数的原码和补码，用8位或16位数填人表1中(要求用十六进制数表示)。
表1
十进制数
原码
补码
十进制数
原码
补码
28
250
-28
-347
l00
1.1 单片机概述
第1章 单片机基础知识概述
随着单片机从早期的4位发展到8位、16位直至32位，单片 机的功能在不断增强，嵌入式应用能力也在不断提高。
然而，由于复杂系统的功能大都可以通过简单嵌入式系统 组合实现，而8位单片机以其价格低廉性能适中的特点， 已可满足简单嵌入式系统的要求。这表明，嵌入式应用领 域中大量需要的仍是8位单片机，在当前及以后的相当一 段时间内8位单片机仍将占据单片机应用的主导地位。
第1章 单片机基础知识概述
第二阶段：MCU（Micro Controller Unit）即微控制器阶段 ，其主要的技术发展方向是，不断推进在嵌入式系统中集 成各种外围电路与接口电路的能力，以满足智能化控制的 需求。在此阶段中，Philips公司以其在嵌入式应用方面的 强大实力，推出了基于MCS-51内核的微控制器系列产品 ，使单片机进入MCU阶段。
第1章 单片机基础知识概述
③ 低功耗。目前，市场上有一半以上的单片机产品已 CHMOS化，这类单片机具有功耗小的优点，许多单片机 已可以在2.2V电压下运行，有的能在1.2V或0.9V低电压 下工作，功耗为μW级。
④ 高性价比。随着单片机的应用越来越广泛，各单片 机厂家会进一步改进单片机的性能，从而增强产品的竞 争力。同时，价格也是各厂家竞争的一个重要方面。所 以，更高性价比的单片机会逐渐进入市场。
第1章 单片机基础知识概述
④ 汽车电子与航空航天电子系统。通常这些系统中的集中 显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通信系统 及运行监视器（黑匣子）等，都是将单片机嵌入其中实现 系统功能。
第1章 单片机基础知识概述
⑤ 家用电器。单片机应用到消费类产品之中，能大大提高 它们的性价比，提高产品在市场上的竞争力。目前家用电 器几乎都是单片机控制的产品，例如，空调、冰箱、洗衣 机、微波炉、彩电、音响、家庭报警器及电子玩具等。