《單片機(jī)原理及工程應(yīng)用》課件-第1章 單片機(jī)系統(tǒng)概述 20231

1第1章概述內(nèi)容提要一.單片機(jī)的定義二.單片機(jī)的分類(lèi)與發(fā)展概況三.單片機(jī)的應(yīng)用四.關(guān)于課程的說(shuō)明2一.單片機(jī)的定義什么是單片機(jī)?

單片機(jī)是指在一塊芯片中，集成有中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(RAM和ROM)、基本I/O端口以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等部件并具有獨(dú)立指令系統(tǒng)的智能器件，即在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。單片機(jī)是SingleChipMicrocomputer的中文直譯。由于在一個(gè)具體系統(tǒng)中，單片機(jī)起控制部件的作用，所以，把單片機(jī)又稱(chēng)為“微控制單元／微控制器”，即

Micro-ControllerUnit。因此，習(xí)慣上把單片機(jī)縮寫(xiě)成MCU說(shuō)明：關(guān)于單片機(jī)的英文縮寫(xiě)：3單片機(jī)與微機(jī)的區(qū)別微機(jī)PC單片機(jī)MCU形態(tài)不同整機(jī)結(jié)構(gòu)單片結(jié)構(gòu)應(yīng)用不同辦公，CAD控制指標(biāo)不同高速度，大容量；網(wǎng)絡(luò)、多媒體全方位發(fā)展。體積小，可靠性高。

發(fā)展成嵌入式系統(tǒng)。原理相通無(wú)論是微機(jī)，還是單片機(jī)，其CPU結(jié)構(gòu)、資源配置、指令系統(tǒng)、尋址方式等等雖不盡相同，但原理相通。因此，借助微機(jī)原理的概念，有利于大家掌握單片機(jī)的應(yīng)用！4二.單片機(jī)的分類(lèi)與發(fā)展概況4位16位通用型NEC78K/0SFFMC-8L68HC05SC2717K系列專(zhuān)用型PIC16XXXMicrochip

MCS51系列80C196／MSP43032位ARM7／M.CORE／MIPS3000/POWERPC4004/NEC17K/NEC75XL8位通用型專(zhuān)用型68HC05/08單片機(jī)的分類(lèi)5第1階段：低性能8位單片機(jī)(1976～1980年)

單片機(jī)的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表，采用了單片結(jié)構(gòu)，即在一塊芯片內(nèi)含有8位CPU、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行I/O口、RAM和ROM等。由于受集成度(幾千只管/片)的限制，低檔8位單片機(jī)一般沒(méi)有串行接口，并且尋址空間的范圍小(小于8KB)。Intel公司的MCS-48系列摩托羅拉(Motorola)公司的6801系列等單片機(jī)的發(fā)展概況從8位機(jī)開(kāi)始，單片機(jī)的發(fā)展大致分4個(gè)階段：6第2階段：高性能8位機(jī)(1980年～1983年)

該階段仍以8位機(jī)為主，主要增加了串行口、多級(jí)中斷處理系統(tǒng)、16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，除片內(nèi)RAM、ROM容量加大外，片外尋址范圍達(dá)64KB，有的片內(nèi)還集成有A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。…Intel公司的MCS-51系列Motorola的MC68HC系列Zilog公司的Z8系列NEC公司的μPD78XX系列等7第3階段：16位單片機(jī)階段(1983年～1990年)Intel公司的MCS-96系列美國(guó)德州儀器公司的MSP430系列中國(guó)臺(tái)灣凌陽(yáng)科技股份有限公司16位單片機(jī)

該階段推出了16位單片機(jī)。性能更加完善，主頻速率提高，運(yùn)算速度加快，具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力，更加適用于速度快、精度高、響應(yīng)及時(shí)的應(yīng)用場(chǎng)合。8第4階段：?jiǎn)纹瑱C(jī)的全面發(fā)展階段(1990年至今)單片機(jī)向更高水平發(fā)展

集成度、速率、功能、可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等等

4位、

8位、16位、32位單片機(jī)并存通用型單片機(jī)和專(zhuān)用型單片機(jī)并存引入嵌入式處理器（ARM系列嵌入式處理器

）

…9典型單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)10（1）單片機(jī)具有獨(dú)立的指令系統(tǒng)。不同系列的單片機(jī)指令系統(tǒng)不同。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：但只要掌握一種產(chǎn)品的使用方法，就會(huì)很方便的使用另一種產(chǎn)品。因此，初學(xué)單片機(jī)時(shí)，到底應(yīng)學(xué)習(xí)哪種單片機(jī)并不重要。11（2）系統(tǒng)配置以滿(mǎn)足控制對(duì)象的要求為出發(fā)點(diǎn)，使得系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：12（3）應(yīng)用系統(tǒng)通常將程序駐留在片內(nèi)ROM中，系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，使用方便。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：

當(dāng)片內(nèi)ROM容量不足時(shí)，可以擴(kuò)展片外ROM。13（4）單片機(jī)本身不具有自我開(kāi)發(fā)能力，一般需借助專(zhuān)用的開(kāi)發(fā)工具（單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)）進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試，但最終形成的產(chǎn)品簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，效益高。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：14（5）系統(tǒng)小巧玲瓏，控制功能強(qiáng)、體積小，便于嵌入被控設(shè)備之內(nèi)，大大推動(dòng)了產(chǎn)品的智能化。單片機(jī)及應(yīng)用系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：15三.單片機(jī)應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用涵蓋了：

日常生活、

工業(yè)生產(chǎn)、

軍事設(shè)備、

儀器儀表等所有智能化應(yīng)用場(chǎng)合。16各種數(shù)碼產(chǎn)品17智能洗衣機(jī)定時(shí)完成洗衣、脫水等功能可以判斷衣服的干凈程度，實(shí)現(xiàn)“洗凈即?！钡墓δ苷羝贍C的功能刷卡、投幣洗衣更加智能：LG公司的“iPod洗衣機(jī)”——一邊洗衣一邊聽(tīng)歌18LED顯示屏LED發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏的像素點(diǎn)單片機(jī)負(fù)責(zé)逐點(diǎn)或逐行掃描，并與電腦通信獲取圖片信息19PH/ORP儀表用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工礦企業(yè)、科學(xué)研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)等場(chǎng)合的pH值的測(cè)定讀取pH傳感器的模擬信號(hào)，內(nèi)部處理后顯示在LCD上20智能小車(chē)巡線(xiàn)避障遙控器遙控LCD顯示21單片機(jī)應(yīng)用的一個(gè)最簡(jiǎn)例子

——流水燈單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路被控對(duì)象單片機(jī)加外圍電路所構(gòu)成的系統(tǒng)稱(chēng)為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機(jī)系統(tǒng)，其中包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。對(duì)不同的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，由于其控制對(duì)象不同，因此，控制電路、軟件算法各不相同，但設(shè)計(jì)理念、基本結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)過(guò)程等均相同。22四.關(guān)于課程的說(shuō)明為什么介紹51系列單片機(jī)51系列單片機(jī)是公認(rèn)的經(jīng)典機(jī)型：結(jié)構(gòu)完善，控制特點(diǎn)鮮明。以51為內(nèi)核的單片機(jī)貨源最充足，中英文資料最豐富。產(chǎn)品價(jià)格便宜、開(kāi)發(fā)工具最成熟、便于掌握、開(kāi)發(fā)成本低。注意:初學(xué)單片機(jī)時(shí)，到底應(yīng)學(xué)習(xí)哪種單片機(jī)并不重要。重要的是掌握硬件設(shè)計(jì)、軟件編程、軟硬件調(diào)試、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等技能。掌握一種，就會(huì)使用另一種產(chǎn)品。23為什么使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行教學(xué)而不用C語(yǔ)言當(dāng)有一定的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)后很容易掌握C語(yǔ)言編程匯編語(yǔ)言與硬件密切相關(guān)，使用匯編語(yǔ)言便于掌握軟硬件特點(diǎn)，便于軟硬件調(diào)試。使用C語(yǔ)言編程，初學(xué)者會(huì)