单片机原理及应用[电子教案]1.ppt

第1章 绪论 1.1 本课程的重要性 1.2 目标 1.3 考核方式 1.1 单片机基础知识 单片机的结构和特点 根据美籍匈牙利科学家冯·诺依曼提出的存储原理，一个完整的计算机包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件。 如果把运算器和控制器集成在一块芯片上，就构成了中央处理器（CPU），与随机存储器（RAM）、程序存储器、输入和输出接口（I/O）用总线结构相连，就构成了微型计算机。 若将中央处理器、存储器、输入和输出接口等部件集成在一块芯片上，就构成了单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称单片机。 单片机的特点： ① 有优异的性能价格比。 ② 集成度高、体积小、有很高的可靠性。 ③ 低功耗、低电压，便于生产的便携式产品。 ④ 外部总线增加了I2C及SPI等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构。 1.2 单片机应用 单片机应用方向 单片机的应用具有软件和硬件相结合的特点，因而设计者不但要熟练掌握单片机的编程技术，还要有较强的单片机硬件方面的知识。由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具、人类生活的得力助手。单片机的应用已遍及各个领域。 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为： 1．最小应用系统 最小应用系统是指能维持单片机运行的最简单配置的系统 2．最小功耗应用系统 最小功耗应用系统是指在保证系统正常运行的情况下，使系统的功率消耗最小。 3．典型应用系统 典型应用系统是指以单片机为核心，配以输入/输出、显示、控制等外围电路和软件，实现一种或多种功能的实用系统。 1.3 MCS-51单片机系列 MCS-51系列单片机分类 MCS-51系列单片机属于8位的中高档单片机，51子系列是基本型，而52子系列则属于增强型。从表1-1中可以看出，52子系统与51子系统的不同点为： （1）片内ROM由4KB增加到8KB； （2）片内RAM由128B增加到256B； （3）定时器/计数器由2个增加到3个； （4）中断源由5个增加到6个。 表1-1 MCS-51系列单片机分类表 区别：ROM、EPROM 和FLASH ROM：Read Only Memory，只读存储器 ，一旦烧录进去，用户只能读资料,不能再作任何修改。 EPROM：Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入 。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口,可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM 内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP 12—24V，随不同的芯片型号而定）。 区别：ROM、EPROM 和FLASH EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM，电可擦除可编程ROM）。EPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。 FLASH ROM ：在使用上很类似EPROM，二者还是有差别的。FLASH ROM在擦除时，也要执行专用的刷新程序，但是在删除资料时，以Sector（又称Block）为最小单位，Sector的大小随厂商的不同而有所不同；只有在写入时，才以Byte为最小单位写入。 区别：RAM和ROM RAM：random access memory 随机存储器 在计算机中，RAM 、ROM都是数据存储器。RAM 是随机存取存储器，它的特点是易挥发性，即掉电失忆。ROM 通常指固化存储器 一次写入，反复读取 ，它的特点掉电不丢失。ROM又分一次性固化、光擦除和电擦除重写两种类型。 ROM：read only memory 只读存储器 MCS-51单片机的结构特点 MCS-51单片机结构特点： （1）存储结构的特点：程序存储器和数据存储器在空间分开，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针。 （2）输入/输出接口的特点：引脚在程序控制下有第二功能，可供设计者灵活选择。 （3）MCS-51单片机内部含有一个全双工的异步通信接口，即可同时发送和接收数据，可以方便地组成分布式控制系统。 （4）MCS-51单片机内部