第1章单片机原理及应用(张毅刚主编).ppt

第1章 单片机概述 在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器(RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。 可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心的测控系统。 * 20世纪70年代问世。 已广泛应用在： 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用 电器、电力电子、机电一体化设备等方面。 1.1 什么是单片机 具有一台计算机的属性。也称为： 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController Unit）。 我国，习惯使用“单片机”这一名称。 按用途可分为通用型和专用型两大类： （1）通用型 微控制器 MCU(MicroController Unit) （2）专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。 1.2 单片机的历史及发展概况 四个阶段: 第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片的形式，且功能比较简单。 第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。 第三阶段(1978年～现在)：高性能单片机阶段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。 第四阶段(1982年～现在)：8位单片机巩固发展及16 位单片机、32位单片机推出阶段。 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型 （1）美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型 系列。 （2）美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。 （3）荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 8xC552系列 。 MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、硬件设计资料丰富齐全。 1.4 单片机的发展趋势 1. CPU的改进 （1）采用双CPU结构，提高处理能力 （2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。 （3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（Inter－ Icbus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。 2．存储器的发展 （1）加大存储容量。 （2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器 （3）程序必威体育官网网址化。 3．片内I/O的改进 （1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。 （2）增加I/O口的逻辑控制功能。 （3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统 。 4．外围电路内装化 器件集成度的不断提高，把众多的外围功能部件集成在片内－－系统的单片化。 5．低功耗化 CMOS化 CHMOS工艺。 总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展。 1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。 使用温度： 民品： 0°C —+70°C 工业品： -40°C —+85°C 军品： -65°C —+125°C。 在下述的各个领域广泛的应用： 1. 工业自动化 2. 智能仪器仪表 3．消费类电子产品 4. 通讯 5．武器装备 6．终端及外部设备控制 7．多机分布式系统 1.6 MCS-51系列单片机 20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 8051内核技术转让给厂家。 这些厂家生产的兼容单片机，与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺。 如：AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。 不应直接称为MCS-51系列单片机，MCS只是Intel公司专用的单片机系列符号。 MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类： 80C51系列：所有具有8051指令系统的单片机 （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺 适于电池供电或其它要求低功耗的场合。 （4）专用型 8044/8744，用于总线分布式多机测控系统。美国Cypress公司的EZU SR-2100单片机－USB接口。 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 （5）超8位型 典型产品：PHILIPS