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第1章 微型计算机基础 教学参考书和要求： 教学参考书： 1.本课程选用教材 单片机原理及接口技术，自编教材 2. 主要参考书如下： [1]新编单片机原理及应用，汪贵平编著，机械工业出版社 [2]新编MCS-51单片机应用设计，张毅刚编著，哈工大出版社 [3]单片机原理及其接口技术，胡汉才编著，清华大学出版社 [4]单片机初级教程，张迎新编著，北京航空航天大学出版社 [5]单片机基础，李广弟编著，北京航空航天大学出版社 [6]单片机原理与应用，赵德安编著，机械工业出版社 要求： 熟练掌握51单片机的硬件结构、内部各功能部件的工作原理、指令系统； 掌握在Windows集成开发环境 μVision4（或MedWin3.0）中编辑、仿真调试单片机汇编程序的方法； 学会应用各种常用接口芯片对应用系统的设计、调试和故障诊断方法； 为后续课程、课程设计、“大创”项目、微机化产品大赛、“太阳鸟”项目......等打下基础。 1.3 微型计算机基础 1.3.1 计算机的分类 巨型机：超级计算机是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。 运算速度极高，容量极大，功能极强 用于国防、航天、气象预报、石油勘探等海量的数据处理方面 世界上最快的超级计算机为天津国家超级计算机中心的天河-1A，速度为每秒2.5千万亿次 大型机：综合处理能力极强，运算速度超万亿次，可同时支持上万个用户、几十个大型数据库，主要用作大型商业服务器。例如：政府部门、银行、大型超市、大公司大企业等。 小型机：它的软件、硬件系统规模比较小，结构简单，但价格低、可靠性高、便于维护和使用。广泛用于自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理等。 微型机：特点是体积小、灵活性大、价格便宜、使用方便。 目前微型机发展迅猛，应用最广泛的计算机之一。 1.3.2 微型计算机的分类 1. 微型计算机系统 以微处理器为中心，配有存储器(RAM和ROM)，以及I/O接口电路和必要的外设，形成一个系统。 (1)微型计算机系统的硬件结构 ①微处理器：Central Processing Unit，核心的支配地位 功能：执行程序，数据运算，通过3总线指挥其他部件协调工作。 ②总线(BUS) 总线是各部件之间传送信息的公共通信线。 总线分内部总线和外部总线。 内部总线：芯片内部，用于连接芯片内部各部件； 外部总线：把CPU、存储器和I/O设备连接起来。 总线分以下三种： 数据总线DB(Data Bus)：双向 地址总线AB(Address Bus)：单向 控制总线CB(Control Bus)：单向 ③存储器 CPU用于存储被执行的程序和处理的数据。根据信息存取方式不同分为： 随机存取存储器(RAM)，Random Access Memory，存取数据，可读可写 只读存储器(ROM)，Read Only Memory，存储程序代码和常数，只读 ④I/O接口(Input/Output)：外部设备与CPU之间相互信息交换 (2)计算机软件系统 系统软件：管理、监控和维护计算机资源的软件。 应用软件：操作系统、各种编程语言应用程序、各种工具软件等。 2. 单板微型计算机 将微处理器、存储器、以及I/O接口电路装在一块印刷电路板上。 3. 单片微型计算机 —— 单片机 将微处理器、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上。 2.单片机的概念 单片机是一种采用超大规模IC技术把CPU、RAM、ROM、多种I/O接口和中断系统、定时器/计时器等功能集成在一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 有些单片机把显示驱动电路、脉宽调制电路PWM、 ISP、A/D转换器等也集成在内部。 ? ISP：In-System Programming 在线系统编程 4.单片机的发展(Intel公司) 1971：4位MCU Intel 4004问世，随后研发出8008 1973：8位MCU Intel 8080问世 1974~1976：单片机探索及初级研制阶段，双芯片 1976~1978：初级8位单片机Intel MCS-48系列 1978~1982：高档8位单片机Intel MCS-51系列： 51子系列：8031/8051/8751 52子系列：8032/8052/8752 低功耗型80C31、高性能型80C252 1982 ~ 现在：16位单片机Intel MCS-96系列8098/8096、80C198/80C196，32位单片机 80960 廉价型Atmel89C2051/1051、89C51/52...... 单片机的应用领域 1.工业：过程控制、智能控制、自适应控制、数据采集、测控…… 2.仪器仪表：智能仪表、智能传感器……。