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单片机原理 任课教师： 朱奇光 E-MAIL:zhu7880@ysu.edu.cn 第一章 单片机概述1.1 单片机的概念 1.2 单片机的发展 1.3 单片机的生产厂家 1.4 单片机的特点1.5 单片机的应用1.6 单片机的发展趋势 1.7 数制、码制及转换 1.1 单片机的概念 微型计算机系统的三个层次(三个微) 1.1 单片机的概念 单片机即单片微型计算机，是将计算机主机(CPU、内存和I/O接口)集成在一块硅片上的微型机。 1.1 单片机的概念 ◆单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。 1.2 单片机的发展 1974-1976 初级单片机： 仙童 F8 1976-1978 低性能8位单片机： Intel MCS-48 系列 1978- 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廉价型89C2051/1051 1.3 单片机的生产厂家 1.4 单片机的特点 1.4 单片机的特点 ◆体积小、价格低、易于产品化 单片机芯片即是一台完整的微型计算机，对于批量大的专用场合，一方面可以在众多的单片机品种间进行匹配选择；同时还可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与应用具有良好的对应关系；在单片机产品的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少到8个或更少。从而使应用系统的印制板减小、接插件减少、安装简单方便。 1.5 单片机的应用 1.6 单片机的发展趋势 1 CPU的改进 （1）多核 （2）增加数据总线宽度 （3）串行总线结构 1.6 单片机的发展趋势 1.7 数制、码制及转换 二、十、十六进制之间的转换 1.7 数制、码制及转换 二进制?十六进制100101B 十六进制?二进制 E3.94H 1.7 数制、码制及转换 单片机原理 单 片 机 原 理 微处理器 CPU＋寄存器（Registers）的特殊存储器 集成在一片大规模集成电路之中 微型计算机 以微处理器+RAM/ROM+I/O接口 微型计算机系统 以微型计算机＋硬件（外围设备）＋软件（控制微型计算机工作的） 微型计算机系统 硬件 微型计算机 （主机） 微处理器 (CPU) 软件 外围设备 运算器 控制器 存储器 (内存) RAM ROM 外部设备 辅助设备 输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘) 输入/输出接口 (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB) 系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…) 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…) 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言) 电源电路 时钟电路 单板机 1982- 16位单片机： Intel MCS-96 系列 8098/8096、80C198/80C196 32位单片机 80960 美国：Intel，Motorola, ATMEL,TI,NS 日本：松下，日立，NEC 荷兰：飞利浦 德国：西门子 英国：ARM 中国：深圳宏晶 STC ◆控制性能好、可靠性高 实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的。另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片机的可靠性非常高。 2 存储器的发展 （1）大容量 （2）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）增加驱动能力 （2）增加逻辑控制功能 （3）设置特殊I/O口 4 外围电路内装化 5 低功耗 二进制?十进制 1011.1010B 十进制?二进制 53.375 十六进制?十进制 DFC.8H 十进制?十六进制 208.625 E3.94H100101B 11.625 110101.011B 3508.5 D0.AH 1. 原码 正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，其余位表示数值。这种表示方法即为原码表示法。 2．反码 一个数的反码很容易由原码求得。如果是正数，则其反码与原码相同，即[x]原＝[x]反如果是负数，则其反码为除符