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单片机基础第3版第1章
第一章
微型计算机基础知识 ;1.1 微型计算机的组成及工作原理
1.1.1 微型计算机中的基本概念
1. 微处理器
2. 微型计算机
(1)单片微处理机
(2)通用微型计算机
3. 微型计算机系统;1.1.2 微机基本结构
微型计算机的基本组成如图1.1所示,它由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)、输入输出接口(I/O接口)和系统总线(BUS)构成。
;1.1.3 微型计算机的基本工作过程
微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能,这就是微型计算机的基本工作原理。 ;1.2 典型单片机产品简介
1.2.1 MCS-51单片机系列
MCS-51可分为两个子系列和4种类型,如表1-1所示。按资源的配置数量,MCS-51系列分为51和52两个子系列,其中51子系列是基本型,而52子系列属于增强型。
表1-1 MCS-51系列单片机分类 ; 80C51与8051的比较
(1)MCS-51系列芯片采用HMOS工艺,而80C51芯片则采用CHMOS工艺。CHMOS工艺是COMS和HMOS的结合,
(2)80C51芯片具有COMS低功耗的特点。例如8051芯片的功耗为630mW,而80C51的功耗只有120mW。
(3)80C51在功能增加了待机和掉电保护两种工作方式,以保证单片机在掉电情况下能以最低的消耗电流维持。
(4)此外,在80C51系列芯片中,内部程序存储器除了ROM型和EPROM型外,还有E2PROM型,例如89C51就有4KB E2PROM。并且随着集成技术的提高,80C51系列片内程序存储器的容量也越来越大,目前已有64KB的芯片了。另外,许多80C51芯片还具有程序存储器必威体育官网网址机制,以防止应用程序泄密或被复制。 ;1.2.2 MCS-96系列单片机
MCS-96系列单片机是Intel公司在1983年推出的16位单片机,它与8位机相比,具有集成度高、运算速度快等特点。它的内部除了有常规的I/O接口、定时器/计数器、全双工串行口外,还有高速I/O部件、多路A/D转换和脉宽调制输出(PWM)等电路,其指令系统比MCS-51更加丰富。 ;1.3 单片机的应用模式
1.3.1 单片机应用系统的结构
单片机??用系统的结构通常分为以下三个层次。
(1)单片机:通常指应用系统主处理机,即所选择的单片机器件。
(2)单片机系统:指按照单片机的技术要求和嵌入对象的资源要求而构成的基本系统。时钟电路、复位电路和扩展存储器等与单片机共同构成了单片机系统。
(3)单片机应用系统:指能满足嵌入对象要求的全部电路系统。在单片机系统的基础上加上面向对象的接口电路,如前向通道、后向通道、人机交互通道(键盘、显示器、打印机等)和串行通信口(RS232)以及应用程序等。
;;1.3.2 单片机系统的开发过程
通常开发一个单片机系统可按以下6个步骤进行。
(1) 明确系统设计任务,完成单片机及其外围电路的选型工作。
(2) 设计系统原理图和PCB板,经仔细检查PCB板后送
工厂制作。
(3) 完成器件的安装焊接。
(4)??根据硬件设计和系统要求编写应用程序。
(5)??在线调试软硬件。
(6) 使用编程器烧写单片机应用程序,独立运行单片机系统。 ;1.4 单片机的应用
1.单片机在机、电、仪一体化等智能产品中的应用
?日常生活中含单片机的电器产品
?智能化的仪器仪表
2.单片机在工业测控中的应用
3.单片机在通信技术中的应用
;1.5 数制与编码
1.5.1 数制的表示
1.常用数制
(1)十进制数
我们熟悉的十进制数有两个主要特点:
? 有十个不同的数字符号:0、1、2、…、9;
? 低位向高位进、借位的规律是“逢十进一”“借一当十”的计数原则进行计数。
例如:
1234.45=1×103+2×102+3×101+4×100+4×10-15×10-2
式中的10称为十进制数的基数, 103、102、101、100、10-1称为各数位的权。十进制数用D结尾表示。 ;(2)二进制数
在二进制中只有两个不同数码:0和1,进位规律是“逢二进一”“借一当二”的计数原则进行计数。二进制数用B结尾表示。
例如,二进制01可表示为:
(11011011
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