单片微型计算概机述.ppt

第1章 ; [学习目的];1.1 微型计算机概述;1.1.1微型计算机的组成及应用形态;;; 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）。单板微型计算机组成如图1-3所示。 主要应用于工业控制器、家用电器等。; 在一片大规模集成电路芯片上集成微处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、I/O接口电路 ，从而构成了单芯片微型计算机，简称单片机。单片微型计算机如图1.4所示。单片机主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。 单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。  ;一、单片机内部结构 单片机内部结构示意图如图1.5所示，它由微处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、基本输入/输出(I/O)接口电路、定时器/计数器和中断系统等部件组成，并把它们制作在一块大规模集成电路芯片上，就构成一个完整的单片微型计算机。 ;二、单片机应用系统的组成  单片机应用系统的组成如图1.6所示。单片机应用系统是以单片机为核心，再加上接口电路及外设等硬件电路和软件，就构成了单片机应用系统。因此，单片机应用系统的设计人员必须从硬件和软件角度来研究单片机，这样才能研究和开发出单片机应用系统和产品。 ; Intel公司生产的MCS系列单片机，尽管单片机型号很多，但从目前来看，使用最为广泛的应该MCS-51单片机。本书主要研究MCS-51系列8位单片机80C51。分析和研究80C51的硬件结构、工作原理、软件及工程应用系统的设计。 80C51系列单片机如表1-1所示。表1-1中列出了80C51单片机系列的芯片型号及主要技术指标，由此可对80C51单片机系列有一个全面的了解。下面我们就在这个表的基础上进一步对80C51系列单片机作一些说明。; 表1-1 80C51系列单片机分类表;一、基本型和增强型 80C51系列又分为基本型（51子系列）和增强型（52子系列）两个子系列，并以芯片型号的最末位数字是1还是2来区别。 从表1-1所列内容中可以看出增强型增强的功能具体方面如下： (1) 片内ROM从4KB增加到8KB; (2) 片内RAM从128B增加到256B; (3) 定时/计数器从2个增加到3个; (4) 中断源从5个增加到6个。;二、芯片中“C”和“S”的含义 MCS-51系列单片机采用两种半导体工艺生产。一种是采用高速度、高密度和短沟道HMOS工艺。另外一种是采用高速度、高密度和低功耗的互补金属氧化物的CHMOS工艺。表1-1中芯片型号中带有字母“C”的，为CHMOS芯片，不带“C”的为一般的HMOS芯片。 带“C”的芯片具有低功耗（例如8051的功耗为630 mW，而80C51的功耗只有120 mW）的特点之外，还具有各I/O口电平既与 TTL电平兼容，也与CMOS电平兼容。 AT89S51/89S52带“S”系列产品最大的特点是具有在系统可编程功能。用户只要连接好下载电路，就可以在不拔下51芯片的情况下，直接在系统中进行编程。编程期间系统是不能运行程序的。;;; 80C51单片机片内程序存储器有4种配置形式，即掩膜ROM、EPROM、FlashROM和没有（无ROM）。这4种配置形式对应4种不同的单片机芯片,它们各有特点，也各有其适用场合，在使用时应根据需要进行选择。具体说明如下：  （1）无ROM（即ROMLess）型，应用时要在片外扩展程序存储器； （2）掩膜ROM（即MaskROM）型，用户程序由芯片生产厂写入； （3）EPROM型，用户程序通过写入装置写入，通过紫外线照射擦除； （4）Flash ROM型，用户程序可以电写入或电擦除（当前常用方式）。; 单片机应用中的环境温度问题，是指单片机应用中的抗干扰特性和温度特性。由于单片机的应用是面向工业现场，因此，它应具有很强的抗干扰能力，这是其他计算机无法相比的。单片机的温度特性，与其他集成电路芯片一样，按所能适应的环境温度，可分为如下三个等级： 民用级：0～+70℃ 工业级：-40～+85℃ 军用级：-65～+125℃ 因此，在工业应用中应根据现场环境温度来选择单片机