第01章节单片机概述.ppt

单片机的基本概念 单片机的发展 单片机的发展趋势 单片机的特点 单片机的应用 单片机的基本概念 单片机，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储器（Memory）、定时器/计数器、中断、输入/输出I/0（Input/Output）接口电路等功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，如下图所示。单片机常被作为控制部件嵌入在应用系统中，所以也被称为嵌入式微控制器或嵌入式单片微机。 中央处理器：计算机的核心部件, 它由运算器和控制器组成, 主要完成计算机的运算和控制功能。 存储器：具有记忆功能的电子部件，分为程序存储器和数据存储器两类。程序存储器用来存储程序、表格等相对固定的信息；数据存储器用来存储程序运行期间所用到的数据信息。 输入/输出接口：CPU与相应的I/O设备（如: 键盘、 鼠标、显示器、 打印机等）进行信息交换的桥梁, 其主要功能是协调、匹配CPU与外设的工作。 串行口：实现单片机和其他设备之间的串行数据传送,它即可作为全双工异步通用收发器使用,又可作为同步移位寄存器使用。 定时器/计数器：用于实现定时或计数功能,并以其定时或计数结果对操作对象进行控制. 中断控制系统：单片机为满足各种实时控制的需要而设制的，是重要的输入输出方式。8051单片机中有5个中断源，它们又可以分为高级和低级两个优先级别。 时钟电路：主要由振荡器和分频器组成，为系统各工作部件提供时间基准。串口、中断、定时/计数是单片机重要的内部资源，为CPU控制外部设备，实现信息交流提供了强有力的支持。 总线（BUS）：计算机各工作部件之间传送信息的公共通道。总线按照其功能可分为: 数据总线DB（Data Bus）、地址总线 AB（Address Bus）和控制总线 CB（Control Bus）三类，分别传送数据信息、地址信息和控制信息。 单片机的发展 单片机自诞生以来，发展迅速，应用广泛。先后经历了4位机、8位机、16位机和32位机几个有代表性的发展阶段。 1．4位单片机 　　自1975年美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000后，各个计算机生产公司竟相推出4位单片机。 　　特点：体积小，价格便宜，功能简单，片内程序存储器ROM为2-8KB，数据存储器RAM为128*4-512*4位。 　　应用：家用电器、计算机、高档电子玩具等数据量要求较小而时间要求较高的领域。 ２．8位单片机 　　1976年9月，美国INTEL公司首先推出了MCS-48系列8位单片机，从此，单片机发展进入了一个新的阶段，8位单片机应运而生。随着集成电路工艺水平的提高，在1978年到1983年期间集成电路的集成度提高到几万只管/片，因而一些高性能的8位单片机相继问世。 　　　随着应用需求的不断增长，各生产厂家在高档8位单片机的基础上，又相继推出了超8位单片机。 ３．16位单片机 　　1983年以后，集成电路的集成度可达十几万只管/片，16位单片机逐渐问世。16位单片机把单片机的功能又推向了一个新的台阶，功能强大，常用于高速复杂的控制系统。 ４．32位单片机 　　随着集成电路技术的不断发展和实际应用需要的快速增长，各个计算机生产厂家相继进入高性能32位单片机研制、生产阶段。 　　　32位单片机，不仅包含有存储器和I/O接口，而且还包含有专门的通信链路接口，能按计算方法的特点直接连成线形的、树形的或矩形的阵列，满足快速响应的要求。 　　　可用于信号处理、仪表、 通信 、 数据处理 、 图像处理 、高速控制和语音处理等许多方面。 单片机的发展趋势 1．制作工艺CMOS化 2．应用系统单片化 3．共性与个性共存 单片机的特点 1．单片机的程序存储器ROM和数据存储器RAM是严格区分的。 　　　程序存储器只存放程序、固定常数及数据表格。数据存储器用作工作区及存放用户数据。 　　小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度。 2．采用面向控制的指令系统。 　　　为满足控制的需要，单片机有强大的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。 3．单片机的I/O引脚通常是多功能的。 　　　引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。能解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾。 4．单片机的外部扩展能力强。 　　　在内部的各种功能部件不能满足应用需要时，均可在外部进行扩展（如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等），与许多通用的微机接口芯片兼容。给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。 5．结构功能优化。 　　　能方便灵活地组成各种智能测控仪器仪表和设备。 　 6．可靠件高。 　　　单片机芯片按工业测校环境要求设计的。产品在120℃温度条件下经4