C8051单片机原理和应用一.ppt

实验内容： 熟悉开发系统及数据传送实验 （2学时） 编程（查表）实验 （2学时） 键盘实验 （2学时） 定时器及中断实验 （2学时） 步进电机实验 （2学时） 压力、温度、电压数据采集 （2学时） 直流电机转速测量和控制 （3学时） 第一章　概述 1.1 单片机的发展概况 1.2 单片机的应用及发展趋势 1.1 单片机的发展概况 　1971年Intel公司制造出第一片微型机芯片4004之后，开始了微型机时代。将微处理器、存储器和外围设备集成到一块芯片上，这就是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer），简称单片机。 单片机是应工业测控而诞生的，它的结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的，故也叫单片微控制器（SCM Single Chip Microcontroller）， 它在控制领域大显身手，装入到各种智能化产品之中，所以又称为嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller)，也有文献中称为微控制器单元（ MCU Microcontroller Unit ）。 Intel4004和采用4004的计算器 一种8位嵌入式微控制器 C8051F020实验设备 1.1.1 单片机的发展历史(1) 第一阶段（1974年-1976年）:初级阶段 因受工艺技术水平的限制，单片机结构和功能都很简单。例如仙童公司生产的F8单片机，内部仅有8位CPU，64字节RAM和2个并行口，还需一些其他芯片才能组合成一台完整的微型机。 第二阶段（1976年-1978年）:低性能阶段 以美国INTEL公司的MCS-48为代表。该系列单片机内集成有8位CPU、并行I/O接口、一个8位的定时/计数器、片内64或128字节RAM，程序存储空间最大4KB，但无串行通信口，不宜多机使用。 1.1.1 单片机的发展历史(2) 第三阶段（1978年-1983年）:高性能阶段 仍采用8位CPU，但有多级中断功能、串行通信接口、16位的定时/计数器，片内ROM、RAM容量加大，寻址空间范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器接口。 生产厂家众多，产品系列也特别多，主要有INTEL公司的MCS-51，MOTOROLA公司的6801和ZILOG公司的Z8等。 具有优异的性价比，获得了广泛应用。尤其是MCS-51系列，特别适合于控制应用，在我国教育和经济建设等各个领域大显身手，经久不衰，是我国单片机应用的主流系列。 1.1.1单片机的发展历史(3) 第四阶段（1983年~）:新一代阶段 单片机的含义已发生了根本改变。目前仍然保留单片机这一习惯叫法，但实际是指“Single-chip Microcontroller”。新一代单片机有如下几方面特点： 1．CPU仍以8位为主流，并不断完善。另一方面发展了16位、32位的单片机。早期多使用CISC（Complex Instruction Set Computer）系统结构，近来RISC（Reduced Instruction Set Computer）单片机已大力发展。RISC单片机中，除指令集精简外，一般都用单字长指令和流水线操作方法，大大加快了指令的运行速度。 1.1.1单片机的发展历史(4) 2．按片内程序存储器的类型不同分为：ROM型、EPROM型、无ROM（Romless）型和低成本的OTP（One Time Programmable ROM）型、E2PROM型。近年来，Flash ROM已获得了普遍发展。由于Flash ROM可在线多次写入，有些公司称之为MTP（M-Time Programmable ROM）型。Flash ROM的普遍使用，也导致了ISP（In-System Progammable）技术的迅速发展。可扩展容量有的已突破64KB，达到2MB以上。片内RAM已有2KB以上的产品，可扩展容量也可达到2MB以上。 1.1.1单片机的发展历史(5) 3．产品日趋复杂化、多样化、专用化。在原来微型机结构的基础上，集成嵌入了一些外设与一些外设驱动单元，如通用接口、看门狗（Watchdog）、A/D和D/A、LCD驱动单元、遥控键盘、语音接口、串行总线I2C，甚至通用串行总线USB（Universal Serial Bus）、控制器局域网CAN（Controller Area Network）等。某些公司把数字信号处理器DSP（Digital Signal Processor）也嵌入了单片机内。 1.1.1单片机的发展历史(6) 4. 多采用CMOS工艺，出现双时钟、低电压单片机，大大降低了系统功耗。时钟速度大幅提高，有的已达100MHz以上。引脚数过去多为40PIN，现在已向两个方向发展——多引脚（100PIN以上）和少引脚