单片机原理与接口技术-全套PPT课件.pptx

单片机原理与接口技术第1章 概 述本章教学要求(1) 了解单片机与微型计算机的区别。(2) 熟悉单片机的结构组成。(3) 了解单片机的特点与指标。(4) 了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域。(5) 了解单片机基本应用系统的组成。 本 章 目 录1.1 单片机的结构组成、特点和指标1.1.1 微型计算机的基本结构1.1.2 单片机的基本结构1.1.3 单片机的特点1.1.4 单片机的重要指标1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史1.2.2 单片机的产品类型1.2.3 80C51系列单片机1.2.4 其他系列单片机1.3 单片机的应用1.3.1 单片机应用领域1.3.2 单片机应用举例1.4 单片机技术相关网站习题与思考题1.1 单片机的结构组成、特点和指标微处理器把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该芯片为微处理器，也称为中央处理器（CPU） 。微型计算机微处理器与存储器、输入/输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，再配以适当的输入/输出设备（如磁盘存储器、键盘和显示器等），就构成了微型计算机。1.1 单片机的结构组成、特点和指标单片机在一块芯片上，集成一台微型计算机的运算器、控制器、存储器、输入/输出接口四个基本组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。单片机系统以单片机为核心的系统称为单片机系统。1.1.1 微型计算机基本结构1.1.1 微型计算机基本结构它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成，它们之间由总线连接进行信息传输。控制器和运算器综合起来称中央处理器（CPU），也称为微处理器。1.1.1 微型计算机基本结构控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中取出指令并对指令进行分析、根据指令发出控制信号，指挥输入、输出、运算器、存储器等功能部件协调工作。1.1.1 微型计算机基本结构运算器运算器（Aithmctieal Logic Unit，ALU）运算器又称算术逻辑部件，主要完成算术运算和逻辑运算。1.1.1 微型计算机基本结构存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分为两类：内部存储器和外部存储器。内部存储器(简称内存)和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故称主存储器(简称主存)。外部存储器(简称外存)，主要用于保存暂时不用但又需长时间保留的数据和程序。存放在外存的程序必须调入内存才能运行。1.1.1 微型计算机基本结构I/O接口输入/输出接口又称I/O接口，是CPU与外设之间相连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。1.1.1 微型计算机基本结构输入和输出设备输入和输出设备如：键盘、鼠标、显示器、打印机等。用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。1.1.1 微型计算机基本结构总线总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。数据总线 Data Bus，DB地址总线 Address Bus，AB控制总线 Control Bus，CB1.1.2 单片机的基本结构1.1.2 单片机的基本结构中央处理器 程序存储器 数据存储器 并行输入/输出端口 串行输入/输出端口 定时/计数器 系统时钟 1.1.2 单片机的基本结构 现代的单片机又加入了许多新的功能部件，如：模拟/数字转换器（ADC）数字/模拟转换器（DAC）温度传感器液晶驱动电路电压监控“看门狗”电路低压检测电路 1.1.3 单片机的特点存储器ROM和RAM严格分工采用面向控制的指令系统输入/输出端口引脚具有复用功能品种规格的系列化硬件功能具有广泛的通用性1.1.4 单片机的几个重要指标位数存储器I/O口速度工作电压功耗温度1.2 单片机的发展历史和产品类型1.2.1 单片机的发展历史1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机。单片机的发展历史大致可分为三个阶段。第一阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表，此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。1.2.1 单片机的发展历史第二阶段（1978~1982年）：高性能单片微型计算机阶段，如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。该类单片微型计算机具有串口、多级中断处理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机MCS-96系列，32位单片机ARM系列。1.2.1 单片机的发展历史Intel公司开发的MCS-51系