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第1章单片机概述
计算机是20世纪的重大科学技术成就之一,它的应用已
经进入了社会生活的各个领域,有力地推动了社会的发展。
单片机是一种集成度更高的微型计算机。自20世纪70
年代问世以来,已广泛应用在:
工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、
电力电子、机电一体化设备等方面。
1.1什么是单片机(单片机的特点)
计算机的基本结构:
由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备5个部
分组成。
第1章单片机概述
1.1什么是单片机(单片机的特点)
在半导体硅片上集成了微处理器(CPU),存储器(RAM、ROM、EPROM)和
各种输入、输出接口。
单片机具有一台计算机的属性,主要应用于测控领域,也称为:
微控制器MCU(MicroControllerUnit)
强调其控制属性
嵌入式控制器EMCU(EmbeddedicroControllerUnit)
处于测控系统的核心地位并嵌入其中
我国,习惯使用“单片机”这一名称。
单片机按用途可分为通用型和专用型两大类:
(1)通用型
可开发的内部资源:RAM、ROM、I/O等功
能部件,全部提供给用户。用户根据需要,
设计一个以通用单片机芯片为核心的测控
系统。
(2)专用型
•专门针对某些产品(如:打印机、家电等)
的特定用途而制作的单片机,针对性强且
数量巨大。
单片机在系统结构上的特点:
(1)在系统结构上采用哈佛型。
一般的通用计算机在系统结构上采用冯·诺依曼型结构,
其特点是数据与程序共用一个存储器。
单片机在系统结构上采用哈佛型结构,其结构特点是将数
据与程序分别存放在两个存储器中,一个称为数据存储器,另
一个称为程序存储器。
单片机在系统结构上的特点:
(1)在系统结构上采用哈佛型。
为什么要这样安排单片机的存储结构呢?
这是由单片机的应用特点所决定的,因为单片机在应用时
往往是为某个特定对象服务的,它的程序调试成功后,一般是
固定不变的,因此将程序一次性永久地固化到单片机内,不仅
省去了每次开机后的程序重新装入步骤,还可以有效地防止因
掉电或其他干扰引起的程序丢失和错误。
单片机在系统结构上的特点:
(2)有极强的布尔处理能力
由于控制应用中往往开关量多,因而要求系统对开关量的
处理功能要强。具体表现在单片机上就是要求系统有位寻址功
能及对位的各种算术及逻辑处理和控制功能,这些功能构成一
个布尔处理机的环境。
(3)有较齐全的输入/输出接口及实时中断功能
一般单片机上都配有并行口、串行口、计数/定时器,有
的还配有A/D及D/A转换器,以适应不同的应用场合。
(4)有实时控制的特殊电路
有掉电保护及复位电路、时间监视定时器电路等。
单片机主要的优点:
①体积小、重量轻。
电源单一、功耗低。
功能强、价格低。
④各部件全部集成在一块芯片上,布线短,布局合理。数
据大都在单片机内传送,所以运行速度快,抗干扰能力强,可
靠性高。
单片机的结构与组成
单片机的内部基本组成
单片机的结构与组成
•程序存储器(ROM):用来存放用户程序,可分类为
EPROM、MaskROM、OTPROM和FlashROM等。
•中央处理器(CPU):是单片机的核心单元,通常由
算术逻辑运算部件ALU和控制部件构成。
•随机存储器(RAM):用来存放程序运行时的工作变
量和数据,由于RAM的制作工艺复杂,价格比ROM高
得多,所以单片机的内部RAM非常宝贵,通常仅有几
十到几百字节。
•并行输入/输出(I/O)端口:通常为独立的双向I/O口,
任何口既可以用作输入方式,又可以用作输出方式,
通过软件编程设定。
单片机的结构与组成
•串口输入/输出口:用于单片机和串行设备或其他
单片机的通信。
•定时器/计
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