單片機

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第1章 概 述,1.1 單片機的基本概念 1.2 單片機的特點及應(yīng)用 1.3 常用單片機系列介紹 1.4 怎樣設(shè)計、調(diào)試單片機應(yīng)用系統(tǒng),(1) 微型計算機：微處理器(CPU)、存儲器、I/O接口電路由總線有機地連接在一起的整體，稱為微型計算機。 (2) 單片機：將微處理器(CPU)、存儲器、I/O接口電路和相應(yīng)實時控制器件集成在一塊芯片上，稱其為單片微型計算機，簡稱單片機。 (3) 微型計算機系統(tǒng)：微型計算機與外圍設(shè)備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為微型計算機系統(tǒng)。,1.1 單片機的基本概念,圖1.1 微機組成結(jié)構(gòu)框圖,圖1.2 單片機組成框圖,（1）CPU數(shù)據(jù)處理功能、計算速度和精度：浮點運算，CPU的振蕩頻率、字長，串并行處理、多級高速緩沖等技術(shù)。,（2）內(nèi)存容量、CPU對數(shù)據(jù)的存取速度： 微機：多體、并讀技術(shù)和段、也多種管理模式 單片機：CPU對存儲器的讀寫按直接物理地址來尋址存儲器單元,（3）I/O接口：標準與非標準外設(shè),單片機與微機構(gòu)造中的主要不同點：,1.2 單片機的特點及應(yīng)用,1.2.1 單片機的特點,單片機的存儲器ROM和RAM是嚴格區(qū)分的。ROM稱為程序 存儲器，只存放程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)存儲器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。 (2) 采用面向控制的指令系統(tǒng)。 (3) 單片機的I/O引腳通常是多功能的。 (4) 單片機的外部擴展能力強。,1.2.2 單片機的應(yīng)用,(1) 體積小，成本低，運用靈活，易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機電一體化。 (2) 面向控制，能針對性地解決從簡單到復雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價格比。 (3) 抗干擾能力強，適用溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其它類型計算機無法比擬的。 (4) 可以方便地實現(xiàn)多機和分布式控制，使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。,單片機的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有： (1) 工業(yè)控制。單片機可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。如數(shù)控機床、自動生產(chǎn)線控制、電機控制、溫度控制等。 (2) 儀器儀表。如智能儀器、醫(yī)療器械、數(shù)字示波器等。 (3) 計算機外部設(shè)備與智能接口。如圖形終端機、傳真機、復印機、打印機、繪圖儀、磁盤/磁帶機、智能終端機等。 (4) 商用產(chǎn)品。如自動售貨機、電子收款機、電子秤等。 (5) 家用電器。如微波爐、電視機、空調(diào)、洗衣機、錄像機、音響設(shè)備等。,1.3 常用單片機系列介紹,1.3.1 MCS系列產(chǎn)品,第一階段(1971~1976年)：單片機發(fā)展的初級階段。1971年11月，Intel公司首先設(shè)計出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，構(gòu)成了第一臺MCS-4微處理器。它的推出拉開了單片機研制的序幕。 第二階段(1976~1980年)：低性能單片機階段。這一階段以1976年Intel公司推出的MCS-48系列為代表產(chǎn)品。,第三階段(1980~1983年)：高性能單片機階段。這一階段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列為代表產(chǎn)品。 第四階段(1983年至今)：16位單片機階段。這一階段以1983年Intel公司推出的MCS-96系列為代表產(chǎn)品。 MCS-51系列單片機可分為兩大系列：51子系列和52子系列。,表1.1 INTEL主要單片機系列,1.3.2 MCS-51系列單片機的結(jié)構(gòu)特點,1．工作寄存器區(qū)、特殊功能寄存器SFR 2．把程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分成兩個獨立的地址空間，采用不同的尋址方式，使用兩個不同的地址指針，PC指向程序存儲器，DPTR指向數(shù)據(jù)存儲器 3．輸入輸出接口引線在程序的控制下都可有第二功能 4.內(nèi)部有一個全雙工串行口，即可同時發(fā)送和接收；有兩個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器 ，實現(xiàn)多機通信、分布控制系統(tǒng)。 5．內(nèi)部有一個功能相對獨立的位處理機，具有較強的位處理功能,1.4 怎樣設(shè)計、調(diào)試單片機應(yīng)用系統(tǒng) 1、設(shè)計,軟件設(shè)計：編輯匯編語言、編譯通過,硬件設(shè)計,,匯編語言編輯、編譯,機器語言,2、調(diào)試,設(shè)計電路,單片機仿真器必須具有以下基本功能： （1）、能輸入和修改用戶的應(yīng)用程序； （2）、能對用戶系統(tǒng)硬件電路進行檢查與診斷； （3）、能將用戶源程序編譯成目標碼并固化到EEPROM中去； （4）、能以單步、斷點、連續(xù)方式運行用戶程序，正確反映用戶程序執(zhí)行的中間結(jié)果。,3、構(gòu)成系統(tǒng) 程序?qū)懭雴纹瑱C構(gòu)成獨立系統(tǒng),