第1讲单片机概述.ppt

1.1 什么是单片机,第1章 单片机概述,1.2单片机的发展过程,1.3主要的单片机厂商,1.4单片机的主要分类,1.5单片机的应用领域,1.6MCS-51单片机,1.7 学习单片机技术的方法,单片机是把微型计算机的各个功能部件（中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、定时器/计数器以及串行通信接口等）集成在一块芯片上，构成一个完整的计算机。,1.1 概述,什么是单片机？,单片微型控制器。Chip Microcontroller,1.2 单片机发展过程,单片机是微型机的一个重要分支。1970年微型计算机研制成功之后，随着大规模集成电路的发展就出现了单片微机。1976年INTEL公司推出MCS-48系列单片微型计算机从而展开了微型计算机的创业旅程。以8位单片机为起点，单片机的发展历史大致可分为三个阶段。,单片机发展-第一阶段,1976年-1978年INTEL公司的MCS-48系列单片机为代表，是计算机发展史上的重要里程碑，开始了工业控制领域的智能化控制时代。MCS-48系列单片机在片内集成了8位CPU、并行I/O接口、8位定时器/计数器、RAM和ROM等，无串行I/O口，中断处理较简单，片内RAM、ROM容量较小，且寻址范围不大于4K,TI 公司推出 TMS1000单片机,TI 公司高速反雷达导航器,INTEL公司推出了MCS-48单片机，起到8位机的引领和带头作用，Zilog公司的Z8系列在其带领下产生的。,单片机发展-第二阶段,1978年-1983年Intel公司的MCS-51系列单片机为代表，结构和性能不断改进和发展。MCS-51系列单片机均带有串行I/O口，具有多级中断处理系统，定时器/计数器为16位，片内RAM和ROM容量相对增大，有的片内还带有A/D转换接口。,DALLAS(June 11,1978)一种新的单片集成电路电子语音合成器由Texas Instruments 开发.,单片机发展-第三阶段,1983年-现在16位及32位单片机阶段MCS-96系列16位单片机除了CPU为16位外，片内RAM和ROM的容量进一步增大，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，片内带有告诉输入输出部件，多通道10位A/D转换部件，8级中断处理功能，其实时处理能力强。32位单片机速度更快，存储容量更大。,1.3主要的单片机厂商,我国目前最常用的单片机有如下几家：Intel-(MCS51系列,MCS96系列)Atmel-(AT89系列,MCS51内核)Microchip-(PIC系列)Motorola-(68HCXX系列)Zilog-(Z86系列)Philips-(87,80系列,MCS51内核)Siemens-(SAB80系列,MCS51内核)NEC-(78系列)Epson-(系列),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。,按用途可分为通用型和专用型两大类：,（1）通用型,1.4单片机的主要分类,（2）专用型,专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机，针对性强且数量巨大。,对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑。,“专用”单片机具有十分明显的综合优势。,1.5 单片机的应用领域,家电业（洗衣机、彩电、冰箱、）通讯业（电话、卡、手机）仪器仪表（转速计、温度计、频率计）计算机外设（显示器、硬盘、U盘）工业控制（自动控制系统）汽车电子工业（自动换档、调速）管理 打卡机,1、智能仪器仪表上,数字式测角仪,交直流电压电流表,位移传感器,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。,单片机的应用领域,2、工业控制,数控车床,数控线切割机床,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。,单片机的应用领域,1.6 MCS-51单片机,MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。以后我们将用89C51、89S51来完成一系列的实验。,MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机分为两大系列，即51子系列与52子系列。51子系列：基本型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8031、8051、8751、895152子系列：增强型，根据片内ROM的配置，对应的芯片为8032、8052、8752、8952这两大系列单片机的主要硬件特性如下表：,从上表中可以看到，8031、8031、8032、80C32片内是没有ROM的，对应着上表看，我们可以发现，51系列的单片机的RAM大小为128B，52系列的RAM大小为256B，51系列的计数器为两个16位的，52系列的计数器为三个16位计数器。51系列的中断源为5个，52系列的中断源为6个。,8051与80C51的区别,80C51单片机是在8051的基础上发展起来的，也就是说在单片机的发展过程中是先有8051，然后才有80C51的。8051单片机与80C51单片机从外形看是完全一样的，其指令系统、引脚信号、总线等完全一致（完全兼容），也就是说在8051下开发的软件完全可以在80C51上应用，反过来，在89C51下开发的软件也可以在8051上应用。这两种单片机是完全可移植的。既然这两种单片机外形及内部结构都一样，那它们之间的主要差别在哪里呢？8051与80C51单片机的主要差别就在于芯片的制造工艺上。80C51的制造工艺是在8051基础上进行了改进。8051系列单片机采用的是HMOS工艺：高速度、高密度；80C51系列单片机采用的是CHMOS工艺：高速度、高密度、低功耗；也就是说80C51单片机是一种低功耗单片机。,1.7 学习单片机技术的方法,硬件准备 计算机：普通计算机一台。安装WIN98和WIN2000双操作系统。编程器：用于对单片机进行编程。（使用S51芯片可以使用下载线）实验板：用来进行单片机开发设计实践，能完成的项目较多为好仿真器：进行较复杂设计时用来调试单片机。方便实用，但价高。软件准备源程序编辑软件：记事本、UltraEdit等其它编辑软件。汇编软件：INTEL的51汇编器masm51/DOS等。集成开发软件：伟福软件WAV6000，Keil C51等。仿真软件：Debug8051/WIN98，WAV6000。其它工具软件：参数计算设置软件、串口调试、PCB设计等软件。,1、学习条件和学习环境,知识准备 C语言（或其它基础语言）：打好编程基础。电子技术：特别是数字电子技术，是必备的电路基础。微机原理：对计算机基础知识有较好的准备。初学者推荐的软件硬件准备计算机一台：无特殊要求，可选用经济型电脑。能上网最佳。开发实验板一块：学校统一提供，可完成多个实用课题。ISP下载线一条：用于对单片机进行编程下载，可自制。相关软件：开发软件、仿真软件、ISP下载软件等。工具书：教材一本，较祥细的手册类书一本。其它资料：器件资料、应用文档、实例等，主要由网络收集。U盘：128M，用于保存资料（选购）。,2、单片机学习方法,熟悉和了解单片机的内部资源；熟悉和了解单片机的指令系统；坚持手、脑并用的原则；学好相关硬件电路知识，软件与硬设计结合，理论与实践结合。看、练、做结合，多参加工程实践,思考题及习题,1微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机 它们之间有何区别？,2除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（）和（）。,3单片机与普通计算机的不同之处在于其将（）、（）和（）三部分集成于一块芯片上。,4单片机的发展大致分为哪几个阶段？,5.单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型?,6MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？,7MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么？,88051与8751的区别是：（A）内部数据存储单元数目的不同；（B）内部数据存储器的类型不同；（C）内部程序存储器的类型不同；（D）内部的寄存器的数目不同。,9在家用电器中使用单片机应属于微计算机的（A）辅助设计应用（B）测量、控制应用（C）数值计算应用（D）数据处理应用,10说明单片机主要应用在哪些领域？,