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1、教学基本要求: (1)、了解单片机的特点、应用范围及发展历史; (2)、熟悉单片机的定义、名称、分类方法; (3)、掌握单片机应用系统、单片机开发系统的区别。 教学重点: (1)、单片机的定义、名称、分类方法。 教学难点: (1)、单片机、单片机应用系统等概念; (2)、单片机的程序设计语言和软件。,1 单片机概述,电子计算机的发展:第一代(电子管); 第二代(晶体管); 第三代(中、小规模集成电路); 第四代(超大规模集成电路)。 第四代电子计算机即称微型计算机,根据实际应用的需要, 它向以下两个方向发展: (1)、高档微型计算机: 特点:高速度、大容量、高性能 (2)、单片机: 特点:稳定
2、可靠、体积小、低价格 由此可见,单片机是一种微型计算机。,1.1 单片机的概念,思考题:微型计算机有哪几个部分组成? (1)、单片机的定义 将微型计算机的主要部件(中央处理器CPU、随机存储器RAM、 只读存储器ROM、定时器/计数器T/C、中断系统以及输入/输出 口电路I/O等部件)集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。 单片机AT89C52外形图 MCS-51单片机系统结构框图 (2)、单片机的名称 单片微型计算机SCMC(Single Chip MicroComputer); 微控制器MCU(MicroController Unit); 嵌入式微控制器EMCU(Embedded Micr
3、oController Unit);,1.1.1 单片机的名称,(1)、单片机 单片机只是一个芯片,是指芯片本身,它必须配以外围电路 构成单片机最小系统以后才能工作。单片机最小系统框图 (2)、单片机系统 单片机系统是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构 成的具有一定应用功能的计算机系统。其形式是多种多样的。 注意:在单片机系统中,单片机是控制核心,是构成单片机 系统的硬件和软件基础。 1.1.4 单片机应用系统与单片机开发系统 (1)、单片机应用系统 单片机应用系统是为控制应用而设计的,单片机系统和控制,1.1.3 单片机与单片机系统,对象结合在一起即构成单片机应用系统,是单片机开发应用
4、的 成果。 单片机应用系统组成:a)、单片机硬件系统 b)、单片机软件系统: 系统软件(监控程序)、目标代码应用程序 (2)、单片机开发系统 由于单片机的软硬件资源有限,单片机系统本身不能实现自 我开发,要进行系统开发设计,必须使用专门的单片机开发系 统,因此,单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具。 单片机开发系统的类型: a)、微型机开发系统MDS;b)、在线仿真器ICE; c)、软件模拟仿真器(ASM51、WAVE6000)。,单片机开发系统中的语言: a)、机器语言:用二进制代码表示的指令。 b)、汇编语言:用符号表示的指令。 不同公司、不同系列的单片机具有不同的汇编语言 指令系统,
5、使用时应特别注意。 c)、高级语言:用符号表示的指令。 常用的有C-51等。 单片机应用系统中的语言: 机器语言 单片机的程序设计语言和软件,是指在开发系统中使用的。,1.1.5 单片机的程序设计语言和软件,1.2 单片机的发展,1.2.1 单片机发展概述 单片机出现的历史并不长,它的产生与发展和微处理器的产 生和发展大体上同步,也经历四个阶段。 第一阶段(19711974年) 1971年11月,Intel公司推出4位微处理器Intel 4004,并配 有RAM,ROM和移位寄存器等芯片,构成第一台MCS-4微型计算机。 1972年4月,Intel公司又推出8位微处理器Intel 8008。
6、这些微处理器虽说还不是单片机,但从此拉开了研制单片机 的序幕。,第二阶段(19741978年):初级单片机阶段 以Intel公司MCS-48为代表,这个系列的单片机内集成了8位 CPU,并行I/O,8位T/C,寻址范围不大于4K,且无串行口。 第三阶段(19781983年):高性能单片机阶段 以Intel公司MCS-51系列为代表,与此同时,Motorola公司推 出6801、Zilog公司推出Z8、Rokwell公司推出6501、6502等。 此类单片机普遍带有串行口,有多级中断处理系统,16位C/T, 片内RAM,ROM容量加大,且寻址范围可达64K字节,有的片内还 带有A/D转换器接口。
7、 第四阶段(1983年):8位单片机巩固发展及16位单片机推 出阶段 在此阶段,一方面发展16位单片机及专用单片机,另一方面,,不断完善高档8位单片机,改善其结构,以满足不同的用户需要。 例如:Intel公司推出的MCS-96系列单片机,即为16位机的 典型代表。它与MCS-51相比,不但字长增加一倍,而且还具有 4路或8路的10位A/D转换功能。 例如:对于MCS-51系列,近年来,Intel公司在提高该系列 产品性能方面作了不少工作,相继推出了不少新产品。,1.2.2 MCS-51单片机系列,MCS-51系列单片机分类,MCS-51系列单片机的分类 (1)、制造工艺 HMOS工艺:高速度、
8、高密度。 CHMOS工艺:高速度、高密度、低功耗。 (2)、功能 51子系列:基本型 52子系列:增强型 (3)、片内程序存储器配置 掩膜ROM:8051 EPROM:8751 没有:8031 E2PROM:8951,1.2.3 80C51单片机系列,Intel公司80C51单片机系列 (CHMOS工艺制造,与MCS-51系列单片机兼容),1.3 单片机的应用,1.3.1 单片机应用的特点 单片机的特点: (1)、具有优异的性能价格比; (2)、集成度高,体积小,可靠性高; (3)、控制功能强; (4)、低电压,低功耗。 其工作电压可以为2.2V以下,有的甚至为1.2V或0.9V以下。 功耗为uA级,一粒钮扣电池即可长期使用。 单片机应用的特点: (1)、控制系统在线应用; (2)、软硬件结合;,(3)、应用现场环境恶劣; (4)、应用的广泛性及其重要意义; 1.3.2 单片机的应用领域 (1)、工业自动化方面; (2)、仪器仪表方面; (3)、家用电器方面; (4)、信息和通信产品方面; (5)、军事装备方面。 作业:P810,填空题,选择题,结束,单片机AT89C52外形图,单片机AT89C52外形图,返回,MCS-51单片机系统结构框图,返回,微型计算机结构框图,返回,单片机最小系统框图,返回,简单的单片机系统框图,返回,复杂的单片机应用系统框图,返回,