单片机硬件电路设计

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1、单片机应用设计单片机应用设计单片机应用设计单片机应用设计 概述概述 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片 集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善 的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的

2、 控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规 定的任务。定的任务。定的任务。定的任务。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、 家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、

3、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能 玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控 制等领域。制等领域。制等领域。制等领域。 单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片单片机是一种大规模的具有计算机基本功能的单片 集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量

4、外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善集成电路。可以与少量外围电路构成一个小而完善 的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的的计算机系统。芯片内置和外围的电路能在软件的 控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规 定的任务。定的任务。定的任务。定的任务。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有

5、体积小、功耗低、控制功能强、扩单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩 展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、展灵活、使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表、 家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能家用电器、医用设备、航空航天、通信产品、智能 玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过程控玩具、汽车电子、专用设备的智能化管理及过

6、程控 制等领域。制等领域。制等领域。制等领域。 单片机类型单片机类型集中指令集（集中指令集（集中指令集（集中指令集（CISCCISCCISCCISC）和精简指令集（）和精简指令集（）和精简指令集（）和精简指令集（RISCRISCRISCRISC） 采用采用采用采用CISCCISCCISCCISC结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复 用，即所谓冯用，即所谓冯用，即所谓冯用，即所谓冯. . . .诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功

7、 能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度 受限，价格亦高。受限，价格亦高。受限，价格亦高。受限，价格亦高。 采用采用采用采用RISCRISCRISCRISC结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离 ，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同 时进行，且由于

8、一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指 令较同类令较同类令较同类令较同类CISCCISCCISCCISC单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息 ，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片 机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单

9、字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大 大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。集中指令集（集中指令集（集中指令集（集中指令集（CISCCISCCISCCISC）和精简指令集（）和精简指令集（）和精简指令集（）和精简指令集（RISCRISCRISCRISC） 采用采用采用采用CISCCISCCISCCISC结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复结构的单片机数据线和指令线分时复 用，即所谓冯用，即所谓冯用，即所谓冯用，即所谓冯. .

10、. .诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功诺伊曼结构。它的指令丰富，功 能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度 受限，价格亦高。受限，价格亦高。受限，价格亦高。受限，价格亦高。 采用采用采用采用RISCRISCRISCRISC结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离结构的单片机，数据线和指令线分离 ，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得

11、取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同 时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指 令较同类令较同类令较同类令较同类CISCCISCCISCCISC单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息单片机指令包含更多的处理信息 ，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片，执行效率更高，速度亦

12、更快。同时，这种单片 机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大 大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。大提高，有利于实现超小型化。常用的几个系列单片机常用的几个系列单片机 MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51及其兼容系列：及其兼容系列：及其兼容系列：及其兼容系列： 英特尔公司的英特尔公司的英特尔公司的英特尔公司的MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51系列单片机是目前应系列单片机是目前应系列单片机是目前

13、应系列单片机是目前应 用最广泛的用最广泛的用最广泛的用最广泛的8 8 8 8位单片机之一，并且位单片机之一，并且位单片机之一，并且位单片机之一，并且ATMELATMELATMELATMEL、 PHILIPSPHILIPSPHILIPSPHILIPS、ADIADIADIADI、MAXIMMAXIMMAXIMMAXIM、LGLGLGLG、 SIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。 这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机

14、具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机具有运算与寻址能力强， 存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等 优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASHFLASHFLASHFLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于 仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。仪器

15、仪表、测控系统、嵌入系统等开发。仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开发。 MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51及其兼容系列：及其兼容系列：及其兼容系列：及其兼容系列： 英特尔公司的英特尔公司的英特尔公司的英特尔公司的MCS-51MCS-51MCS-51MCS-51系列单片机是目前应系列单片机是目前应系列单片机是目前应系列单片机是目前应 用最广泛的用最广泛的用最广泛的用最广泛的8 8 8 8位单片机之一，并且位单片机之一，并且位单片机之一，并且位单片机之一，并且ATMELATMELATMELATMEL、 PHILIPSPHILIPSPHILIPSPHILIPS、ADIADIADIADI、

16、MAXIMMAXIMMAXIMMAXIM、LGLGLGLG、 SIEMENSSIEMENSSIEMENSSIEMENS等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。等公司都有其兼容型号的芯片。 这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机具有运算与寻址能力强，这个系列的单片机具有运算与寻址能力强， 存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等存储空间大，片内集成外设丰富，功耗低等 优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内优点，其中大部分兼容芯片都含有片内 FLASHFLASHFLASHFLASH程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于程序存储器，价格便宜。适合应用于 仪器仪表、测控系统、嵌入系统等开