[工学]单片机第01章dpj

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1、单片机原理及应用主讲：朱兆优课程主要内容 1、单片机的概念和发展 2、单片机体系结构 3、单片机指令系统 4、单片机汇编程序设计 5、单片机中断系统 6、单片机内部功能部件的使用，包括定时器/计数器、 串行口、A/D、D/A、Data Flash、E2PROM、PCA、 IAP、ISP、Watch Dog、低功耗设计等等。 7、单片机系统的扩展 8、单片机与键盘、显示、打印机接口设计 9、单片机与A/D、D/A转换器接口 10、单片机应用的计算机仿真 11、单片机应用系统设计课程学习和考核：(1) 理论与实践并重；(2)多做实验研究和翻阅电子杂志；(3) 课内、课外相结合，加强动手能力训练；

2、(4)考试占60%，平时和实验占40%。主教材和参考教材：主教材：单片机原理与应用电子工业出版社，朱兆优等编著参考教材：(1)单片机原理及应用高等教育出版社，张毅刚等编写(2) 单片微型计算机原理及应用西安电子科技大学出版社，张毅坤等编写 等等第1章 单片机系统概述主讲：朱兆优本章学习要点：(1) 单片机和嵌入式系统的概念，单片机与PC机的区别和联系；(2) 单片机的发展历程、趋势和应用领域；(3) 单片机的分类、主要特性、主要生产厂家、常用系列和主要芯片型号。 第1章 单片机概述 单片机产生于20世纪70年代。单片机的特点：体积小，重量轻，抗干扰能力强，对 运行环境要求不高，价格低廉，可靠性

3、 高，灵活性好。单片机已广泛应用在：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、什么是计计算机？(CPU、 RAM、ROM、I/O)2、什么是单单片机？ 剪裁计算机的功能部件后在一块半导体硅片上集成如下部件的芯片称为单片机：(1)微处理器(CPU)(2)存储器(RAM、ROM或EPROM)(3)各种输入、输出接口1.1 什么是单片机3、嵌入式系统（Embedded syxtem）面向特定应用，隐藏或嵌入于应用系统或产品内部的专业计算机系统4、单片机（嵌入式系统）具有一台计算机的属性。也称为：微控制器 MCU(MicroController Unit)嵌

4、入式控制器 EMCU（Embedded icroController Unit）在我国，习惯使用“单片机”这一名称。5、单片机的组成结构1.2 单片机的发展概况五个阶段:第一阶段(1974年1976年)：单片机初级阶段。双片的形式，且功能比较简单。第二阶段（1976年1978年）:低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。第三阶段(1978年现在)：高性能单片机阶段。 Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。第四阶段(1982年现在)：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。第五阶段（1990至今）：微控制器的全面发展

5、阶段 。 Intel公司单片机系列典型产品：MCS-48 （8035、8048、8748）MCS-51（8031、8051、8751）MCS-52（8032、8052、8752）MCS-96（8098、8398、8798）注意： 这些产品在实际应用中已经淘汰，但其原理尚 存，并继续发扬光大。1.3 单片机的特点：1小巧灵活、成本低、易于产品化2面向控制，完成各种控制任务 3抗干扰能力强，适应温度范围宽4可以很方便地实现多机和分布式控制 1.4 8位单片机的主要生产厂家和机型（1）美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型系列。 （2）中国STC宏晶科技的STC89C系列 和STC1

6、2xxxx （3）台湾Winbond的W78C52和W78C54系列 （4）美国Atmel公司AT89和AT90系列 以及PIC系列、MSP430系列、C8051F系列等等。51系列单片机在我国广泛应用；8051单片机品种多、兼容性好、性价比高；51系列的软、硬件设计资料丰富齐全；51系列单片机及其衍生兼容机型仍将是主流产品，是现代工业检测、控制应用的重要机型。 MCS-51系列单片机的演绎20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把8051内核技术转让给厂家。这些厂家生产的兼容单片机，与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺。如：AMTEL、PHILIPS、ANAL

7、OG DEVICES、DALLAS公司。不应直接称8051单片机为MCS-51系列单片机。MCS只是特指Intel公司生产的单片机的符号,即MCS-51系列。80C51系列：所有的具有8051指令系统的单片机，带C的是低功耗型。按字长分：4位、8位、16位和32位单片机。 在8位单片机家族中，主流产品有：（1）80C51内核（2）Motorola内核（3）PIC内核的单片机。 1.5 8位单片机介绍1、增强型STC单片机 STC是2005年推出中国本土的第一款具有全球竞争力的、且与MCS-51兼容的STC单片机。 主要产品型号：见表1-3STC89C51RC（4kB/512B）都有8个中断源，

8、可分4个优先级STC89C52RC （8kB/512B）STC89C53RC（13kB/512B）中断源：INT0、T0、INT1、T1、UART、T2、INT2、INT31.5.1 80C51单片机介绍STC12C5201 （1k/256、8个中断源）TC12C5201PWM（1k/256、2个PWM 、8个中断源）STC12C5201AD （1k/256、2个PWM 、8个中断源和8个8位A/D）STC12C5202 （2k/256、8个中断源）普通89C51有4kB/128B，5个中断源，2优先级普通89C52只有8kB/256B ，6个中断源，2、NXP增强型单片机Philips公司的

9、P89LPC900系列是采用了增强型80C51内核制造而成的增强高档型单片机。主要产品型号：P89LPC9321、P89LPC936、P89LPC938P89C51、P89C523AVR高速型单片机是ATMEL 公司于1997年由A先生和V先生结合Flash技术，推出全新配置的精简指令集（RISC）8位单片机。主要产品型号有：ATtiny13，ATtiny24、AT90S8535、ATmega8 。4C8051Fxxx系列高速单片机 是Cygnal公司推出的、与8051指令集兼容的单片机，弥补了8051系列单片机的速度慢、内部资源少的不足。如：C8051F120-4K RAM、128K ROM

10、、8个I/O口、12位A/D、100引脚C8051F022-4K RAM、64K ROM、8个I/O口、12位A/D、100引脚C8051F023-4K RAM、64K ROM、4个I/O口、10位A/D 、64引脚5专用型 针对某一种产品或某一种控制应用而专门设计的，设计时已使结构最简，软硬件应用最优，可靠性及应用成本最佳。例如：电子表、电话机、电视机和空调里的就嵌入了一种专用型单片机。 1.5.2 Motorola内核的单片机 Motorola公司是世界上最大的单片机厂商之一。1、MC68HC05采用HCMOS工艺制造，是一种高性能、低功耗的8位单片机 。2、MC68HC08系列单片机是在

11、MC68HC05的基础上进行改进后的8位单片机。 1.5.3 PIC内核的单片机 PIC系列单片机是美国Microchip微芯公司的制造的另一款8位单片机。特点：1、采用RISC指令集2、33条指令，指令最短执行时间160ns3、指令系统和开发工具与8051系列不同。 主要有：PIC16C5X、PIC16CXX、PIC17CXX和PIC18CXXX系列 1.5.4 其他公司8位单片机1、MDT20xx系列单片机2、日本TOSHIBA的4位机、8位机 3、Zilog公司的单片机Z84、EPSON公司的单片机 5、NS公司的 COP8单片机 6、先锋Chipcon公司推出了全新概念的新一代ZigB

12、ee无线单片机CC2430/CC24317、富士通单片机MB89P935C。等等1.6 16位和32位单片机系列介绍 1.6.1 16位单片机是高性能单片机。主要有：1、凌阳16位单片机2、TI公司的MSP430C系列（极低功耗的单片机）3、PIC18CXXX系列单片机。 1.6.2 32位单片机 32位单片机又称嵌入式处理器，是面向特定应用，隐藏于应用系统或电子产品内部的专用计算机。 主要有：Philips公司的LPC2220系列SAMSUNG公司的S3C44B0X系列IBM公司的PowerPC系列MIPS公司的MIPS系列Sun公司的Sparc ARM公司的ARM系列嵌入式处理器。 1.7

13、 单片机的发展趋势 1改进CPU结构 2低电压、低功耗CMOS化 3改善存储器性能 4改进I/O口性能 5外围电路内装化 6主流与多品种共存 7片内ROM中固化应用软件和系统软件 1.8 单片机的应用单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。使用温度：民品： 0C +70C工业品： -40C +85C军品： -65C +125C。在下述的各个领域广泛的应用：1、测控系统2、智能仪器仪表3消费类电子产品4机电一体化产品5武器装备6终端及外部设备智能接口7通信技术 8多机分布式系统 1.9 单片机技术主要网站介绍STC单片机（http:/）周立功单片机（http:/）C51 BBS论坛

14、（http:/www.C）中国电子网（http:/）嵌入式公社（http:/ 本章小结1、单片机的概念2、单片机厂家、常用系列，主要芯片型号3、单片机的发展历程和今后的发展趋势4、单片机的应用领域5、8051系列单片机的主要类型与特性思考题及习题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？