单片机概复制本章重点

《单片机概复制本章重点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机概复制本章重点（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,本 章 重 点,什么是单片机的？单片机的简称 单片机的分类 单片机的应用范围及开发过程 数制及编码 课时安排：1个课时,2,第1章 单片机概述,1.1 什么是单片机 1.2 数制与编码 1.3 存储器分类介绍 1.4 单片机的历史及发展趋势 1.5 单片机特点及系统组成 1.6 80C51系列概述 1.7 单片机的应用开发 思考题,3,1.1 什么是单片机,单片机就是单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer)。为了强调其控制属性，在国际上，多把单片机称为微控制器MCU（MicroController Unit）。,微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:,4,这

2、种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：,5,CPU,CPU芯片,内存条,存储器接口,存储器芯片,输入输出接口,输入输出接口 芯片,定时计数器 芯片,A/D、D/A 芯片,单板机,印 刷 电 路 板,6,单 硅 晶 片,CPU,存储器,控制电路,定时器,时钟电路,I / O口,单片机,7,单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器 (CPU)，存储器（RAM，ROM，EPROM）和各种输入输出接口（定时器/计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器等），这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。,8,9,10,单片机和微处理器,微处理器MPU（Micro P

3、rocessor Unit）是计算机的核心部件，计算机系统的主要用途是科学计算、数据处理、图象分析、数据库管理、人工智能、数字模拟和仿真等。为了满足人们对海量数值运算的需求，8位、16位的MPU已被淘汰，32位机也以每两三年换代一次的速度发展。,单片机MCU主要用于控制目的。要求构成的检测控制系统有实时、快速的外部响应，能迅速采集到大量数据，做出逻辑判断与推理后实现对被控制对象的参数调整与控制。单片的发展方向现在仍是以8位为主，32为辅。,微计算机技术的发展，形成了两大分支：微处理器和单片机。,11,单片机和嵌入式系统,什么是嵌入式系统？,嵌入式系统是面向测控对象，嵌入到应用系统中的计算机系统

4、的统称。嵌入式系统通常有工控计算机、通用CPU模块、嵌入式微处理器、嵌入式微控制器。前两者是基于通用CPU的计算机系统，后两者是芯片形态的计算机系统。嵌入式微控制器则是嵌入式系统概念广泛使用后，给传统单片机定位的称呼。,12,为什么说单片机是典型的嵌入式系统？,单片机从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的。它体积小、控制能力强、抗干扰能力强、指令丰富，并且包含位处理指令，等等这些特性都使得单片机能最好地满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行，以及非凡的控制品质要求。因此，单片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。,13,1.2 数制与编码,1.2.1 英文字符的

5、表示方法ASCII码,1.2.2 BCD码(二进制编码的十进制数),1.2.3 计算机中带符号数的表示方法,14,1.2.1 英文字符的表示方法ASCII码,由于计算机只能处理二进制数，因此除了数值本身需要用二进制数形式表示外，字符，包括数码(如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9)、字母(如A，B，C，D，X，Y，Z及a，b，c，d，x，y，z)、特殊符号(如%，!，+，-，=等)也必须用二进制数表示，即在计算机中需将数码、字母、特殊符号等代码化，以便于计算机识别、存储和处理。,15,目前计算机系统中普遍采用美国标准信息交换代码(American Standard Code for Inf

6、ormation Interchange II，简称ASCII码)。该标准用7位二进制数表示一个字符，最多可以表示128个字符。,128个字符对于某些特殊应用来说可能不够，因此就采用8 位的ASCII，即扩展ASCII码（共256个代码）。其中前128 （高位为0）个编码用于表示基本的ASCII码，基本ASCII码 主要用于表示数字、英文字母、标点符号、控制字符等；后 128（高位为1）个编码用于表示扩展的ASCII码，扩展ASCII 用于表示一些特殊的符号，如希腊字母等。,16,1.2.2 BCD码(二进制编码的十进制数),二进制数以其物理易实现和运算简单的优点在 计算机中得到了广泛应用，但

7、人们日常习惯最熟悉 的还是十进制。为了既满足人们的习惯，又能让计 算机接受，便引入了BCD码。它用二进制数码按 照不同规律编码来表示十进制数，这样的十进制数 的二进制编码，既具有二进制的形式，又具有十进 制的特点，便于传递处理。,17,18,注：在BCD码中，不使用1010（0AH）1111（0FH）。,例如: （1） 78.43 (0111 1000 . 0100 0011)BCD,（2） (0110 1001 . 0001 0101)BCD 69.15,19,1.2.3 计算机中带符号数的表示方法 原码、反码、补码,在计算机中，对于带符号数来说，一般用最高位表示 数的正、负。对于正数，最高

8、位规定为“0”，对于负数，最高位为“1”。,20,计算机中用三种方式来表示带符号数，分别是： 原码、反码、补码。,（1）原码 用最高位表示数的正负（正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示），其余各位表示该数的绝对值，这种表示方法称为原码。,例如：115和-115在计算机中(设机器字长为8位)，其原码可分别表示为 +115原01110011B； -115原11110011B,21,（2）反码 反码可由原码得到，如果是正数，则其反码和原码相同，如果是负数，则其反码除符号为1外，其它各位取反（即1转换为0，0转换为1），这种表示方法称为反码。,（3）补码 补码可由反码得到，如果是正数，则其补码和

9、反码相同，如果是负数，则其补码为反码加1，这种表示方法称为补码。,22,【例1】假设X1+83，X2-76，当用8位二进制数表示 一个数时，求X1、X2的原码、反码及补码。,解: X1原X1反X1补01010011B X2原11001100B X2反10110011B X2补X反110110100B,综上所述可归纳为:,正数的原码、反码、补码就是该数本身； 负数的原码其符号位为1，数值位不变； 负数的反码其符号位为1，数值位逐位求反； 负数的补码其符号位为1，数值位逐位求反并在末位加1。,23,1.3 存储器分类介绍,存储器的分类方法很多，例如： 从材料和电路类型，分为磁芯存储器、半导体存储器

10、、 电藕荷存储器等。 从其与微处理器的关系，分为内存和外存。通常把直接同CPU进行信息交换的存储器称为内存；而把通过内存间接与CPU进行信息交换的存储器称为外存，如磁盘、光盘等。 对于单片机所使用的半导体存储器，在功能上按如下方式分类：,24,1、只读存储器ROM（Read Only Memory） ROM在设计之初是只能读出不能写入，特点是掉电后信息不会丢失。因此一般用来存放固定程序、数据表、字库等。,（1）掩膜ROM 也称固定ROM，是由厂家编好程序写入ROM供用户使用，用户不能更改它。,25,（3）可改写的只读存储器EPROM（Erasable Programmable ROM） 它的内

11、容可由通过紫外线擦除，擦除后又可重新写入。,（2）可编程序的只读存储器PROM（Programmable ROM） 它的内容可由用户一次写入，就只能读出，不能再改写。,26,2、随机存储器RAM（Random Access Memory） RAM又叫读写存储器，不仅能读取数据，还能随时写入新的数据，覆盖原来的数据。但是掉电后RAM中的信息全部丢失，因此常用于存放经常改变的程序或中间结果等信息。,（1）静态SRAM（Static RAM） 其特点是为只要有电源加于存储器，数据就能长期保留。,（2）动态DRAM（Dynamic RAM） 写入的信息只能保持若干ms的时间，因此，每隔一定时间必须重新

12、写入一次，以保持原来的信息不变。,27,3、可现场改写的非易失存储器 特点是：从原理上，它们属于ROM型存储器；从功能上，它们又可以随时改写信息，相当于RAM。所以，ROM、RAM的定义和划分已逐渐失去意义。典型代表是“FLASH”。,FLASH 这种存储器是在EPROM和E PROM的制造基础上产生的一种非易失存储器。集成度高，制造成本低，具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又具有ROM在掉电后信息不丢失的特点，所以发展很快。,28,1.4 单片机的历史及发展趋势,第一阶段（19741976年）：单片机初级阶段。因工艺限制，此时的单片机是一位的。,第二阶段（19761978年）：低性能

13、单片机阶段。以Intel公司制造的MCS-48单片机为代表，集成了8位CPU、并行I/O口、8位定时器/计数器、RAM、ROM。为单片机的发展奠定了坚实的基础。,29,第三阶段（19781982）：高性能单片机阶段。典型代表有Intel公司制造的MCS-51系列单片机、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z8等。带有串口，多级中断系统， 定时器/计数器、片内RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB。,第四阶段（1982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。此阶段的主要特征是一方面发展16位单片机、32位单片机及专用型单片机；另一方面不断完善高档8位单片

14、机，以满足不同的用户需求。16位单片机的典型产品如Intel公司生产的MCS-96系列单片机。,30,单片机的发展趋势将是向大容量、高性能、外围电路内装化等方面发展，满足不同用户的需求。,二、单片机的发展趋势,1、CPU的改进 采用双CPU 结构，增加数据总线宽度，串行总线结构。,3、片内I/O的改进 增加并行口的驱动能力，增加I/O口的逻辑控制功能，设置一些特殊的串行接口，为构成网络化系统提供条件。,31,4、外围电路内装化 随着集成度的不断提高，有可能把众多的外围功能器件集成在片内。除了一般必须具有的ROM、RAM、定时器/计数器、中断系统外，还可能集成A/D转换器、D/A转换器、DMA控

15、制器、中断控制器、频率合成器、字符发生器、声音发生器、CRT控制器等。,5、低功耗化 8位单片机中有二分之一的产品已CMOS化，CMOS芯片的单片机具有功耗小的优点。例如采用CHMOS工艺的MCS-51系列单片机80C31/80C51/87C51在正常运行时，工作电路为16mA，Wait方式工作时，工作电路为3.7mA，Stop方式时，工作电路仅为50nA。,32,1.5 单片机特点及系统组成,（1）体积小，重量轻； （2）可靠性高，运行速度快，抗干扰能力强； （3）控制功能强，使用灵活，性价比高； （4）易扩展，易于开发； （5）受集成度限制，片内存储器容量较小，一般内ROM在8KB以下，内

16、RAM在256B以内。,一、单片机特点：,33,二、单片机系统的组成：,34,单片机系统,35,1.6 80C51系列概述,一、MCS-51系列 （1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种，如：,8051/8751/8031； 8052/8752/8032； 80C51/87C51/80C31 80C52/87C52/80C32等 。,36,（2）该系列生产工艺有两种：,CHMOS是CMOS和HMOS的结合，既保持了HMOS高速度和高密度的特点，还具有CMOS的低功耗的特点。在产品型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS芯片，CHMOS芯片的电平既与TTL电平兼容，又与CMOS电平兼容。,一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。二是CHMOS工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。,37,（3）在功能上，该系列单片机有基本型和增强型两大类：,增强型： 8052/8752/8032 80C5