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1、第1章 单片机的基础知识,1.1 单片机概述,一、单片机的结构与组成,1.什么是单片机？,(1)具有微机系统基本结构,(2)集成度很高,(3)控制能力很强,(4)一种芯片,2.单片机的一般结构,1.1 单片机概述,1.1 单片机概述,(1)中央处理器（CPU）：核心单元,(2)程序存储器（ROM）：存放用户程序 #特点只读存储器，断电信息不丢失 #分类EPROM、MaskROM、OTPROM、 Flash存储器（常用）,(3)数据存储器（RAM）：存放临时工作变量和数据,#特点随机存储器，可反复读写，断电后信息丢失,(4)输入/输出端口(I/O端口)：,1.1 单片机概述,I 并行I/O口：独
2、立双向I/O口，输入/输出功能由程序设定,(5)定时/计数器：对内部精确定时，对外部时钟脉冲计数,串行I/O口：接串行设备、串行通信,(6)系统时钟：外部时钟、内部时钟,3.单片机分类与指标,(1)分类：专用型（针对某种特殊场合专门设计的芯片）； 通用型（资源丰富、功能全面，通常所谓单片机）,(2)性能指标：,1.1 单片机概述,#位数：越高性能越好，处理速度越快,#存储器：容量越大性能越好,#I/O口：数量和驱动能力越高越好,#速度：即CPU处理速度，越高性能越好；与位数和 系统时钟（非决定性）有关,#工作电压：通常为5 V，存在宽电压范围型,#功耗：越低越好,#使用温度：范围越宽越好；分民
3、用级、工业级和军用级,1.1 单片机概述,(1) 1976年，Intel公司，第一款8位单片机MCS-48系列,4.MCS-51单片机及其兼容产品,(2) 8位机典型产品：Intel，MCS-51系列；Motorola，MC68 系列；Microchip，PIC系列；Atmel，AT89系列 等,(3)目前国内最常用8位机：AT89系列（基于MCS-51内核）,(4)MCS-51单片机优点：,性价比高,开发装置多,国内技术人员熟悉,芯片功能够用、适用,芯片制造商多,1.2 其它常用单片机系列,1. Microchip公司，PIC系列：国内普及率较低,2. TI公司，MSP430系列：超低功耗,
4、3. Atmel公司，AVR系列：功能强大，适合C语言应用,4. ADI公司，ADuC8xx系列：内部集成A/D转换功能,5. Motorola公司，68HCxx系列：功能强，但普及率低,1.3 单片机特点及应用领域,一. 单片机与通用微机的不同,1. 存储器ROM和RAM严格分工,2. 采用面向控制的指令系统,4. 品种规格系列化,5. 硬件功能具有广泛通用性,3. I/O端口有多种功能,二. 单片机的特点,1. 性价比高,2. 体积小、可靠性高,4. 使用方便容易产品化,1. 智能化家用电器,3. 控制能力强,三. 单片机的应用领域,2. 办公自动化设备,1.3 单片机特点及应用领域,3.
5、 商业营销设备,4. 工业自动化设备,6. 智能化通信产品,5. 智能化仪表,1.3 单片机特点及应用领域,7. 汽车电子产品,8. 航空航天系统及尖端武器,1.4 单片机应用系统,一. 单片机应用系统组成,1. 硬件：组成应用系统的物理实体,2. 软件：对硬件使用和控制的程序,1. 输入电平,* AT89C51的I/O端口为数字端口 *,二. 单片机的I/O电平（AT89C51）,高电平：v 2 V,低电平：v 0.8 V,TTL电平,【注】不同单片机高低电平规定值有差别！,1.4 单片机应用系统,2. 输出电平,高电平：v 2.4 V,低电平：v 0.45 V,小于额定负载时,* AT89
6、C51简单应用系统举例*,【注】输出电平跟负载有关。,1.4 单片机应用系统,电源,地端,I/O端口,I/O端口,时钟引脚,复位引脚,扩展控制端,扩展控制端,扩展控制端,1.4 单片机应用系统,复位电路,时钟电路,系统输入端,1.4 单片机应用系统,晶体管作用？,三. 单片机系统中晶体管的作用,1.4 单片机应用系统,1. 用作开关（如图1-2）：增加驱动能力,2. 用作输入缓冲,输出高低电平满足TTL电平，可直接作为单片机输入。,四. 一个简单应用系统 (如图1-2),例1-1（题意略）C51语言程序：,#include sbit P20=P20; sbit P32=P32; main( )
7、 P32=1; If (P32=0) P20=1; else P20=0; ,1.4 单片机应用系统,1.5 数制与编码,一. 进位计数制 （略）,二. 数制转换 （略）,【注】：,三. 二进制和十六进制的运算,1.进制表示方法: (9)10=9 D; (110)2=110 B; (3C)16=3C H,3.运算方法：将两数按权位对齐，逐位进行运算,可省略,四. 数码和字符的代码表示,1.5 数制与编码,1. 位、字节、字,(1)位(bit)：数据最小存储单位,取值“0”或“1”,(2)字节(BYTE)：,计算机存储信息的基本数据单位，简记为“B”,常用容量单位：,1 B8 bit,210 B1024 B1 KB,210 KB1024 KB1 MB,210 MB1024 MB1 GB,【注】区别字节单位 “B”与二进制数标识 “B”,1.5 数制与编码,单字节数据可分为高位和低位(按权左高右低),字节的取值范围,(3)字(WORD)：1 Word2 Byte16 bit (不常用),(4)字宽(长)：CPU每次能处理的二进制数的位数,(5)寻址范围和寻址空间：,寻址范围：CPU可查找的地址范围,寻址空间：CPU可查找的存储空间(容量),举例：51单片机，8根(位)数据总线、16根地址总线,2. 二十进制码（略）,3. ASCII码（略）,
