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1、微机原理与单片机应用微机原理与单片机应用单片机原理与应用单片机原理与应用教材：单片机原理与应用技术教材：单片机原理与应用技术 高惠芳主编，高惠芳主编，2010参考教材：参考教材：1.1.单片机基础（第单片机基础（第3 3版）版） 李广第等李广第等2. 2. 单片机的单片机的C C语言应用程序设计语言应用程序设计 马忠梅等马忠梅等3. 单片机原理及应用，李全利等编著，清华大学出版社，单片机原理及应用，李全利等编著，清华大学出版社，20064. 单片机原理及应用基础，元增民等编，单片机原理及应用基础，元增民等编，国防科技大学出版社，国防科技大学出版社，20065. 单片机原理与应用及单片机原理与应
2、用及C51程序设计，谢维成等编，程序设计，谢维成等编， 清华大学出版社，清华大学出版社，2006课程要求课程要求学习与应用80C51，掌握其软硬件知识，硬件知识包括51内核、存储器、I/O端口、定时计数器、中断系统、时钟复位系统等，软件知识包括80C51的寻址方式、指令系统、80C51单片机的C语言程序设计及应用等。在此基础上，重视实验实践环节。重点是应用，必须学会独立构建基于80C51的简单应用系统，这是本课程学习的主要目标.课程基础课程基础计算机技术基础知识计算机技术基础知识数字电路技术数字电路技术模拟电路技术模拟电路技术C C语言程序设计语言程序设计 微机原理微机原理 第一章第一章 单片
3、机概述单片机概述1.1 单片机的基本概念单片机的基本概念1.1.1 什么是单片机什么是单片机普通计算机普通计算机的组成结构的组成结构单片机的典型结构单片机的典型结构 C P U 存 储 器定 时 器 / 计 数 器 中 断 系 统P0-P3TxDRxD CTCINT并行I/O口串行I/O口把把CPU、RAM、ROM、定时计数器，以及输入、定时计数器，以及输入输出（输出（I/O）接口电路等计算机的主要部件集成）接口电路等计算机的主要部件集成在一块芯片上在一块芯片上 元器件实物图元器件实物图单片机芯片单片机芯片AT89C51AT89S51AT89S52AT89C20511.1.2 微控制器微控制器
4、MCU1、the single-chip micro-computer2、MCU：microcontroller unit1.1.3 单片机的使用单片机的使用单片机开发环境单片机开发环境指的是一种在指的是一种在PC机上的软件，通常它具有机上的软件，通常它具有编辑程序、交叉编译、生成执行代码文件的功能。编辑程序、交叉编译、生成执行代码文件的功能。 MCS51系列，可使用系列，可使用Keil Vision 集成开发环境集成开发环境 AVR系列单片机，可使用系列单片机，可使用AVR Studio 集成开发环境集成开发环境单片机开发语言有汇编和单片机开发语言有汇编和C语言语言 1.2 单片机的发展概况
5、单片机的发展概况1.2.1 单片机的发展历史单片机的发展历史1.第一阶段（第一阶段（19761978）：探索阶段）：探索阶段Intel公司的公司的MCS-48第一次采用了单片结构第一次采用了单片结构 在一块芯片内集成了：在一块芯片内集成了：8位位CPU、定时、定时/计数器、并行计数器、并行I/O口、口、RAM和和ROM等。等。 体积小，功能全，价格低体积小，功能全，价格低 2. 第二阶段（第二阶段（19781982）：高性能单片机阶段）：高性能单片机阶段8位单片机：位单片机：Zilog公司的公司的Z8系列系列 Intel公司的公司的MCS-51系列系列 Motorola公司的公司的6801和和
6、6802系列系列 Rokwell公司的公司的6501及及6502系列系列 带有串行带有串行I/O口，口，8位数据线、位数据线、16位地址线位地址线可以寻址的范围达到可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、字节、控制总线、较丰富的指令系统等。较丰富的指令系统等。3. 第三阶段（第三阶段（19821990）：新的平台）：新的平台 16位单片机：位单片机：Intel的的MCS96系列为代表系列为代表 集成了集成了CPU、RAM、ROM、多种的、多种的I/O接口、接口、多种中断系统，甚至还有一些带多种中断系统，甚至还有一些带A/D转换器的单片机，转换器的单片机，功能越来越强大，功能越来越强大，RAM和
7、和ROM的容量也越来越大的容量也越来越大 4. 第四阶段（第四阶段（1990 2000） 新的高性能的单片机不断出现，新的高性能的单片机不断出现，新单片机普遍采用新单片机普遍采用RISC架构，向高速、高集成度、架构，向高速、高集成度、数模混合、超低功耗方向发展。数模混合、超低功耗方向发展。5. 现阶段：（现阶段：（2001年年）32位微控制器应用日益广泛，许多应用场合在单片机上位微控制器应用日益广泛，许多应用场合在单片机上大量使用大量使用RTOS（实时操作系统），（实时操作系统），Embedded System获得较大发展。获得较大发展。在专用单片机发展方面，在专用单片机发展方面，SOC开始从
8、概念走向实际应用。开始从概念走向实际应用。1.2.2 MCS-51系列单片机的发展系列单片机的发展 Intel公司于公司于1980年推出年推出8位的位的8051单片机，称为单片机，称为MCS-51系列系列 Atmel公司，公司，ROM为为Flash 即即AT89系列系列Philips半导体公司（现为半导体公司（现为NXP） ADI公司，公司，ADuC8x系列单片机，系列单片机，SOC Cygnal公司（后被公司（后被Silicon Labs公司收购），公司收购），SOC Cypress公司的公司的CY7C68系列，主要用于系列，主要用于USB接口应用。接口应用。 1.2.3 现阶段主流单片机系
9、列简介现阶段主流单片机系列简介 4位单片机一般用于大量生产领域，主要是要求控制功能简单位单片机一般用于大量生产领域，主要是要求控制功能简单的电子玩具、家用电器等，开发时一般采用汇编（的电子玩具、家用电器等，开发时一般采用汇编（ASM）语）语言编写程序。言编写程序。 8位主流单片机的种类很多，有如下所示：位主流单片机的种类很多，有如下所示：(1) Intel MCS-51兼容单片机兼容单片机 (2) Microchip PIC16C5X/6X/7X/8X系列，系列，PIC17C、PIC18C系列系列(3) Freescale 68HC908、68S08系列系列(4) Atmel AVR系列系列
10、(5) 义隆义隆 EM78系列系列16位主流单片机，如下所示：位主流单片机，如下所示：(1) Intel MCS-96系列：系列： 80C196(2) TI MSP430系列系列(3) Microchip PIC24C系列系列(4) Maxim MAXQ系列系列(5) 凌阳凌阳 SPMC75系列系列(6) Freescale MC68S12系列系列TM(7) Renesas R8C系列系列32位主流单片机，如下所示位主流单片机，如下所示 (1)ST STM32（Cortex-M3）(2) Atmel AT32UC3B系列（系列（AVR32）(3) NXP LPC2000系列（系列（ARM7内核
11、）内核）(4) Luminary Micro （TI收购）的收购）的Stellaris(群星群星)系列系列 （ARM Cortex-M3内核）内核）1.3 单片机的应用特点与应用领域单片机的应用特点与应用领域1.3.1单片机应用特点单片机应用特点1.应用现场环境恶劣应用现场环境恶劣2.软硬件结合软硬件结合3.灵活定制灵活定制4.升级方便升级方便5.应用广泛应用广泛6.成本低廉成本低廉7.低功耗低功耗 1.3.2单片机应用领域单片机应用领域 1.工业控制、工业自动化工业控制、工业自动化 2.仪器仪表仪器仪表3.家用电器家用电器4.数码产品数码产品/手持便携式产品手持便携式产品5.通信设备通信设备
12、6.医疗设备医疗设备7.汽车汽车8.军事装备军事装备1.4 单片机的发展趋势单片机的发展趋势 1.低成本低成本2.低功耗低功耗3.低电压低电压4.高速高速5.集成更多外设、混合信号处理集成更多外设、混合信号处理在单片机中已出现的各类新颖接口有数十种：在单片机中已出现的各类新颖接口有数十种：如如A/D转换器、转换器、D/A转换器、转换器、DMA控制器、控制器、CRT控制器、控制器、LCD驱动器、驱动器、LED驱动器、正弦波发生器、声音发生器、驱动器、正弦波发生器、声音发生器、字符发生器、波特率发生器、锁相环字符发生器、波特率发生器、锁相环(PLL)、频率合成器、频率合成器、脉宽调制器脉宽调制器(PWM)等等。等等。有的单片机可输出大电流和高电压，加强了有的单片机可输出大电流和高电压，加强了I/O的驱动能力的驱动能力有的单片机可直接驱动荧光显示管（有的单片机可直接驱动荧光显示管（VFD），液晶显示管），液晶显示管（LCD）和七段数码显示管（）和七段数码显示管（LED）等；）等；对于片内的定时对于片内的定时/计数器，计数器，有些单片机增加了时间监视器（有些单片机增加了时间监视器（Watchdog Timer）功能；）功能；6.高性能高性能7.高可靠性高可靠性 8.减小封装减小封装
