單片機第1章單片機概述

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1、11單片機原理及應用22第1章單片機概述33什么是單片機單片機的發(fā)展歷史與發(fā)展趨勢單片機的特點單片機的應用51系列單片機與其他單片機各類嵌入式處理器：區(qū)別與聯(lián)系主要內(nèi)容4420世紀70年代問世，廣泛地應用在工業(yè)自動化、自動檢測與控制、智能儀器儀表、機電一體化設備、汽車電子、家用電器等各個方面。1.1什么是單片機一片半導體硅片集成：中央處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、并行I/O、串行I/O、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計算機。具有微型計算機的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。1.2單片機的發(fā)展歷史1、芯片化探索階段２０世紀７０年代，美

2、國Fairchild(仙童)公司首先推出第一款單片機Ｆ-8,同期有Intel公司的4004（四位微處理器），拉開了研制單片機的序幕。代表芯片：MCS-48單片機系列8位CPU、1K字節(jié)ROM、64字節(jié)RAM、27根I/O線和1個8位定時/計數(shù)器。特點：嵌入式計算機系統(tǒng)的芯片集成設計，資源少，只保證基本控制功能。存儲器容量較小，尋址范圍?。ú淮笥?K），無串行接口，指令系統(tǒng)功能不強2、結(jié)構體系完善階段（80年代）代表芯片：MCS-51、MCS-96（16位機）特點：（奠定了典型的通用總線型單片機總線結(jié)構）總線結(jié)構：并行總線：８位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線，兩個獨立的地址空間串行總線：通

3、信總線，擴展總線指令系統(tǒng)：位處理功能和邏輯控制功能，滿足工業(yè)控制等方面需要功能單元的SFR（特殊功能寄存器）集中管理現(xiàn)在，MCS-51已成為公認的單片機經(jīng)典機種3、高速發(fā)展階段（90年代至今）電氣商、半導體商的普遍介入使單片機的性價比顯著提高，品種增多，應用范圍擴大。大力發(fā)展專用單片機（MCS-51屬通用型單片機）為某一專門用途設計的單片機，如加了液晶驅(qū)動接口等專用于家電、玩具等領域。優(yōu)點：小封裝，價格低，集成度高、提高綜合品質(zhì)體系結(jié)構：CISC(繁雜指令集結(jié)構)易學易用，如MCS-51RISC（精簡指令集結(jié)構）速度快，如PIC99發(fā)展過程中衍化出兩種用途：通用型和專用型（1）通用

4、型單片機就是其內(nèi)部可開發(fā)的資源（如存儲器、I/O等各種外圍功能部件等）可以全部提供給用戶。（2）專用型單片機是專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機。如各種家用電器中的控制器等。由于用于特定用途，單片機芯片制造商常與產(chǎn)品廠家合作，設計和生產(chǎn)“專用”的單片機芯片。無論“專用”單片機在用途上有多么“?！保浠窘Y(jié)構和工作原理都是以通用單片機為基礎的10單片機的發(fā)展趨勢單片機的發(fā)展趨勢將是向大容量、高性能化，外圍電路內(nèi)裝化等方面發(fā)展。為滿足不同用戶的要求，各公司競相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。1．CPU的改進（1）增加CPU數(shù)據(jù)總線寬度。例如，各種16位單片機和32位單片機，數(shù)據(jù)處理能力

5、要優(yōu)于8位單片機。另外，8位單片機內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線，其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一般8位單片機。（2）采用雙CPU結(jié)構，以提高數(shù)據(jù)處理能力。10112．存儲器的發(fā)展（1）片內(nèi)程序存儲器普遍采用閃爍（Flash）存儲器。可不用外擴展程序存儲器，簡化系統(tǒng)結(jié)構。（2）加大存儲容量。目前有的單片機片內(nèi)程序存儲器容量可達128KB甚至更多。3．片內(nèi)I/O的改進（1）增加并行口驅(qū)動能力，以減少外部驅(qū)動芯片。有的單片機可以直接輸出大電流和高電壓，以便能直接驅(qū)動LED和VFD（熒光顯示器）。（2）有些單片機設置了一些特殊的串行I/O功能，為構成分布式、網(wǎng)絡化系統(tǒng)提供方便條件。11124．低功耗化C

6、MOS化，功耗小，配置有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關閉狀態(tài)等工作方式。消耗電流僅在μA或nA量級，適于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其它消費類電子產(chǎn)品。5．外圍電路內(nèi)裝化眾多外圍電路全部裝入片內(nèi)，即系統(tǒng)的單片化是目前發(fā)展趨勢之一。綜上所述，單片機正在向多功能、高性能、高速度（時鐘達40MHz）、低電壓（2.7V即可工作）、低功耗、低價格（幾元錢）、外圍電路內(nèi)裝化以及片內(nèi)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量不斷增大的方向發(fā)展。12131.3單片機的特點單片機是集成電路技術與微型計算機技術高速發(fā)展的產(chǎn)物。體積小、價格低、應用方便、穩(wěn)定可靠，因此，給工業(yè)自動化等領域帶來了一場重大革命和技術進步。

7、由于體積小，很容易地嵌入到系統(tǒng)之中，以實現(xiàn)各種方式的檢測、計算或控制，這一點，一般微機根本做不到。由于單片機本身就是一個微型計算機，因此只要在單片機的外部適當增加一些必要的外圍擴展電路，就可以靈活地構成各種應用系統(tǒng)，如工業(yè)自動檢測監(jiān)視系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、智能儀器儀表等。1314為什么應用廣泛？具有以下優(yōu)點：（1）功能齊全，應用可靠，抗干擾能力強。（2）簡單方便，易于普及。單片機技術是易掌握技術。應用系統(tǒng)設計、組裝、調(diào)試已經(jīng)是一件容易的事情，工程技術人員通