單片機(jī)

1、課程的特點(diǎn)：,以應(yīng)用為目的，實(shí)踐性強(qiáng),硬件與軟件緊密結(jié)合,學(xué)習(xí)方法：,課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí),理清概念，勤于實(shí)踐,廣覽書(shū)刊、網(wǎng)絡(luò)，立足實(shí)際應(yīng)用,第1章 緒論第2章 80C51的結(jié)構(gòu)和原理第3章 80C51的指令系統(tǒng)第4章 80C51的程序設(shè)計(jì)第5章 80C51的中斷系統(tǒng)及定時(shí)/計(jì)數(shù)器第6章 80C51的串行接口第7章 80C51的系統(tǒng)擴(kuò)展第8章 80C51的測(cè)控接口,課程內(nèi)容：,第1章 緒 論,1.1 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展概述

2、1.3 單片機(jī)發(fā)展過(guò)程及產(chǎn)品近況1.4 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1.5 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)述,本章內(nèi)容：,1.1 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展概述,1.1.1 電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世及其經(jīng)典結(jié)構(gòu),1946年2月15日，第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問(wèn)世，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)。,,ENIAC,開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元，對(duì)人類的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了巨大的影響 。,,,電子管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)超大規(guī)模集成電路計(jì)

3、算機(jī),計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)仍然沒(méi)有突破馮·諾依曼提出的計(jì)算機(jī)的經(jīng)典結(jié)構(gòu)框架,,一、微型計(jì)算機(jī)的組成,1971年1月，INTEL公司的特德·霍夫在與日本商業(yè)通訊公司合作研制臺(tái)式計(jì)算器時(shí)，將原始方案的十幾個(gè)芯片壓縮成三個(gè)集成電路芯片。其中的兩個(gè)芯片分別用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，另一芯片集成了運(yùn)算器和控制器及一些寄存器，稱為微處理器（即Intel 4004）。,4004微處理器,,,,多板機(jī)（系統(tǒng)機(jī)） PC機(jī)就是典型的多板機(jī)。,

4、單板機(jī),,單片機(jī): 集成了CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口電路的單芯片微型計(jì)算機(jī)。,,單板機(jī),單片機(jī),系統(tǒng)機(jī)（多板機(jī)）,,單片機(jī)（嵌入式應(yīng)用）屬于專用計(jì)算機(jī)，主要用于智能儀表及傳感器、智能家電、智能辦公設(shè)備、汽車及軍事電子設(shè)備等系統(tǒng)。,單片機(jī)體積小、價(jià)格低、可靠性高，其非凡的嵌入式應(yīng)用形態(tài)對(duì)于滿足嵌入式應(yīng)用需求具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。,1.2 單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程及產(chǎn)品近況,1.2.1 單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程,,,三個(gè)主要階段： 單芯片微機(jī)形成階段

5、 1976年，Intel公司推出了MCS-48系列單片機(jī) 。8位CPU、1K字節(jié)ROM、64字節(jié)RAM、27根I/O線和1個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。,特點(diǎn)：存儲(chǔ)器容量較小，尋址范圍?。ú淮笥?K），無(wú)串行接口，指令系統(tǒng)功能不強(qiáng)。,特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)體系完善，性能已大大提高，面向控制的特點(diǎn)進(jìn)一步突出?，F(xiàn)在，MCS-51已成為公認(rèn)的單片機(jī)經(jīng)典機(jī)種 。,性能完善提高階段 1980年，Intel公司推出了MCS-51系列單片機(jī)：8位CPU、4

6、K字節(jié)ROM、128字節(jié)RAM、4個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍64K，并有控制功能較強(qiáng)的布爾處理器。,,,,特點(diǎn)：片內(nèi)面向測(cè)控系統(tǒng)電路增強(qiáng)，使之可以方便靈活地用于復(fù)雜的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)及設(shè)備。“微控制器”的稱謂更能反應(yīng)單片機(jī)的本質(zhì)。,1982年，Intel推出MCS-96系列單片機(jī)。芯片內(nèi)集成：16位CPU、8K字節(jié)ROM、232字節(jié)RAM、5個(gè)8位并口、1個(gè)全雙工串行口、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。尋址范圍6

7、4K。片上還有8路10位ADC、1路PWM輸出及高速I/O部件等。,,,,ATMEL公司融入Flash存儲(chǔ)器技術(shù)的AT89系列 Philips公司的80C51、80C552系列 華邦公司的W78C51、W77C51高速低價(jià)系列 ADI公司的ADμC8xx高精度ADC系列 LG公司的GMS90/97低壓高速系列 Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC單片機(jī),80C

8、51系列產(chǎn)品繁多，主流地位已形成，已推出的與80C51兼容的主要產(chǎn)品有：,非80C51結(jié)構(gòu)單片機(jī)新品不斷推出，給用戶提供了更為廣泛的選擇空間 ，近年來(lái)推出的非80C51系列的主要產(chǎn)品有：,Intel的MCS-96系列16位單片機(jī) Microchip的PIC系列RISC單片機(jī) TI的MSP430F系列16位低功耗單片機(jī) ATMEL的AVR系列RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī),1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域,1.3.1 單片機(jī)的特點(diǎn),,,控制

9、性能和可靠性高 可對(duì)I/O端口直接操作，位操作能力更是其它計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的。由于CPU、存儲(chǔ)器及I/O接口集成在同一芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)在傳送時(shí)受干擾的影響較小，且不易受環(huán)境條件的影響。,體積小、價(jià)格低、易于產(chǎn)品化 應(yīng)用系統(tǒng)的印制板減小、接插件減少、安裝簡(jiǎn)單方便。,,智能儀器儀表,機(jī)電一體化產(chǎn)品,實(shí)時(shí)工業(yè)控制,分布式系統(tǒng)的前端模塊,家用電器,1.4 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介,1.4.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),,,單片機(jī)自身沒(méi)有開(kāi)發(fā)功能，必

10、須借助開(kāi)發(fā)機(jī)來(lái)完成如下任務(wù)： 排除硬件故障和軟件錯(cuò)誤 程序固化到程序存儲(chǔ)器芯片中。,正確的硬件設(shè)計(jì)和良好的軟件功能設(shè)計(jì)是一個(gè)實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。完成該目標(biāo)的過(guò)程稱為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。,指令的表示形式指令是讓單片機(jī)執(zhí)行某種操作的命令。指令按一定的順序以二進(jìn)制碼的形式存放于程序存儲(chǔ)器中。如：,,04H：累加器A的內(nèi)容加1，難記！INC A：稱為符號(hào)指令。記憶容易。,0000 0100B,04H,,,,手工匯編

11、 利用開(kāi)發(fā)機(jī)的駐留匯編程序進(jìn)行匯編 交叉匯編,現(xiàn)在常采用高級(jí)語(yǔ)言（如C51）進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。,單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)又稱為開(kāi)發(fā)機(jī)或仿真器。仿真的目的是利用開(kāi)發(fā)機(jī)的資源(CPU、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備等) 來(lái)模擬欲開(kāi)發(fā)的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的CPU、存儲(chǔ)器和I/O操作，并跟蹤和觀察目標(biāo)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。 仿真可以分為軟件模擬仿真和開(kāi)發(fā)機(jī)在線仿真兩大類。,1.4.2 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式,獨(dú)立型仿真器開(kāi)發(fā),,,,1.4.

12、3 單片機(jī)開(kāi)發(fā)方式的發(fā)展,應(yīng)用程序的編輯、匯編（或編譯）、模擬運(yùn)行，然后實(shí)現(xiàn)目標(biāo)程序的串行下載。,,還配置了具有ICSP功能的簡(jiǎn)單仿真器和燒寫(xiě)器。通過(guò)PC機(jī)串行電纜就可以完成對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的仿真調(diào)試 。,1.第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的問(wèn)世有何意義？ 2.計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成？ 3.微型計(jì)算機(jī)由哪幾部分構(gòu)成？ 4.微處理器與微型計(jì)算機(jī)有何區(qū)別？ 5.什么叫單片機(jī)？其主要特點(diǎn)有哪些？ 6.微型計(jì)算機(jī)有哪些應(yīng)用形式？各適于什么