单片微型计算机原理与接口技术第一章+绪论课件PPT文档格式.ppt
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u本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理本课程的前期基础课程是数字电路与微机原理这方面知识掌握得不够好的请自己补上这方面知识掌握得不够好的请自己补上u本课程是一门实践性、应用性很强的学科本课程是一门实践性、应用性很强的学科仅仅听懂还不够仅仅听懂还不够,重在培养动手能力重在培养动手能力n硬件硬件/软件同样重要、不可偏废软件同样重要、不可偏废硬件是骨架,软件是皮肉器脏及思想硬件是骨架,软件是皮肉器脏及思想n预习、听课、复习、作业、实验环环都重要预习、听课、复习、作业、实验环环都重要第一章第一章绪论绪论第二章第二章80C5180C51单片微机的基本结构单片微机的基本结构第三章第三章80C5180C51单片微机的指令系统单片微机的指令系统第四章第四章80C5180C51单片微机的程序设计单片微机的程序设计第五章第五章80C5180C51单片微机的中断系统原理及应用单片微机的中断系统原理及应用第六章第六章80C5180C51单片微机的定时器单片微机的定时器/计数器原理及应用计数器原理及应用第七章第七章80C5180C51单片微机的串行口原理及应用单片微机的串行口原理及应用第八章第八章80C5180C51单片微机的系统扩展原理及接口技术单片微机的系统扩展原理及接口技术第九章第九章单片微机应用系统实例单片微机应用系统实例主要内容主要内容1.11.1单片微机的发展单片微机的发展1.280C511.280C51系列单片微机系列单片微机1.31.3单片微机的应用单片微机的应用1.41.4本教程的教学安排本教程的教学安排第一章第一章绪论绪论什么是单片机什么是单片机?
微型计算机微型计算机微处理器微处理器加上同样采用大规模集成电路制成的用加上同样采用大规模集成电路制成的用于存储程序和数据的于存储程序和数据的存储器存储器,以及与输入输出设备相,以及与输入输出设备相衔接的衔接的输入输出接口电路输入输出接口电路就构成了就构成了微型计算机微型计算机(Microcomputer)(Microcomputer)单片机单片机:
如果将微处理器、存储如果将微处理器、存储器和输入输出接口电路器和输入输出接口电路集成集成在一在一块集成电路块集成电路芯片芯片上,称为单片微上,称为单片微型计算机,简称型计算机,简称单片机单片机。
1.1单片微机的发展单片微机的发展微处理器CPUROMRAMI/O接口外设地址总线地址总线AB数据总线数据总线DB控制总线控制总线CB微型机组成框图时钟OSCCPU并行口定时器/计数器程序存储器ROM数据存储器RAM中断MCS-51单片机组成框图总线控制串口它包括它包括CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、中断系统、定时器、中断系统、定时器/计数器、串行口和计数器、串行口和I/OI/O等。
等。
1、PC机机:
PC机机系系统统全全力力实实现现海海量量高高速速数据处理,兼顾控制功能。
数据处理,兼顾控制功能。
22、单片机:
单片机:
单片机系统全力满足测控对象的测单片机系统全力满足测控对象的测控功能,兼顾数据处理能力。
控功能,兼顾数据处理能力。
形成两大分支:
单片机与单片机与PCPC机的比较:
组成、功能、应用特点机的比较:
组成、功能、应用特点组成组成:
CPU(CPU(进行运算、控制进行运算、控制)RAM()RAM(数据存储器数据存储器)I/OI/O口口(串口、并口等串口、并口等)ROM()ROM(程序存储器程序存储器)功能功能:
PCPC机:
机:
数据运算、采集、处理、存储、传输数据运算、采集、处理、存储、传输单片机:
控制(或受控于)外设。
应用特点:
体积大,功耗大,价格高,用途较固定,属通用体积大,功耗大,价格高,用途较固定,属通用计算机。
易于学习掌握和使用,但用于控制时必计算机。
易于学习掌握和使用,但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡,并编制专门的软件须制作或购买专用的接口卡,并编制专门的软件单片机:
体积小,功耗小,价格低,用途灵活,无处不体积小,功耗小,价格低,用途灵活,无处不在,属专用计算机。
是一种特殊器件,需经过专门学在,属专用计算机。
是一种特殊器件,需经过专门学习方能掌握应用,应用中要设计专业的硬件和软件。
习方能掌握应用,应用中要设计专业的硬件和软件。
上述部件以芯片形式安装在主板上。
上述部件被集成到单芯片中。
可分为四个阶段可分为四个阶段:
目前,应用广泛的主流机型是目前,应用广泛的主流机型是80C5180C51系列系列88位位单片机。
单片机。
第一阶段:
单片机探索阶段单片机探索阶段(1976-1978)。
第二阶段:
单片机完善阶段(单片机完善阶段(1978-1982)。
)。
第三阶段:
88位机和位机和1616位机争艳阶段,也是单片机向微位机争艳阶段,也是单片机向微控制器发展的阶段(控制器发展的阶段(1982-19901982-1990)。
第四阶段:
微控制器全面发展阶段(微控制器全面发展阶段(1990-)。
发展概况发展概况多多功功能能:
单单片片微微机机中中尽尽可可能能多多的的把把应应用用系系统统中中所所需需要要的的存存储储器、各种功能的器、各种功能的I/O口都集成在一块芯片内,即口都集成在一块芯片内,即外围器件内装化。
外围器件内装化。
LED(LightEmittingDiode)、LCD(LiquidCrystalDisplay)VFD(真真空空荧荧光光显显示示屏屏VacuumFlourescentDisplay)显显示示驱驱动动器器集集成在成在8位单片微机中。
位单片微机中。
A/D、D/A、多多路路模模拟拟开开关关和和采采样样/保保持持器器集集成成在在单单片片微微机机芯芯片片中中,从而成为名副其实的单片微机。
从而成为名副其实的单片微机。
高性能:
为为了了提提高高速速度度和和执执行行效效率率,在在单单片片微微机机中中开开始始使使用用RISC(ReducedInstructionSetComputing)体体系系结结构构、并并行行流流水水线线操操作作和和DSP等等的的设设计计技技术术,使使单单片片微微机机的的指指令令运运行行速速度度得得到到大大大提高,其电磁兼容等性能明显地优于同类型的微处理器。
大提高,其电磁兼容等性能明显地优于同类型的微处理器。
发展趋势发展趋势多多功功能能化化、高高性性能能化化、CMOSCMOS化化、串串行行扩扩展展技技术术、低低电电压压化化、低低噪噪声声与与高高可可靠靠性性、大大容容量量化化、小小容容量量低价格化低价格化CMOS化化:
单单片片微微机机采采用用二二种种半半导导体体工工艺艺生生产产,HMOS工工艺艺即即高高密密度度短短沟沟道道MOS工工艺艺,具具有有高高速速度度和和高高密密度度;
CHMOS工工艺艺即即互互补补金金属属氧氧化化物物的的HMOS工工艺艺,除除具具有有HMOS的的优优点点外外,还还具具有有CMOS工工艺艺的的低低功功耗耗特特点点。
如如8051的功耗为的功耗为630mw,而而80C51的功耗仅的功耗仅120mw。
从第三代单片微机起开始淘汰非从第三代单片微机起开始淘汰非CMOS工艺。
工艺。
推行串行扩展总线推行串行扩展总线推推行行串串行行扩扩展展总总线线可可以以显显著著减减少少引引脚脚数数量量,简简化化系系统统结结构构。
随随着着外外围围器器件件串串行行接接口口的的发发展展,单单片片微微机机的的串串行行接接口口的的普普遍遍化化、高高速速化化,使使得得并并行行扩扩展展接接口口技技术术日日渐渐衰衰退退。
低功耗化低功耗化单片机的功耗已从单片机的功耗已从mAmA级,甚至级,甚至1uA1uA以下;
以下;
使用电压在使用电压在36V36V之间,完全适应电池工作。
低功耗化之间,完全适应电池工作。
低功耗化的效应不仅是功耗低,而且带来了产品的高可靠性、的效应不仅是功耗低,而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化高抗干扰能力以及产品的便携化。
大容量化大容量化以往单片机内的以往单片机内的ROMROM为为1KB4KB1KB4KB,RAMRAM为为64128B64128B。
但在需要复杂控制的场合,该存储容量是不。
但在需要复杂控制的场合,该存储容量是不够的,必须进行外接扩充。
为了适应这种领域的要求,够的,必须进行外接扩充。
为了适应这种领域的要求,须运用新的工艺,使片内存储器大容量化。
目前,单须运用新的工艺,使片内存储器大容量化。
目前,单片机内片机内ROMROM最大可达最大可达64KB64KB,RAMRAM最大为最大为2KB2KB。
80518051是美是美INTELINTEL公司公司在在19801980年推出的年推出的MCS-MCS-5151系列的第一个成员,系列的第一个成员,MCSMCS是是INTELINTEL公司的注册公司的注册商标商标。
其它公司生产的以。
其它公司生产的以80518051为核心单元的其为核心单元的其它派生单片微机只能称为它派生单片微机只能称为80518051系列。
系列。
80518051系列泛指所有公司(也包括系列泛指所有公司(也包括INTELINTEL公公司)生产的以司)生产的以80518051为核心单元的所有单片微机为核心单元的所有单片微机.1.280C51系列单片微机系列单片微机MCS-51系列:
系列:
Intel公司公司8051系列:
泛指所有公司(也包括系列:
泛指所有公司(也包括INTEL公司)生产的以公司)生产的以8051为核心单元的所有单片微机。
为核心单元的所有单片微机。
80C51系列:
Intel公司的公司的MCS-51(表表1-1)PHILIPS的的83C552及及51LPC系列等系列等(表表1-2)ATMEL公司的单片机公司的单片机89C51等等(表表1-3)Winbond的的W78C51及及W77C51等等(表表1-4)SIEMENS的的SAB80512等等AMD的的8053等、等、OKI的的MSM80C154等等DALLAS公司的公司的DS5000/DS5001等等宏晶科技的宏晶科技的STC系列等系列等新华龙的新华龙的C8051Fxx等等80C51优点:
优点:
性能价格比高;
开发装置多;
国内技术人员熟悉;
芯片功能够适用;
有众多芯片制造厂商加盟,可广泛选择。
1.3单片微机的应用单片微机的应用智能化家用智能化家用电器。
器。
办公自公自动化化设备。
商商业营销设备。
工工业自自动化控制。
化控制。
智能化通信智能化通信产品。
品。
智能化智能化仪表。
表。
汽车电子产品。
航空航天系统和国防军事、尖端武器等。
家用电器领域家用电器领域国国内内各各种种家家用用电电器器已已普普遍遍采采用用单单片片微微机机控控制制取取代代传传统统的的控控制制电电路路,做做成成单单片片微微机机控控制制系系统统,如如洗洗衣衣机机、电电冰冰箱箱、空空调调机机、微微波波炉炉、电电饭饭堡堡、电电视视机机、录录像像机机及及其其它它视视频频音音像像设设备备的的控控制制器。
办公自动化领域办公自动化领域比比如如一一台台PC机机可可能能嵌嵌入入了了10个个单单片片微微机机,如如控控制制键键盘盘、鼠鼠标标、显显示示器器、CD-ROM、声声卡卡、打打印印机机、软软/硬硬盘盘驱驱动动器器、调制解调器等。
调制解调器等。
现现代代办办公公室室中中所所使使用用的
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- 单片 微型计算机 原理 接口 技术 第一章 绪论 课件
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