课件 第1章 单片机概述2
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单片机概述 (2)PPT课件
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第一章 单片机概述
2. AT89C2051单片机的基本特性
▪ AT89C2051单片机的引脚排列与AT89C1051U单片 机的引脚排列完全相同。
▪ 与T89C1051U单片机相比，AT89C2051增加了64B 的芯片内RAM外。
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第一章 单片机概述
3. AT89C4051单片机的基本特性
复位电路 电源 时钟电路
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第一章 单片机概述
1.2 AT89系列单片机及主要特性
▪ AT89系列单片机是美国ATMEL公司的产品。 AT89系列单片机的内部功能、引脚的数量和排 列方式、指令系统与MCS-51系列单片机完全兼 容，因此对于以MCS-51系列产品为基础的应用 系统而言，十分容易进行取代。
▪ AT89多种系列单片机可分为低档型、标准型 和高档型三个系列
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第一章 单片机概述
1.2.1 低档型AT89系列单片机的 基本特性
▪ 低档型AT89系列单片机是AT89多种系列单片机中 的低档型产品。
▪ 所谓低档型指的是在标准型的结构基础上，为了适 应一些简单的控制系统的需要而适当的减少一些功 能部件，形成一种体积更加小巧、功能简化或单一， 价格更加低廉的单片机
式； l可编程的3级程序锁定位； l工作电源的电压为（5±0.2）V l振荡器最高频率为24MHz； l编程频率3~24 MHz，编程电流1mA，编程
电压VPp为5 V或12V。
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第一章 单片机概述
PDIP封 装形式
的
AT89C 51单片 机的引 脚排列
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST RXD/P3.0 TXD/P3.1
单片机基础第1章概述精品PPT课件
单片机系统是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的 具有一定应用功能的计算机系统。如数字频率计等。
单片机应用系统中包括了满足对象（如洗衣机）要求的全部硬件 电路和应用软件。构成各种嵌入式应用的电路系统，统称为单 片机应用系统。
单片微机应用系统结构通常分三个层次，即单片机、单片机系统、 单片机应用系统。
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1.2 单片机的发展
1.2.1 单片机发展概述 1.2.2 MCS-51单片机系列 1.2.3 80C51单片机系列
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1.2.1 单片机发展概述
一、电子计算机的发展历史
1、第一代（1946—1958）：电子管计算机。
用于：科学计算
2、第二代（1958—1964）：晶体管计算机。
单片机技术及应用
性质：专业技术课 考核方式：考试 学时：72 学分：4.5个
教材：《单片机基础》
编著：李广弟等 北京航空航天大学出版社
参考书：
1、《单片机原理与应用及C51程序设计》 谢维成，清华大学出版社
2、《单片微型计算机与接口技术》 李群芳等，电子工业出版社
3、《单片机的C语言应用程序设计》 马忠梅等，北京航空航天大学出版社
12.10.2020
4
1.1.1 单片机的名称
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译，它忠实地反 映了早期单片微机的形态和本质。
单片微型计算机简称单片机（Single Chip Microcomputer）， 又称微控制器（Microcomputer Unit）。
将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上。 片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计 数器、中断控制、系统时钟及总线等。 随后，按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外围电路 及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成microcontroller的 体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
单片机应用系统中包括了满足对象（如洗衣机）要求的全部硬件 电路和应用软件。构成各种嵌入式应用的电路系统，统称为单 片机应用系统。
单片微机应用系统结构通常分三个层次，即单片机、单片机系统、 单片机应用系统。
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1.2 单片机的发展
1.2.1 单片机发展概述 1.2.2 MCS-51单片机系列 1.2.3 80C51单片机系列
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1.2.1 单片机发展概述
一、电子计算机的发展历史
1、第一代（1946—1958）：电子管计算机。
用于：科学计算
2、第二代（1958—1964）：晶体管计算机。
单片机技术及应用
性质：专业技术课 考核方式：考试 学时：72 学分：4.5个
教材：《单片机基础》
编著：李广弟等 北京航空航天大学出版社
参考书：
1、《单片机原理与应用及C51程序设计》 谢维成，清华大学出版社
2、《单片微型计算机与接口技术》 李群芳等，电子工业出版社
3、《单片机的C语言应用程序设计》 马忠梅等，北京航空航天大学出版社
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1.1.1 单片机的名称
单片微机是早期Single Chip Microcomputer的直译，它忠实地反 映了早期单片微机的形态和本质。
单片微型计算机简称单片机（Single Chip Microcomputer）， 又称微控制器（Microcomputer Unit）。
将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上。 片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计 数器、中断控制、系统时钟及总线等。 随后，按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外围电路 及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成microcontroller的 体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（Micro Controller Unit）。 鉴于它完全作嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器Embedded Microcontroller）。
单片机概述 ppt课件
ppt课件 19 19
第三阶段（ 1978年～ 1983年）：高性能单片机阶段。 1978年，Zilog公司推出Z8单片机 1980 年 ， Intel 公 司 在 MCS-48 系 列 基 础 上 推 出
MCS-51系列，Mortorola推出6801单片机。
此后，各公司8位单片机迅速发展。由于这类单片机
简要介绍其它类型的单片机。
初步了解嵌入式处理器：单片机，数字信号处理器（ DSP ）、嵌入式微
处理器
ppt课件 5 5
1.1 单片机简介
计算机的组成: 中央处理器CPU:Central Processing Unit 只读存储器ROM: Read Only Memory 随机存储器RAM: Random Acess Memory 中断系统、定时器/计数器和I/O （input/output） 接口
性/价比高，得到广泛应用，是目前应用数量最多
的单片机。
ppt课件 20 20
第四阶段（1983年～现在）：8位单片机巩固发展及
16位单片机、32位单片机推出阶段。
16位典型产品Intel公司的MCS-96系列单片机。
目前，除8位单片机得到广泛应用外，16位单片机、 32位单片机也得到广大用户青睐。
ppt课件
16
单片机按用途可分为通用型和专用型两大类。 （1）通用型 内部可开发资源（如存储器、I/O等各
种外围功能部件等）可全部提供给用户。 通常所说和本书介绍的是指通用型单片机。 （ 2）专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作
的。如：各种家用电器中的控制器等。
注：其基本结构与工作原理都以通用单片机为基 础。
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1.2
单片机的发展历史
第三阶段（ 1978年～ 1983年）：高性能单片机阶段。 1978年，Zilog公司推出Z8单片机 1980 年 ， Intel 公 司 在 MCS-48 系 列 基 础 上 推 出
MCS-51系列，Mortorola推出6801单片机。
此后，各公司8位单片机迅速发展。由于这类单片机
简要介绍其它类型的单片机。
初步了解嵌入式处理器：单片机，数字信号处理器（ DSP ）、嵌入式微
处理器
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1.1 单片机简介
计算机的组成: 中央处理器CPU:Central Processing Unit 只读存储器ROM: Read Only Memory 随机存储器RAM: Random Acess Memory 中断系统、定时器/计数器和I/O （input/output） 接口
性/价比高，得到广泛应用，是目前应用数量最多
的单片机。
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第四阶段（1983年～现在）：8位单片机巩固发展及
16位单片机、32位单片机推出阶段。
16位典型产品Intel公司的MCS-96系列单片机。
目前，除8位单片机得到广泛应用外，16位单片机、 32位单片机也得到广大用户青睐。
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单片机按用途可分为通用型和专用型两大类。 （1）通用型 内部可开发资源（如存储器、I/O等各
种外围功能部件等）可全部提供给用户。 通常所说和本书介绍的是指通用型单片机。 （ 2）专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作
的。如：各种家用电器中的控制器等。
注：其基本结构与工作原理都以通用单片机为基 础。
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1.2
单片机的发展历史
《单片机原理及应用》课件第1章 单片机基础知识
—属于微型机的一种 —具有一般微型机的基本组成和功能
AB—地址总线; CB—控制总线; DB—数据总线
1.1.1 单片机的基本概念
单片机在应用时通常处于被控系统的核心地位并融 入其中，即以嵌入的方式使用。为了强调其“嵌入” 的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器 （Embedded Micro-Controller Unit，EMCU）。
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1KB ROM、64B RAM、27根I/O线和1个8位 定时器/计数器。 特点：存储器容量较小，寻址范围小(不大于4KB)， 无串行接口，指令系统功能不强。
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1.2.1 单片机的发展历史
性能完善提高阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4KB ROM、128B RAM、4个8位并行口、1个 全双工串行口、2个16位定时器/计数器。寻址范围 64KB，并有控制功能较强的布尔处理器。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.1 单片机的发展历史
微控制器化完善阶段
近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（在系统可编 程，ISP）等方面都有了进一步的增强。
特点：单片机的综合品质（如成本、性能、体系结构 、开发环境、供应状态）有了长足的进步。
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1.3.1 MCS-51系列单片机-80C51系列单片机
Atmel公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
AB—地址总线; CB—控制总线; DB—数据总线
1.1.1 单片机的基本概念
单片机在应用时通常处于被控系统的核心地位并融 入其中，即以嵌入的方式使用。为了强调其“嵌入” 的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器 （Embedded Micro-Controller Unit，EMCU）。
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1KB ROM、64B RAM、27根I/O线和1个8位 定时器/计数器。 特点：存储器容量较小，寻址范围小(不大于4KB)， 无串行接口，指令系统功能不强。
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1.2.1 单片机的发展历史
性能完善提高阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4KB ROM、128B RAM、4个8位并行口、1个 全双工串行口、2个16位定时器/计数器。寻址范围 64KB，并有控制功能较强的布尔处理器。
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.2.1 单片机的发展历史
微控制器化完善阶段
近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口、 ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、串行 扩展总线、控制网络总线和开发方式（在系统可编 程，ISP）等方面都有了进一步的增强。
特点：单片机的综合品质（如成本、性能、体系结构 、开发环境、供应状态）有了长足的进步。
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1.3.1 MCS-51系列单片机-80C51系列单片机
Atmel公司，AT89系列，Flash存储器技术 Philips公司，80C552系列，含ADC 华邦公司，W78C51系列，高速低价 ADI公司，ADµC8xx系列，高精度ADC LG公司，GMS90/97系列，低压高速 Maxim公司，DS89C420系列，高速（50MIPS） Cygnal公司，C8051F系列，高速SOC
(单片机完整课件PPT)第一章
具有一台计算机的属性，是一芯片级的计 算机。
单片机应用系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机应用系统
单片机应用系统 : 由硬件系统和 软件系统组成 硬件是应用系统的基础
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
软件是在硬件的基础上对其资源 进行合理调配和使用，从而完成 应用系统所要求的任务，二者相 互依赖，缺一不可
硬件
注：本课程的重点 1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。 2.掌握软件设计与调试的基本技能。
MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类： （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存 储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。 采用CMOS工艺适于电池供电或其它要求低功耗的场合
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
学习该课程的目的：
1、熟练掌握单片机硬件管脚的定义、功能、作用。 2、熟练掌握单片机各种存储器物理空间配置及内 部特殊功能寄存器的定义、作用。 3、熟练掌握单片机的指令系统及程序编写。 4、熟练掌握单片机内部资源应用及接口扩展技术。 5、熟练掌握单片机应用系统的硬件及软件设计 （最终目的）。 6、学会查找资料，查看芯片数据手册，培养自学 方法，培养独立查找问题、解决问题的能力。
运算器
控制器
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件
系
统
存储器
硬件系统
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机， 简称单片机 —— 单片机实质上就是一个芯片
单片机应用系统ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机应用系统
单片机应用系统 : 由硬件系统和 软件系统组成 硬件是应用系统的基础
单 片 机
＋
接口 电路 及外 设等
＋
软 件
软件是在硬件的基础上对其资源 进行合理调配和使用，从而完成 应用系统所要求的任务，二者相 互依赖，缺一不可
硬件
注：本课程的重点 1.掌握单片机应用系统硬件原理的分析方法。 2.掌握软件设计与调试的基本技能。
MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类： （1）基本型 典型产品：8031/8051/8751 （2）增强型 典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存 储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。 采用CMOS工艺适于电池供电或其它要求低功耗的场合
单片机原理与应用
厦门理工学院电子与电气工程系 陈志英
学习该课程的目的：
1、熟练掌握单片机硬件管脚的定义、功能、作用。 2、熟练掌握单片机各种存储器物理空间配置及内 部特殊功能寄存器的定义、作用。 3、熟练掌握单片机的指令系统及程序编写。 4、熟练掌握单片机内部资源应用及接口扩展技术。 5、熟练掌握单片机应用系统的硬件及软件设计 （最终目的）。 6、学会查找资料，查看芯片数据手册，培养自学 方法，培养独立查找问题、解决问题的能力。
运算器
控制器
输 出 接 口 设 备
输 出 设 备
软
+
件
系
统
存储器
硬件系统
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机， 简称单片机 —— 单片机实质上就是一个芯片
单片机课件第1章
发展趋势
未来，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，单片机的应用领域将进一步扩展，对单片机的性能、功耗、安 全性等方面的要求也将不断提高。同时，单片机厂商将不断推出更高性能、更低功耗、更安全可靠的单片机产品， 以满足市场需求。
02
单片机基本原理
计算机系统组成
01
02
03
硬件系统
包括中央处理器、存储器、 输入输出设备等
通过外部中断实现按键输入功能，当 按键按下时触发中断，执行相应的中 断服务程序。
定时器应用实例
利用定时器实现LED灯的闪烁功能， 通过定时中断控制LED灯的亮灭时间。
计数器应用实例
利用计数器对外部脉冲信号进行计数， 实现频率测量或转速测量等功能。
综合应用实例
结合中断系统和定时器/计数器实现 复杂的控制功能，如电机控制、温度 控制等。
单片机课件第1章
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发工具 • 单片机输入输出端口及外设接口技术 • 中断系统与定时器/计数器应用 • 数据存储与扩展技术
01
单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机是一种集成电路芯片，将微处理器、存储器、输入输出接口等计算机主 要部件集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。
实现单片机与外部设备之 间的数据传
提供精确的定时和计数功 能
允许单片机响应外部或内 部事件，实现实时处理和 多任务操作
单片机工作原理
取指执行
从程序存储器中取出指令，由 CPU解码并执行
控制转移
根据指令中的控制信息，改变 程序执行流程
上电复位
单片机上电后，自动进入复位 状态，初始化内部寄存器
数据处理
汇编语言编程实例：算 术运算、逻辑运算、位 操作
未来，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，单片机的应用领域将进一步扩展，对单片机的性能、功耗、安 全性等方面的要求也将不断提高。同时，单片机厂商将不断推出更高性能、更低功耗、更安全可靠的单片机产品， 以满足市场需求。
02
单片机基本原理
计算机系统组成
01
02
03
硬件系统
包括中央处理器、存储器、 输入输出设备等
通过外部中断实现按键输入功能，当 按键按下时触发中断，执行相应的中 断服务程序。
定时器应用实例
利用定时器实现LED灯的闪烁功能， 通过定时中断控制LED灯的亮灭时间。
计数器应用实例
利用计数器对外部脉冲信号进行计数， 实现频率测量或转速测量等功能。
综合应用实例
结合中断系统和定时器/计数器实现 复杂的控制功能，如电机控制、温度 控制等。
单片机课件第1章
• 单片机概述 • 单片机基本原理 • 单片机编程语言与开发工具 • 单片机输入输出端口及外设接口技术 • 中断系统与定时器/计数器应用 • 数据存储与扩展技术
01
单片机概述
单片机定义与发展
定义
单片机是一种集成电路芯片，将微处理器、存储器、输入输出接口等计算机主 要部件集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机系统。
实现单片机与外部设备之 间的数据传
提供精确的定时和计数功 能
允许单片机响应外部或内 部事件，实现实时处理和 多任务操作
单片机工作原理
取指执行
从程序存储器中取出指令，由 CPU解码并执行
控制转移
根据指令中的控制信息，改变 程序执行流程
上电复位
单片机上电后，自动进入复位 状态，初始化内部寄存器
数据处理
汇编语言编程实例：算 术运算、逻辑运算、位 操作
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2014/3/10 5
1.1 什么是单片机
3.单片机与普通微型计算机的异同 同：大体结构相同，基本组成部分类似； 异：80X86为核心的计算机更复杂，功能更强；
单片机简单，但麻雀虽小，五脏俱全。 体积； 成本； 开发难度； 应用环境。
实际上，单片机和普通微型计算机是计算机
2014/3/10
的两大分支：嵌入式计算机和通用计算机。
6
1.1 什么是单片机
单片机主要应用于测控领域，通常是处于测控系统的核心地位 并嵌入其中，所以国际上通常把单片机称为： 嵌入式控制器（EMCU，Embedded MicroController Unit）， 或微控制器（MCU，MicroController Unit） 我国习惯于使用“单片机”这一名称。
MCS是INTEL公司注册的商标
2014/3/10
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1.9
各类嵌入式处理器简介
1. 嵌入式微控制器MCU（单片机） 定义：集成在一个芯片中的计算机小系统。 特点：针对不同的应用，在相同的CPU外围集成不同的存储 器和外设，最大限度与需求匹配，达到很高的性价比。 单片化，价廉，功耗和成本下降、可靠性提高。 用途：测控 2. 嵌入式数字信号处理器（DSP） 定义：集成在一个芯片中的计算机小系统。 特点：擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、 FFT、频谱分析等）。 用途：高速、复杂的运算。（图像处理）
2014/3/10 12
1.5
单片机的发展趋势
3.片内I/O的改进 （1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流 和高电压。其意义是可以减少外部驱动芯 片，简化设计。 （2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能， 为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。 4.低功耗化 8位单片机产品已经CMOS化， CMOS芯片本身具 有低功耗的特点。这类单片机普遍配置有等待状 态、睡眠状态、关闭状态等工作方式。
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1.6
MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
问题1:在众多的单片机系列和型号中，为什么要学 习MCS-51系列和AT89C51系列？
1）这两个系列单片机结构比较简单，适合作为基础学习。 2）在我国使用最多的8位单片机还是Intel公司的MCS-51 系列单片机以及与其兼容的单片机（称为51系列单片 机）。 ATMEL公司的AT89C5x/AT89S5x系列，尤其是 AT89C51/AT89S51和AT89C52/AT89S52在8位单片机市场中 占有较大的市场份额。
2014/3/10 18
பைடு நூலகம்
课堂作业
1.1 试从体积、成本、开发难度、应用环境四 角度比较普通微机和单片机的不同； P15 习题 1, 2, 7
2014/3/10
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第1章
单片机概述
微电子技术系 王昱琳
2014/3/10
1
第1章
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的发展历史 1.3 单片机的特点 1.4 单片机的应用 1.5 单片机的发展趋势
单片机概述
1.6 MCS-51系列单片机与AT89C5x系列单片机 1.7 其他51单片机 1.8 AVR、PIC系列单片机 1.9 各类嵌入式处理器简介
2014/3/10 3
1.1 什么是单片机
2. 进一步认识单片机 1）认识实物
2014/3/10
4
1.1 什么是单片机
2）认识单片机的基本组成
中央控制单元（CPU）:运算器和控制器； 存储器：RAM和ROM; 程序员 君 并行I/O口 控制器 帅 串行I/O口 定时器/计数器 将 运算器 中断系统 系统时钟电路 系统总线 兵 外围器件
2014/3/10 2
1.1 什么是单片机
回答的问题： 回答的问题 单片机是什么？跟以前微机原理学习过的知识有 什么异同？ 1. 单片机的定义 在一片半导体硅片上集成了中央处理单元(CPU) 、 存储器（RAM、ROM）、并行I/O口、串行I/O口、 定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线 的微型计算机。 1）单片机是一种单片系统的微型计算机； 2）单片机具有一台计算机的所有属性；
（1）通用型单片机 把可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O
等功能部件，全部提供给用户。
（2）专用型单片机 专门针对某些产品的特定用途而制作
•全面考虑了系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化 •“专用”单片机具有十分明显的综合优势，是今后单片机发 展的一个重要方向。
2014/3/10 7
1.2 单片机的发展过程和应用领域
AT89C5x/AT89S5x系列与MCS-51系列在原有功能、引脚
以及指令系统方面完全兼容。 本书重点介绍AT89S51单片机的原理及应用系统设计。
2014/3/10 15
1.6
MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
问题2： MCS-51系列和AT89C51之间的关系？
ATMEL公司在1994年以EEPROM技术与INTEL公司 的80C51内核的使用权进行了交换。ATMEL公司将其先进 的Flash存储器技术与80C51内核相结合，就形成了片内带 有Flash储器AT89C5X/ AT89S5X系列单片机。
1.5
1.CPU的改进
单片机的发展趋势
1）增加数据总线宽度：8位、16位、32位 2）采用双CPU结构，提高数据处理能力 2.存储器的发展 1）采用片内闪存（flash）。闪存可电（+5V）擦 写。读写方便，掉电可保存数据。将Flash集成 在片内，可大大简化单片机应用系统的结构。 2) 加大存储容量。目前有的单片机内的程序存储 器容量可达128KB.
单片机的初级阶段
2014/3/10 8
1.2 单片机的发展过程和应用领域
2014/3/10
9
1.2 单片机的发展过程和应用领域
单片机的应用领域
消费类电子产品 工业控制
智能仪器仪表
应用
网络和通信设备
武器装备
自动化
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1.3
单片机的特点
1.功能齐全、应用可靠，抗干扰能力强； 2.简单方便、易于普及； 3.发展迅速、前景广阔；
单片机的发展过程
1982～
片上系统，外围电路增强， 提高可靠性，降低系统成本。
高性能微控制器阶段
1979～1982
结构体系完善，性能提高， 面向控制特点突出
性能完善提高阶段（MCS-51)
1976～1979
集成度不高， 指令系统功能不强
低性能单片机阶段（MCS-48)
1971～1976
4位单片机，结构、功能简单
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1.9
3. 嵌入式微处理器 定义：CPU。
各类嵌入式处理器简介
特点：嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一 样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做 了各种增强。 应用:代表性产品为ARM系列，ARM是Advanced RISC Machines 的缩写，其中RISC是精简指令集计算机的缩写。 4. 嵌入片上系统（soc） 定义：把整个电子系统全部集成在一个芯片中。 特点：设计者面对的不再是电路及芯片，对减小体积和功 耗、提高可靠性非常有利。 SOC使系统设计技术发生革命性变化
短短几十年，单片机经过4位机、8位机、16位机、32位 机等几大发展阶段。尤其是集成度高、功能日臻完善的单 片机不断问世，使单片机在工业控制及工业自动化领域获 得长足发展和大量应用。
4.嵌入容易、用途广泛、体积小、性价比高，应用 灵活性强等特点在嵌入式微控制系统中具有十分重 要的地位。
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1.5
单片机的发展趋势
5.外围电路内装化 将所需的众多的外围电路全部装入单片机 内部，即系统的单片化，是目前单片机的发展 趋势之一。 比如美国Cygnal公司的C8051F020 8位单 片机，内部集成了大量的外围电路，一个单片 机，就是一个微型的测控系统。
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1.1 什么是单片机
3.单片机与普通微型计算机的异同 同：大体结构相同，基本组成部分类似； 异：80X86为核心的计算机更复杂，功能更强；
单片机简单，但麻雀虽小，五脏俱全。 体积； 成本； 开发难度； 应用环境。
实际上，单片机和普通微型计算机是计算机
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的两大分支：嵌入式计算机和通用计算机。
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1.1 什么是单片机
单片机主要应用于测控领域，通常是处于测控系统的核心地位 并嵌入其中，所以国际上通常把单片机称为： 嵌入式控制器（EMCU，Embedded MicroController Unit）， 或微控制器（MCU，MicroController Unit） 我国习惯于使用“单片机”这一名称。
MCS是INTEL公司注册的商标
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1.9
各类嵌入式处理器简介
1. 嵌入式微控制器MCU（单片机） 定义：集成在一个芯片中的计算机小系统。 特点：针对不同的应用，在相同的CPU外围集成不同的存储 器和外设，最大限度与需求匹配，达到很高的性价比。 单片化，价廉，功耗和成本下降、可靠性提高。 用途：测控 2. 嵌入式数字信号处理器（DSP） 定义：集成在一个芯片中的计算机小系统。 特点：擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、 FFT、频谱分析等）。 用途：高速、复杂的运算。（图像处理）
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1.5
单片机的发展趋势
3.片内I/O的改进 （1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流 和高电压。其意义是可以减少外部驱动芯 片，简化设计。 （2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能， 为构成分布式、网络化系统提供了方便条件。 4.低功耗化 8位单片机产品已经CMOS化， CMOS芯片本身具 有低功耗的特点。这类单片机普遍配置有等待状 态、睡眠状态、关闭状态等工作方式。
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1.6
MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
问题1:在众多的单片机系列和型号中，为什么要学 习MCS-51系列和AT89C51系列？
1）这两个系列单片机结构比较简单，适合作为基础学习。 2）在我国使用最多的8位单片机还是Intel公司的MCS-51 系列单片机以及与其兼容的单片机（称为51系列单片 机）。 ATMEL公司的AT89C5x/AT89S5x系列，尤其是 AT89C51/AT89S51和AT89C52/AT89S52在8位单片机市场中 占有较大的市场份额。
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பைடு நூலகம்
课堂作业
1.1 试从体积、成本、开发难度、应用环境四 角度比较普通微机和单片机的不同； P15 习题 1, 2, 7
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第1章
单片机概述
微电子技术系 王昱琳
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第1章
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的发展历史 1.3 单片机的特点 1.4 单片机的应用 1.5 单片机的发展趋势
单片机概述
1.6 MCS-51系列单片机与AT89C5x系列单片机 1.7 其他51单片机 1.8 AVR、PIC系列单片机 1.9 各类嵌入式处理器简介
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1.1 什么是单片机
2. 进一步认识单片机 1）认识实物
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1.1 什么是单片机
2）认识单片机的基本组成
中央控制单元（CPU）:运算器和控制器； 存储器：RAM和ROM; 程序员 君 并行I/O口 控制器 帅 串行I/O口 定时器/计数器 将 运算器 中断系统 系统时钟电路 系统总线 兵 外围器件
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1.1 什么是单片机
回答的问题： 回答的问题 单片机是什么？跟以前微机原理学习过的知识有 什么异同？ 1. 单片机的定义 在一片半导体硅片上集成了中央处理单元(CPU) 、 存储器（RAM、ROM）、并行I/O口、串行I/O口、 定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线 的微型计算机。 1）单片机是一种单片系统的微型计算机； 2）单片机具有一台计算机的所有属性；
（1）通用型单片机 把可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O
等功能部件，全部提供给用户。
（2）专用型单片机 专门针对某些产品的特定用途而制作
•全面考虑了系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化 •“专用”单片机具有十分明显的综合优势，是今后单片机发 展的一个重要方向。
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1.2 单片机的发展过程和应用领域
AT89C5x/AT89S5x系列与MCS-51系列在原有功能、引脚
以及指令系统方面完全兼容。 本书重点介绍AT89S51单片机的原理及应用系统设计。
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1.6
MCS-51系列与AT89C5x系列单片机
问题2： MCS-51系列和AT89C51之间的关系？
ATMEL公司在1994年以EEPROM技术与INTEL公司 的80C51内核的使用权进行了交换。ATMEL公司将其先进 的Flash存储器技术与80C51内核相结合，就形成了片内带 有Flash储器AT89C5X/ AT89S5X系列单片机。
1.5
1.CPU的改进
单片机的发展趋势
1）增加数据总线宽度：8位、16位、32位 2）采用双CPU结构，提高数据处理能力 2.存储器的发展 1）采用片内闪存（flash）。闪存可电（+5V）擦 写。读写方便，掉电可保存数据。将Flash集成 在片内，可大大简化单片机应用系统的结构。 2) 加大存储容量。目前有的单片机内的程序存储 器容量可达128KB.
单片机的初级阶段
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1.2 单片机的发展过程和应用领域
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1.2 单片机的发展过程和应用领域
单片机的应用领域
消费类电子产品 工业控制
智能仪器仪表
应用
网络和通信设备
武器装备
自动化
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1.3
单片机的特点
1.功能齐全、应用可靠，抗干扰能力强； 2.简单方便、易于普及； 3.发展迅速、前景广阔；
单片机的发展过程
1982～
片上系统，外围电路增强， 提高可靠性，降低系统成本。
高性能微控制器阶段
1979～1982
结构体系完善，性能提高， 面向控制特点突出
性能完善提高阶段（MCS-51)
1976～1979
集成度不高， 指令系统功能不强
低性能单片机阶段（MCS-48)
1971～1976
4位单片机，结构、功能简单
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1.9
3. 嵌入式微处理器 定义：CPU。
各类嵌入式处理器简介
特点：嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一 样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做 了各种增强。 应用:代表性产品为ARM系列，ARM是Advanced RISC Machines 的缩写，其中RISC是精简指令集计算机的缩写。 4. 嵌入片上系统（soc） 定义：把整个电子系统全部集成在一个芯片中。 特点：设计者面对的不再是电路及芯片，对减小体积和功 耗、提高可靠性非常有利。 SOC使系统设计技术发生革命性变化
短短几十年，单片机经过4位机、8位机、16位机、32位 机等几大发展阶段。尤其是集成度高、功能日臻完善的单 片机不断问世，使单片机在工业控制及工业自动化领域获 得长足发展和大量应用。
4.嵌入容易、用途广泛、体积小、性价比高，应用 灵活性强等特点在嵌入式微控制系统中具有十分重 要的地位。
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单片机的发展趋势
5.外围电路内装化 将所需的众多的外围电路全部装入单片机 内部，即系统的单片化，是目前单片机的发展 趋势之一。 比如美国Cygnal公司的C8051F020 8位单 片机，内部集成了大量的外围电路，一个单片 机，就是一个微型的测控系统。
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