单片微机原理及应用课件 第1章 单片微型计算机概述
合集下载
单片微型计算机概述优秀课件
8.1 键盘及其接口 8.2 显示器接口 8.3 打印机接口 8.4 拨码盘及语音接口
第9章 MCS-51与D/A及A/D转换器接口
9.1 概述 9.2 D/A转换器及其接口 9.3 A/D转换器及其接口
第10章 系统应用实例
10.1 步进电机控制系统 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.3 通用多点温度控制系统
第1章 单片微型计算机概述
1.1 单片微型计算机发展概况 1.2 微计算机系统概念 1.3 单片机的特点 1.4 计算机中的数和编码
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的基本结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构 2.3 MCS-51单片机的存储器配置 2.4 CPU的时序及辅助电路
主要内容
第一章：单片微型计算机概述 第二章： MCS-51单片机的硬件结构 第三章： MCS-51单片机指令系统 第四章：汇编语言程序设计 第五章：定时/计数器与中断系统 第六章： MCS-51单片机系统扩展技术 第七章：串行通信及其接口 第八章： MCS-51单片机的人机界面接口 技 第术 九章： MCS-51与D/A及A/D转换器接 口 第十章：系统应用实例
返回本章首页
1.1 单片微型计算机发展概况
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一 块芯片上的微型计算机。通常在芯片内含有CPU、 ROM、RAM、并行I/O口、串行口、定时/计数器、中 断控制系统、系统时钟及系统总线等。单片机一词来 源于“Single Chip Microcomputer”(SCM)。“SCM” 一词目前国际上已基本上不大采用，而被微控制器 (MCU—Microcontroller Unit)或嵌入式控制器 (Embedded Controller)所代替。
第9章 MCS-51与D/A及A/D转换器接口
9.1 概述 9.2 D/A转换器及其接口 9.3 A/D转换器及其接口
第10章 系统应用实例
10.1 步进电机控制系统 10.2 红外线感应自动门控制系统 10.3 通用多点温度控制系统
第1章 单片微型计算机概述
1.1 单片微型计算机发展概况 1.2 微计算机系统概念 1.3 单片机的特点 1.4 计算机中的数和编码
第2章 MCS-51单片机的硬件结构
2.1 MCS-51单片机的基本结构 2.2 MCS-51单片机的引脚及片外总线结构 2.3 MCS-51单片机的存储器配置 2.4 CPU的时序及辅助电路
主要内容
第一章：单片微型计算机概述 第二章： MCS-51单片机的硬件结构 第三章： MCS-51单片机指令系统 第四章：汇编语言程序设计 第五章：定时/计数器与中断系统 第六章： MCS-51单片机系统扩展技术 第七章：串行通信及其接口 第八章： MCS-51单片机的人机界面接口 技 第术 九章： MCS-51与D/A及A/D转换器接 口 第十章：系统应用实例
返回本章首页
1.1 单片微型计算机发展概况
单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一 块芯片上的微型计算机。通常在芯片内含有CPU、 ROM、RAM、并行I/O口、串行口、定时/计数器、中 断控制系统、系统时钟及系统总线等。单片机一词来 源于“Single Chip Microcomputer”(SCM)。“SCM” 一词目前国际上已基本上不大采用，而被微控制器 (MCU—Microcontroller Unit)或嵌入式控制器 (Embedded Controller)所代替。
第1章单片微型计算机概述end
返回本节
1.4.3 十六进制数（用H表示）
? 为了书写和阅读方便，经常采用十六进制数作 为二进制的缩写形式。十进制数、二进制数、 十六进制数的对照表如表 1-1所示。
? 在计数时，逢十六进一，这样书写长度短，且 可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进 制数转换为十六进制数。
表
1-1
六 进 制 数 对 照 表
返回本章首页
1.4.1 计数制
? 日常生活中广泛使用的数为十进制数，这是一 种逢十进一的计数方法。用的数制还有二进制 、八进制和十六进制等。
? 基数小于 10的计数制，可用十进制相应的数码 作为它的数字符号，一个数一般由多个数码组 成。数码在数中的位置不同，其值也不同。
返回本节
1.4.2 二进制数（用B表示）
? 以2为基数的数制称为二进位计数制，它只包括 0和 1两个数码，很容易用电子元件的两种不同 的状态来表示，例如，用高电平表示 1，用低电 平表示 0。所以，计算机中通常采用二进制数。
? 二进制数的计数特征：逢二进一，运算简单。 ? 在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是
做移位加法，除法则是移位减法。
?3．二进制、十六进制之间的相互转换
?将二进制数转换为十六进制数，从低位开始， 每四位一组，然后将其转换为对应的十六进制数 。如最后一组不足四位，需在左边补 0。
?用同样方法可将二进制小数转换十六进制小数 。只是分组应从小数点右边开始分成四位一组。
?十六进制数转换为二进制数，将每位十六进制 数直接转换成相应的二进制数。
第1章 单片微型计算机概述
? 1.1 单片微型计算机发展概况 ? 1.2 微计算机系统概念 ? 1.3 单片机的特点 ? 1.4 计算机中的数和编码
1.4.3 十六进制数（用H表示）
? 为了书写和阅读方便，经常采用十六进制数作 为二进制的缩写形式。十进制数、二进制数、 十六进制数的对照表如表 1-1所示。
? 在计数时，逢十六进一，这样书写长度短，且 可方便将十六进制数转换为二进制数或将二进 制数转换为十六进制数。
表
1-1
六 进 制 数 对 照 表
返回本章首页
1.4.1 计数制
? 日常生活中广泛使用的数为十进制数，这是一 种逢十进一的计数方法。用的数制还有二进制 、八进制和十六进制等。
? 基数小于 10的计数制，可用十进制相应的数码 作为它的数字符号，一个数一般由多个数码组 成。数码在数中的位置不同，其值也不同。
返回本节
1.4.2 二进制数（用B表示）
? 以2为基数的数制称为二进位计数制，它只包括 0和 1两个数码，很容易用电子元件的两种不同 的状态来表示，例如，用高电平表示 1，用低电 平表示 0。所以，计算机中通常采用二进制数。
? 二进制数的计数特征：逢二进一，运算简单。 ? 在加、减、乘、除四则运算中，乘法实质上是
做移位加法，除法则是移位减法。
?3．二进制、十六进制之间的相互转换
?将二进制数转换为十六进制数，从低位开始， 每四位一组，然后将其转换为对应的十六进制数 。如最后一组不足四位，需在左边补 0。
?用同样方法可将二进制小数转换十六进制小数 。只是分组应从小数点右边开始分成四位一组。
?十六进制数转换为二进制数，将每位十六进制 数直接转换成相应的二进制数。
第1章 单片微型计算机概述
? 1.1 单片微型计算机发展概况 ? 1.2 微计算机系统概念 ? 1.3 单片机的特点 ? 1.4 计算机中的数和编码
单片微型计算机原理及其应用全部知识点汇总188页PPT
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
单片微型计算机原理及其应用全部知识点 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
单片微型计算机原理及其应用全部知识点 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
单片微机原理及应用
单片微机原理及应用1. 概述单片微机是由微处理器和各种外围器件组成的一个完整的计算机系统，它是集成电路技术的重要应用之一。
单片微机具有体积小、功耗低、可编程性强等优点，在电子控制和信息处理方面被广泛应用。
本文将从单片微机的原理入手，介绍其结构、工作方式及应用。
2. 原理单片微机的核心是微处理器，即中央处理器（CPU)，它是单片微机的控制中心，负责执行程序、运算和控制其他器件工作。
微处理器由多个功能模块组成，包括指令寄存器、运算单元、存储器控制器等。
其中最核心的是指令寄存器（IR)和程序计数器（PC)。
指令寄存器用来存放当前正在执行的指令，程序计数器用来指示下一条指令的地址。
微处理器执行程序时的流程通常如下：（1）从程序计数器中读取下一条指令的地址；（2）将指令从存储器中读入指令寄存器；（3）解码指令，确定操作类型和位置；（4）根据指令对寄存器或内存进行数据操作；3. 应用单片微机在工业控制、仪器仪表、电子游戏、智能家居等领域有广泛的应用，下面介绍其中的几个应用案例。
（1）工业控制单片微机在工业控制中广泛应用。
工厂生产过程中需要对温度、湿度、压力等参数进行监控和控制，这就需要单片微机配合传感器、执行器等设备进行实时控制。
单片微机可以通过输入输出端口与外界设备通信，实现对生产过程的监控和调控，提高生产效率和质量。
（2）仪器仪表单片微机在仪器仪表中也有极为广泛的应用。
多功能万用表、数字示波器、信号发生器等都是基于单片微机技术的。
单片微机可以通过输入输出端口接口各种传感器、测量器，并对测量结果进行处理和显示，提高测量精度和自动化程度。
（3）电子游戏电子游戏是单片微机最为人所知的应用之一。
单片微机可以驱动点阵屏幕显示图像和文字，并通过输入设备如按钮、摇杆等与玩家互动。
电子游戏具有需要制作成本低、易于批量生产等特点，成为单片微机的重要应用领域之一。
（4）智能家居单片微机在智能家居中也有广泛应用。
智能插座、智能家居中控系统等都是基于单片微机技术的。
第1章 单片微型计算机概述
5
中国的单片机现状
1. 台湾华邦 2. 台湾凌阳 3. 海尔 4. 珠海建荣科技
6
1.3 单片机的特点
（1）体积小、重量轻、功耗低、功能强、 性价比高。
（2）数据大都在单片机内部传送，运行速 度快，抗干扰能力强，可靠性高。 （3）结构灵活，易于组成各种微机应用系 统。 （4）应用广泛，既可用于工业自动控制等 场合，又可用于测量仪器、医疗仪器及家用 电器等领域。
7
8
微机与单片机的区别
单片机为专用系统，即每 个单片机可能不同。 无操作系统，只有用户软 件，面向控制。 用户软件固化在ROM中， 不能变化。 无标准外设，只有少量按 键和显示装置。 设计时需借助仿真器、编 程器和PC等工具。 微机为通用系统，即每个 PC基本相似。 有操作系统，也有用户软 件，面向计算。 用户软件运行在RAM，可 定制。 有标准外设，如键盘、显 示器等。 直接在操作系统之上设计 程序。
码 美 表国 标 准 信 息 交 换
1束放映
返回本章首页
1、什么叫单片机 （SCM）？ 将CPU、存储器、总 线、I/O接口电路等部 件集成在一个芯片内。
单片计算机 （单个 IC）
单片机系统
用户软件
即单片机
CPU
内存
接口电路
外设
3
2、从单片机用途看，单片机也称为MCU, 或嵌入式系统。
嵌入式系统
单片机温 控系统
4
单片机体积小、功能强、功耗低、可靠性高和性 价比高的特点，在过程控制、机电一体化产品、智 能仪器、家用电器、计算机网络及通讯等方面得到 广泛应用。 单片机经历了一位、4位、8位、16位及32位的发 展阶段，世界上一些著名的半导体器件厂家都开发 了单片机如Intel、Motorola、Zilog、Philips等。 单片机的品种日益增加，在众多的通用型单片机 里，以Intel公司的MCS系列单片机最为著名。
微机原理及应用 第一章 计算机基础知识
× 0.6225
×
1.250 2
1 (b-1)
×
0.5 0 2
0 (b-2)
1.0
1 (b-3)
• 0.625 = 0.101B
2. 0.625转换成十六进制数 0.625 × 16 = 10.0 0.625 = 0.AH
3. 208.625 转换成十六进制数 208.625 = D0.AH
（三）二进制与十六进制数之间的转换
第一章 计算机基础知识
1-1 计算机运算基础 1-2 计算机发展与组成 1-3 单片机与嵌入式系统
1-1 计算机运算基础
1-1-1 数制及其转换 1-1-2 计算机中数的表示法 1-1-3 计算机中数的运算方法 1-1-4 计算机中的编码系统
1-1-1 数制及其转换
数制（即计数制）是计数的规则、计数的方式。 进制（即进位计数制）是按不同的进位规则(方式) 计数的 数制。
+0 +0 +0
1
+1 +1 +1
… … ……
127 +127 +127 +127
128 - 0 - 127 -128
… … ……
254 -126 - 1 - 2
255 -127 - 0 - 1
0~255 -127 -127 -128
~+127 ~+127 ~+127
1-1-3 计算机中数的运算方法
• 24=16 ，四位二进制数对应一位十六进制数。 • 举例：
• 3AF.2H = 0011 1010 1111.0010 = 1110101111.001B 3 A F2
• 1111101.11B = 0111 1101.1100 = 7D.CH 7DC
第1章 单片微型计算机概述
注意：但是在实际应用时，应首选ATMEL公司AT89 系列产品，因为使用方面。
第1章 单片微型计算机概述
四、单片机环境温度问题
单片机应用中的环境温度问题，是指单片机应 用中的抗干扰特性和温度特性。由于单片机的应用 是面向工业现场，因此，它应具有很强的抗干扰能 力，这是其他计算机无法相比的。单片机的温度特 性，与其他集成电路芯片一样，按所能适应的环境 温度，可分为如下三个等级： 民用级：0～+70℃ 工业级：-40～+85℃ 军用级：-65～+125℃ 因此，在工业应用中应根据现场环境温度来选 择单片机芯片。
单片 机硬 件系 统
单片 机软 件系 统
单片 机应 用系 统
图1.6 单片机应用系统的组成
第1章 单片微型计算机概述
1.1.3 80C51单片机系列
Intel公司生产的MCS系列单片机，尽管单片机型号 很多，但从目前来看，使用最为广泛的应该MCS-51单片 机。本书主要研究MCS-51系列8位单片机80C51。分析 和研究80C51的硬件结构、工作原理、软件及工程应用系 统的设计。 80C51系列单片机如表1-1所示。表1-1中列出了 80C51单片机系列的芯片型号及主要技术指标，由此可对 80C51单片机系列有一个全面的了解。下面我们就在这个 表的基础上进一步对80C51系列单片机作一些说明。
第1章 单片微型计算机概述
1.2.2、单片机产品近况
单片机产品已达60多个系列，600多个品种。但近年来 推出的与80C51兼容的主要产品有： 1、ATMEL公司E2PROM、Flash存储器技术的AT89 系列单片机。 2、Philips公司的80C51、80C550、80C552系列。 3、 Motorola公司M68HC05系列。 4、Microchip公司PIC系列。 5、ADI公司的ADμ C8xx高精度ADC系列。 6、LG公司的GMS90/97低压高速系列。 7、Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系 列。 8、Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。
单片微型计算机原理与设计1章PPT课件
单片微型计算机的应用领域
智能仪表
单片机可以用于实现各种智能 仪表的测控和数据处理，如水
表、电表、燃气表等。
工业控制
单片机在工业控制领域中有着 广泛的应用，如自动化生产线 、机器人等。
智能家居
单片机可以用于实现各种智能 家居设备的控制和监测，如智 能门锁、智能照明等。
物联网
单片机作为嵌入式系统的核心 ，在物联网中发挥着重要的作 用，如传感器节点、智能网关
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统利用单片微型计 算机实现生产过程的自动化和智能化。
工业自动化控制系统还包括机器人、 自动化流水线等设备，这些设备通过 与单片微型计算机的连接，实现了高 效、精准的生产控制。
单片微型计算机在工业自动化控制系 统中扮演着重要的角色，它可以对生 产设备进行实时监测和控制，提高生 产效率和产品质量。
等。
02
单片微型计算机的基本组成
中央处理器
01
中央处理器（CPU）是 单片微型计算机的核心 部件，负责执行指令和 处理数据。
02
CPU由算术逻辑单元、 控制单元和寄存器组等 组成，通过内部总线连 接在一起。
03
CPU按照程序指令的要 求，对数据进行运算、 传输和存储等操作，并 输出结果。
04
CPU的性能指标主要包 括运算速度、字长和指 令集等。
单片微型计算机原理与设计1 章ppt课件
• 单片微型计算机概述 • 单片微型计算机的基本组成 • 单片微型计算机的工作原理
• 单片微型计算机的设计方法 • 单片微型计算机的实际应用案例
01
单片微型计算机概述
单片微型计算机的定义
• 单片微型计算机，也称为单片机，是一种集成了微处理器、存 储器、输入输出接口等功能的集成电路芯片。它具有体积小、 功耗低、可靠性高等特点，广泛应用于各种嵌入式系统中。
第1章单片微型计算机基础知识课件
第一章 第一节
1.1.2 单片机发展概况
第一阶段（1974～1978）：初级单片机阶段。以Intel公司
的MCS-48为代表。这个系列的单片机在片内集成了8位CPU、并行I/O口、 8位定时/计数器、RAM等，无串行I/O口，寻址范围不大于４Ｋ。
第二阶段（1978～1983）：高性能单片机阶段。以MCS-
(6)科学研究 小到实验测控台，大到卫星、运
载火箭，单片机都发挥着极其重要的作用。 (7) 国防现代化 各种军事装备管理通信系统都
有单片机深入其中。
2. 单片机的应用特点 (1) 面向控制的应用
由于单片机内部采用了微控制技术，其结构及功能均 按自动控制的要求设计，因而主要应用于控制领域。微控 制技术从根本上改变了传统的控制系统设计思想，它通过 对单片机编程的方法代替由模拟电路或数字电路实现的大 部分控制功能，是对传统控制方式的一次革命。
CPU为16位以外，还采用了新颖的寄存器堆/逻辑部件（RALU），片内 RAM和ROM的容量进一步增大，片内ROM为8KB甚至更大且可以加密， 片内还带有高速输入输出部件、多通道10位A/D转换器，具有８级中断 等。近年来，32位单片机也已进入实用阶段。
1.1.3 单片机的应用及发展
1. 单片机的应用领域 (1) 生产自动化 自动化生产线、机器手、数控机床
32
2×16
5
4KB R0M
128
32
2×16
5
4KB EPR0M
128
32
2×16
5
无
256
32
3×16
6
8KB R0M
256
32
3×16
6
8KB EPROM
单片微型计算机原理及其应用电子教案[1]
![单片微型计算机原理及其应用电子教案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/d8cb35979e3143323868931e.png)
•一、 电源控制寄存器PCON
•
•D7
•D6
•D5
•D4
•D3
•D2
•D1
•D0
•
•PCON •SMOD
•—
•—
•—
•GF1
•GF0
•FD
•IDL
•二、 等待工作方式 •三、 掉电方式
PPT文档演模板
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
• 第三章 MSC-51 单片机的指令系统
• 3．1 指令系统概述
PPT文档演模板
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
2．1 MCS-51单片机的结构原 理
n 一、 8051单片机的结构
PPT文档演模板
•图 2-1 MCS-51单片机的基本结构
单片微型计算机原理及其应用电子教
案[1]
二、 8051单片机的内部结构和 工作原理
n 8051单片机的内部结构框图如图 2-2 所 示，下面分别进行介绍：
•3．指令周期 • 二、 MCS-51单片机指令的取指和执行的时序
•三、 访问外部ROM和RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-11 访问外部ROM的时序
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
•1．访问外部ROM的时序 •2．访问外部RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-12 访问外部RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-5 P0口的位结构
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
•（2） P1口位的结构
•图 2-6 P1口的位结构
PPT文档演模板
•图 2-6 P1口的位结构
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
•
•D7
•D6
•D5
•D4
•D3
•D2
•D1
•D0
•
•PCON •SMOD
•—
•—
•—
•GF1
•GF0
•FD
•IDL
•二、 等待工作方式 •三、 掉电方式
PPT文档演模板
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
• 第三章 MSC-51 单片机的指令系统
• 3．1 指令系统概述
PPT文档演模板
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
2．1 MCS-51单片机的结构原 理
n 一、 8051单片机的结构
PPT文档演模板
•图 2-1 MCS-51单片机的基本结构
单片微型计算机原理及其应用电子教
案[1]
二、 8051单片机的内部结构和 工作原理
n 8051单片机的内部结构框图如图 2-2 所 示，下面分别进行介绍：
•3．指令周期 • 二、 MCS-51单片机指令的取指和执行的时序
•三、 访问外部ROM和RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-11 访问外部ROM的时序
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
•1．访问外部ROM的时序 •2．访问外部RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-12 访问外部RAM的时序
PPT文档演模板
•图 2-5 P0口的位结构
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
•（2） P1口位的结构
•图 2-6 P1口的位结构
PPT文档演模板
•图 2-6 P1口的位结构
单片微型计算机原理及其应用电子教 案[1]
单片微型计算机C第1讲(机械)
处理器性能
随着半导体工艺的进步，单片微 型计算机的处理器性能不断提升，
运算速度更快，处理能力更强。
存储技术
新型存储技术的研发和应用，如 Flash存储器、高速缓存等，提高 了单片微型计算机的存储容量和读 写速度。
通信接口
无线通信接口的集成，使得单片微 型计算机能够实现无线数据传输和 控制，扩展了应用范围。
CPU通过内部总线与存储器和输入输 出接口相连，实现数据传输和控制信 号的传递。
存储器
01
02
03
04
存储器是单片微型计算机中用 于存储数据的部件。
存储器分为只读存储器 （ROM）、随机存取存储器 （RAM）和Flash存储器等类
型。
ROM用于存储程序和数据， RAM用于存储运行中的程序 和数据，Flash存储器用于长
VS
详细描述
在机械设备的故障诊断与维护中，单片微 型计算机可以实时监测设备的运行状态， 一旦发现异常情况，立即发出警报并记录 相关数据。通过分析这些数据，技术人员 可以快速定位故障原因，采取相应的维护 措施，确保设备正常运行，延长设备使用 寿命。
05
单片微型计算机的发展趋势与未 来展望
技术创新与性能提升
期保存数据。
存储器的容量和速度是影响单 片微型计算机性能的重要因素
。
输入输出接口
01
输入输出接口是单片微型计算机中用于连接外部设备和进行数 据传输的部件。
02
常见的输入输出接口包括并行接口、串行接口、中断控制器和
定时器等。
输入输出接口通过数据总线、地址总线和控制总线与CPU相连，
03
实现数据传输和控制信号的传递。
详细描述
在机械控制系统的设计中，单片微型计算机能够快速、准确地处理各种输入信号，并根据预设的控制 算法输出相应的控制信号，实现对机械设备的精确控制。这有助于提高生产效率和产品质量，降低能 耗和减少人工干预。
随着半导体工艺的进步，单片微 型计算机的处理器性能不断提升，
运算速度更快，处理能力更强。
存储技术
新型存储技术的研发和应用，如 Flash存储器、高速缓存等，提高 了单片微型计算机的存储容量和读 写速度。
通信接口
无线通信接口的集成，使得单片微 型计算机能够实现无线数据传输和 控制，扩展了应用范围。
CPU通过内部总线与存储器和输入输 出接口相连，实现数据传输和控制信 号的传递。
存储器
01
02
03
04
存储器是单片微型计算机中用 于存储数据的部件。
存储器分为只读存储器 （ROM）、随机存取存储器 （RAM）和Flash存储器等类
型。
ROM用于存储程序和数据， RAM用于存储运行中的程序 和数据，Flash存储器用于长
VS
详细描述
在机械设备的故障诊断与维护中，单片微 型计算机可以实时监测设备的运行状态， 一旦发现异常情况，立即发出警报并记录 相关数据。通过分析这些数据，技术人员 可以快速定位故障原因，采取相应的维护 措施，确保设备正常运行，延长设备使用 寿命。
05
单片微型计算机的发展趋势与未 来展望
技术创新与性能提升
期保存数据。
存储器的容量和速度是影响单 片微型计算机性能的重要因素
。
输入输出接口
01
输入输出接口是单片微型计算机中用于连接外部设备和进行数 据传输的部件。
02
常见的输入输出接口包括并行接口、串行接口、中断控制器和
定时器等。
输入输出接口通过数据总线、地址总线和控制总线与CPU相连，
03
实现数据传输和控制信号的传递。
详细描述
在机械控制系统的设计中，单片微型计算机能够快速、准确地处理各种输入信号，并根据预设的控制 算法输出相应的控制信号，实现对机械设备的精确控制。这有助于提高生产效率和产品质量，降低能 耗和减少人工干预。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等
二、微型计算机
微型计算机是指，以微处理器为核心，配上存 储器、I/O接口电路和系统总线所组成的计算机。
微型计算机系统的硬件部分通常由五部分组成:
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
这种计算机系统通常由多块印刷电路板制成：
内存条
CPU
主板
多板机
1.3.2 主机板组成
系统 配置 开关
单板机
印
输入输出接口 芯片 CPU芯片 CPU
存储器芯片
A/D、/A 芯片
内存条
刷
电 路
定时计数器 芯片
板
单片机
存储器 时钟电路 控制电路 CPU 定时器
片
I / O口
晶
单 硅
三、微型计算机系统
微型计算机系统包括硬件和软件两大部 分，它以微型计算机为主体，配上系统软 件和外部设备组成。
硬件
微 型 计 算 机 系 统
软件
外围设备 辅助设备
系统软件(操作系统，编辑、编译程序，故障诊断,监控程序…) 应用软件(科学计算，工业控制，数据处理…) 程序设计语言(机器语言、汇编语言、高级语言)
1.4 微型计算机的工作过程
程序：为完成某项工作,将一系列指令有序地组合。 指令：计算机执行某种操作的命令。由操作码和操作数 两部分组成。 操作码表示计算机执行什么具体操作。 操作数表示参加操作的数或操作数所在地址。 计算机的工作过程就是执行程序的过程，即不断地取 指令、译码和执行指令的过程，直至遇到停机指令才暂 停工作。
第2代：中高档8位微机
M6800、 I8080、Z80、I8085 Apple-II 微机、MCS-48、MCS-51系列
第3代：16位微机 M68000、Z8000
I8086/ 8088 →80286， IBM PC系列机
第4代：32位微机
I80386 →80486→ Pentium →Pentium II →Pentium III → Pentium 4
1946年由美国宾夕法尼亚大学研制 ENIAC（Electronic Numerical Integrator And calculator），运算速度 5000次/秒，功耗150kw/h，占地170m2 ,造价100万 美元。
第1代：4位和低档8位微机
I4004→I4040→I8008
数据总线 DB：传送数据信息(双向) 控制总线 CB：传送控制信息(每根单向/双向)
总线是计算机的部件与部件之间传输信息的公共通路，它能分时 地发送和接收各部件的信息。总线不仅仅是一组传输线，它还包 括与数据传输有关的控制逻辑。所以，在一个计算机系统中，总 线应被看成一个独立的部件。
总线信号
地址总线 AB
第5代：64位微机
Titanium 、64位RISC微处理器芯片
单片机发展概况
1976-1978 初级8位单片机 Intel MCS-48 系列
1978-1983 高档8位单片机 Intel MCS-51系列：
-51子系列：8031/8051/8751 -52子系列：8032/8052/8752
微型计算机系统
微处理器具有运算和控制功能，是整个微型计算机的核 心，也称中央处理器CPU（Central Processing Unit）。由 一片或几片大规模集成电路组成，具有控制器和运算器 功能。 注意，微处理器并不是一台完整的计算机
微处理器的主要功能部件
（1）算术逻辑部件（ALU）：用来进行算术和逻辑运算 。
例如，SUB AL，5； AND AL，FEH；ADD AL，10；OR AL，01H；
（2）累加器A：运算前存放操作数，运算后存放运算结 果。
（ 3）程序计数器（Program Counter--PC），也称 指令计数器（Instruction Counter），由它指出下 一条要执行指令所在存储单元的地址，具有加1 计数的功能。
第一章 概 述
1.1 微型计算机发展概况
1.2 微计算机系统概念
1.3 单片机的特点
1.4 计算机中的数和编码
1.1 微型计算机发展概况
1946年，世界上出现第一台数字式电子计 算机ENIAC （电子数据积分器） 发展到以大规模集成电路为主要部件的第 四代，产生了微型计算机 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微 处理器芯片Intel4004 ，开创了一个全新的 计算机时代
（4）指令寄存器：用来存放从存储器中取出的 指令码。
（5）指令译码器：对指令码进行译码，确定指 令的操作（如加、减、移位等）。 （6）时序和控制部件
系统总线
总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组
地址总线 AB：传送地址信息(单向)
低功耗型80C31高性能型80C252廉价型89C2051/1051 1983- 90年代初 16位单片机 Intel MCS-96 系列
8098/8096、80C198/80C196, DSP
90年代初-至今 16位单片机高档32位单片机 ARM
1.2
一、微处理器（Microprocessor）
外部设备：键盘、显示器、打印机等。 系统软件：操作系统和系统应用软件。
微型计算机组成结构
微处理器 (CPU) 微型计算机 （主机） 存储器 (内存)
运算器 控制器 RAM ROM
输入/输出接口 (I/O接口) 总线 (AB、DB、CB) 外部设备 输入设备(键盘、扫描仪、语音识别仪…) 输出设备(显示器、打印机、绘图仪、…) 辅助存储器(磁带、磁盘、光盘) 电源电路 时钟电路
只读存储 器ROM 随机存储器 RAM 8259 中断控制 器 地址总线 数据总线 数据收发器 控制总线 I/O 通 道
8087 协 处 理 器
8088 微 处 理 器
地址锁存器
8288 总线控制器 8284 时钟发生器
8237 DMA控制器
8253 定时控制器
8255 并行接口
扬声器 接口
键盘 接口
输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围
数据总线 DB
CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数
控制总线 CB
协调系统中各部件的操作，包括以下信号： 控制信息（输出）、请求（输入）、状态联络（输入/出）