第1章 单片机简介

（6）性价比高。
单片机应用广泛，生产批量大，产品供应商的商 业竞争使得单片机产品的性能越来越强而价格低廉， 有优异的性能价格比。
1.2 单片机的历史发展
1976-1978 ）：单片机发展的 （1）第一阶段（ ）第一阶段（1976-1978 1976-1978）： 初级阶段。 这个阶段的单片机受集成电路技术的限 制，制造工艺落后（使用NMOS工艺），速度 低，功耗大，集成度低，片内资源较少。 典型的代表产品有Intel公司的MCS-48系列。 其特点是：片内集成有8位的CPU（有的还是4 位的CPU），只有并行接口，无串行接口，有1 个8位的定时器/计数器，最多只有2个中断 源，1KB或2KB的ROM，64B或128B的RAM，寻址 范围不大于4KB。
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平时成绩占30%
第一章 单片机简介 1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史发展 1.3 单片机的发展趋势 1.4 单片机的应用 1.5 单片机的主要厂商及产品系列 1.6 学习单片机的方法
第二章 MCS-51单片机硬件结构 2.1 MCS-51的内部结构 2.2 MCS-51的内部工作原理 2.2.1 MCS-51的CPU结构及工作原理 2.2.2 MCS-51的存储空间及应用配置 2.2.3 MCS-51的I/O 端口 2.3 MCS-51的外部引脚分布 2.4 MCS-51的工作时序 2.5 MCS-51的复位电路
单片机的主要特点 ：
（1）集成度高、体积小。
单片机将CPU、存储器、I/O接口等各种功能部件 集成在一块晶体芯片上，体积小，节省空间。能灵 活，方便地应用于各种智能化的控制设备和仪器，实 现机电一体化。
（2）可靠性高，抗干扰性强。
单片机把各种功能部件集成在一块芯片上，内部 采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高 了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小， 对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境 下工作。
1.3 单片机的发展趋势
（3）多功能化 新型单片机中不仅增加了各种总线接口，如I2C总 线、USB总线、 SPI总线以及支持TCP/IP协议的以太 网接口，而且有的新型单片机还集成了A/D转换器， PWM (Pulse Width Modulation--脉冲宽度调制)生 成器，使得利用这些单片机所设计出来的控制系统 集成度更高，性价比更好。 （4）在线调试 现在有些新型单片机已经具备使用JTAG (Joint Test Action Group--联合测试行动小组)接口的在 线调试功能，开发工具更加智能化，方便了用户的 开发。
第五章 系统扩展 5.1 MCS-51 的最小系统及系统扩展 5.2 MCS-51 系统总线扩展技术 5.2.1 MCS-51 的系统总线结构 5.2.2 MCS-51 的总线驱动 5.2.3 MCS-51 外部地址空间的分配 5.3 存储器扩展 5.3.1 程序存储器的扩展 5.3.2 数据存储器的扩展 5.4 并行I/O扩展 5.4.1 单片机I/O接口的功能 5.4.2 用锁存电路扩展并行I/O口 5.4.3 用8255芯片扩展并行I/O口 5.4.4 用串行口扩展并行I/O口 5.5 其它扩展 5.5.1 DS12887 扩展实时时钟 5.5.2 DS1302/07 扩展实时时钟 5.5.3 语音录放电路扩展
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课程实践性强，可提高工程素养 是重要的硬件基础课程 有利于就业
课程安排
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讲课学时：实验学时 =2：1 自主学习、创新实验
学习要求：
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认真听课 独立完成编程实验
学习方法：动手实践
Practice is a best way to learning . learning.
考核
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笔试成绩占70%
1.3 单片机的发展趋势
（1）高性能化 高性能化，主要是指进一步改进CPU的性能， 提高指令运算速度，增加字长，采用RISC （Reduced Instruction Set Computer-精简指 令集）结构和流水线技术，可以大幅度提高运行 速度。现在CPU的处理速度最高者已达100MIPS （Million Instruction Per Seconds--兆条指令 每秒），进一步增强了位处理功能、中断和定时 控制功能。
Hale Waihona Puke 1.2 单片机的历史发展1982-1990 ）：8位单片机巩 （3）第三阶段（ ）第三阶段（1982-1990 1982-1990）： 固发展及16位单片机推出阶段，也是单片机向 微控制器（Micro Control Unit —MCU）发展的 阶段。 Intel公司推出的MCS–96系列单片机，将 一些用于测控系统的模数转换器、程序运行监 视器、脉宽调制器等纳入片中，体现了单片机 的微控制器特征。
第七章 信号的输入输出技术 7.1 单片机应用系统的结构 7.2 模拟信号的输入 —传感器技术 7.2.1传感器的分类 7.2.2传感器特性 7.2.3 常用传感器简介 7.3 模拟信号的输入 --A/D转换 7.3.1 常用的A/D 转换技术原理 7.3.2 常用的A/D 转换器的类型 7.3.3 A/D转换器的性能指标 7.3.4 常用A/D转换芯片及其接口技术 7.4 模拟信号的输出 --D/A转换 7.4.1 常用的D/A 转换技术原理 7.4.2 D/A转换器的性能指标 7.4.3 常用D/A转换芯片及其接口技术 7.5 开关量的输入输出 7.5.1 开关量的隔离技术 7.5.2 开关量的输入技术 7.5.3 开关量的输出及驱动技术
第八章 MCS-51单片机应用系统设计与实现 8.1 MCS-51单片机应用系统的开发过程 8.1.1 需求调查 8.1.2 可行性分析 8.1.3 总体方案设计 8.1.4 硬件设计 8.1.5 软件设计 8.1.6 仿真调试 8.2 单片机应用系统的抗干扰设计 8.2.1 电源、地线、传输干扰及其对策 8.2.2 硬件抗干扰措施 8.2.3 软件抗干扰措施 8.3 单片机应用系统设计实例 1—简易电子秤的设计 8.3.1 需求分析及系统总体方案设计 8.3.2 硬件详细设计 8.3.3 软件详细设计 8.3.4调试与分析 8.4 单片机应用系统设计实例 2—智能电子钟的设计与制作 8.4.1 需求分析及系统总体方案设计 8.4.2 硬件详细方案设计 8.4.3 软件详细方案设计 8.4.4系统调试与脱机运行
单片机的主要特点 ：
（3）控制功能强。 其CPU可以对I/O端口直接进行操作，可以 进行位操作、分支转移操作， 还能方便地实 现多机控制，使整个系统的控制效率大为提 高，适用于专门的控制领域。 （4）低功耗。 许多单片机的工作电压只有2～4伏特，电 流几百微安，功耗很低，适用于便携式系统。
单片机的主要特点 ：
1.3 单片机的发展趋势
（2）大容量化
以往单片机内的ROM为1KB－4KB，RAM为64 －128B。为了适应复杂控制的场合，一些单片 机开始采用大容量片内存储器。目前，单片机 内ROM最大可达64KB，RAM最大为2KB以上。有的 单片机内部还配备了大容量Flash存储器作为程 序存储器使用。 程序存储空间的扩大，还使得 单片机可以嵌入实时操作系统如RTOS（RealTime Operating System-实时操作系统）等， 提高了系统的开发效率和处理能力，简化了复 杂系统的开发难度。
（5）可扩展性好。
单片机具有灵活方便的外部扩展总线接口，使得 当片内资源不够使用时可以非常方便地进行片外扩展。 另外，现在单片机具有越来越丰富的通信接口：如异 步串行口SCI、同步串行口SPI、I2C、CAN总线、甚至 有的单片机还集成了USB接口或以太网接口，这些丰富 的通信接口使得单片机系统与外部计算机系统的通信 变得非常容易。
第四章 定时器、串行口及中断系统 4.1 MCS-51单片机片内定时器/计数器 4.1.1 定时器/计数器的结构及基本原理 4.1.2 定时器/计数器的四种工作方式 4.2 MCS-51单片机片内串行口 4.2.1 串行通信的基本知识 4.2.2 MCS-51单片机串行口的结构及其工作原理 4.2.3 MCS-51单片机串行口的四种工作方式 4.2.4 多机通讯 4.2.5 串行口的编程实例 4.3 MCS-51单片机的中断系统 4.3.1 中断的概念 4.3.2 MCS-51中断系统的结构及中断控制
1.2 单片机的历史发展
1978-1982 ）：单片机发展和完善 （2）第二阶段（ ）第二阶段（1978-1982 1978-1982）：
阶段。 采用CMOS 工艺，并逐渐被高速低功耗的HMOS工艺代 替。代表产品有Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司 的MC6805系列，TI公司的TMS7000系列等。这个阶段的单 片机在以下几个方面奠定了典型的单片机通用体系结构。 ① 完善的外部总线。MCS-51设置了经典的8位单片机的总 线结构，包括8位数据总线、16位地址总线、控制总线及 具有多机通信功能的串行通信接口。 ② CPU外围功能单元的集中管理模式。 ③ 体现工控特性的位地址空间及位操作方式。 ④ 指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制 功能的指令。
第一章 单片机简介
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 什么是单片机 单片机的历史发展 单片机的发展趋势 单片机的应用 单片机的主要厂商及产品系列 学习单片机的方法
1.1 什么是单片机
单片机：亦称单片微型计算机 （Single-Chip Microcomputer）。 是将微处理器（CPU）、存储器（只读 存储器ROM和随机存储器RAM）、总线、定 时器/计数器、输入/输出接口（I/O）和其 他多种功能器件集成在一块芯片上构成的 微型计算机。
第三章 MCS-51 的软件系统设计 3.1 单片机程序设计语言分类 3.2 MCS-51 汇编指令系统 3.2.1 MCS-51 的指令格式 3.2.2 MCS-51 的指令系统的寻址方式 3.2.3 MCS-51 汇编指令简介 3.3 MCS-51 汇编语言程序设计 3.3.1 MCS-51 汇编语言伪指令简介 3.3.2 MCS-51 汇编语言程序设计技巧 3.3.3 MCS-51 汇编语言程序的汇编 3.4 MCS-51 的C语言程序设计 3.4.1 Keil C51 开发系统基本知识 3.4.2 Keil C51 基本语法及其与对标准C的扩展 3.5 Keil C51 与汇编语言的混合编程 3.5.1 C 函数参数传递规则 3.5.2 C 函数返回 3.5.3 C 程序内联汇编 3.5.4 C 程序和汇编程序的相互函数调用