哈理工单片机原理及接口技术课件第1章绪论

4004微处理器
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微型计算机
地址总线AB
微 处 理 器
存储器
数据总线DB 控制总线CB
I/O接口
I/O设备
微处理器 +存储器 +I/O接口 = 微型计算机
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微型计算机的应用形态
分为3种：
多板机（即系统机）
工业PC机 也属于多板机。
CPU 存储器
I/O接口
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1.5.3 仿真调试
软件模拟---用于算法模拟 硬件仿真---用于硬件调试 调试步骤：
Debug菜单，单击Start/Stop Debug Session 选择Debug菜单的Run或Step等命令 观察存储器、寄存器、片内外设等状态
*灵活利用虚拟串口与单片机串口交互信息
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1.4.2 开发过程 电路板制作 使用Protel99SE软件设计 制版、安装器件、焊接
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目标文件生成 利用µ Vision生成目标文件 仿真：软件仿真、硬件仿真
软件界面
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硬件仿真器
目标程序烧写 利用编程器 编程器 1.4.3 单片机开发技术的进展 在系统编程技术 单片机可以先焊在电路板上。如：AT89S52 在应用编程技术 具有ISP及IAP能力。如：SST89E58
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1.2.2 单片机产品近况
80C51兼容产品：80C51主流地位已形成，与其兼 容的主要产品有： 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
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1.2.2 单片机产品近况
非80C51结构产品：给用户提供了更为广泛的选 择空间，主要产品有：
Intel公司，MCS-96系列，16位 Microchip公司，PIC系列，RISC TI公司，MSP430F系列，16位低功耗
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1.3 单片机的特点及应用领域
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1.1 电子计算机概述
1.1.1 电子计算机的经典结构
1946年2月 15日，第一 台电子数字 计算机问世。 ENIAC
标志着计算机时代的到来，对人类的生产和生活方式产生了 巨大的影响 。
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冯· 诺依曼提出“程序存储”和“二进制运算”的 思想，构建了计算机经典结构：
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单板机
存储器 存储器 I/O接口 CPU
CPU
I/O接口
早期的单板机
当代的单板机
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单片机
内含： CPU 存储器 I/O接口
单片机
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系统机与单片机比较
系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要用于数据 处理、办公自动化及辅助设计。 单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要用于智 能仪表及传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军 事电子设备等系统。
教育科学“十五”国家规划课题研究成果
单片机原理与接口技术
（第2版） 主编 李全利
课程特点：
实践性强，旨在应用 硬件、软件结合紧密
学习方法：
课前预习，课后复习
软硬兼顾，上机实践 广阅书刊，用好网络
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第1章
绪论
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 电子计算机概述 单片机的发展过程及产品近况 单片机的特点及应用领域 单片机应用系统开发过程 µVision 集成开发环境简介
1.3.2 单片机的应用领域 智能仪器仪表
机电一体化产品 实时工业控制
分布式系统的前端模块 家用电器
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1.4 单片机应用系统开发过程
1.4.1 指令及目标码 正确的硬件设计和良好的软件功能设计是一个实 用的单片机应用系统的设计目标。完成该目标的过 程称为单片机应用系统的开发。 单片机自身无开发能力，须借助开发机完成： 排除硬件故障和软件错误 程序固化到程序存储器芯片中。
1.3.1 单片机的特点 结构上突出控制功能 可直接操作I/O端口；位操作能力突出；CPU、存 储器及I/O接口集成在同一芯片内，数据在传送时受 干扰的影响小，且不易受环境条件的影响。 使用上易于产品设计 单片机品种和型号多；引脚少，体积小（印制板 减可以较小），产品结构灵活精巧。
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指令的表示形式 指令是让单片机执行某种操作的命令，按一定的 顺序以二进制码的形式存放于程序存储器。如：
0000 0100B
04H
04H:累加器A的内容加1，难记！ INC A，记忆容易。称为符号指令。
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汇编或编译，将符号指令转换成机器码的过程 称为汇编。常用的汇编方法有三种： 手工汇编 驻留汇编（利用开发机的驻留汇编程序） 交叉汇编（利用普通的PC机） 现在还常采用高级语言（如C51）进行单片机应用 程序的设计。
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1. 5 µ Vision集成开发环境简介
1.5.1 µVision的界面
编辑窗口 工程窗口 虚拟串口
片内外设窗口
运行信息显示窗口 变量观察窗口
存储器信息窗口
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1.5.2 目标程序的生成
建立工程、配置工程、编译工程
修改晶 振频率 选择芯片型号 建立输出文件 选择仿真方式
输入设备 存储器 输出设备
控制器
运算器
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5Байду номын сангаас
电子计算机经历了五个年代 电子管计算机 晶体管计算机 集成电路计算机 大规模集成电路计算机 超大规模集成电路计算机 结构仍然没有突破冯· 诺依曼提出的计算机的经 典结构框架。
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1.1.2 微型计算机的组成及其应用形态 微处理器 1971年1月，INTEL将： 运算器 控制器 一些寄存器 集成在一个芯片上 --------微处理器
单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌 入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的 优势。
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1.2 单片机的发展过程及产品近况
1.2.1 单片机的发展过程 3个主要阶段：
单片形成阶段
1976年，Intel推出MCS-48列单片机 ： 8位CPU、1K字节ROM、64字节RAM、27根 I/O线和1个8位定时/计数器。 特点：存储器容量小，寻址范围小（不大于4K）， 无串行接口，指令系统功能不强。
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性能提高阶段
近年来，不断有单片机新品出现。如ATMEL公司推出 的单片机AT89C51RD2： 8位CPU；64K字节ROM(有ISP能力）；256字节RAM+1K 字节的XRAM+2K字节EEPROM；1个全双工串行口；3个 16位定时/计数器；7个中断源，4个优先级；硬件看 门狗等。 特点：控制性能优异、种类繁多。 “微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
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1.5.4 示例步骤
建立文件夹lx1 编辑以下文件，lx1.asm存盘 ORG 0000H MAIN:MOV A,#0FEH; LOOP:MOV P2,A AJMP LOOP END 建立工程，以lx1存盘（工程扩展名自动添加） 在project菜单，单击Options for Target ‘Target 1’ 设置器件、晶振频率，选EXE选项和Simulator选项 单击Rebuild all Target files完成汇编，然后调试。
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结构成熟阶段
1980年，Intel推出MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位并口、1 个全双工串行口、2个16位定时/计数器。寻址范围 64K，并有控制功能较强的布尔处理器。 特点：结构体系完善，性能已大大提高，面向控制 的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为公认的单 片机经典机种 。