第1章单片机
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4）易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控 制功能强 单片机的逻辑控制功能很强，指令系 统有各种控制功能指令，可以对逻辑功能比较复 杂的系统进行控制。
5）具有通讯功能，可以很方便地实现多机和分布 式控制，形成控制网络和远程控制。
1.3 嵌入式系统
1.3.1嵌入式系统的定义与特点 1、嵌入式系统的定义
Computing，中文即“精简指令集”。是相对于CISC （复杂指令系统计算机）而言的。RISC 并非只是简 单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单 合理而提高运算速度的。RISC 优先选取使用频率最 高的简单指令，避免复杂指令：并固定指令宽度，减 少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期， 提高运行速度。由于 AVR 采用了 RISC 的这种结构， 使AVR系列单片机都具备了1MIPS/MHz（百万条指令每 秒/兆赫兹）的高速处理能力。
我 国 于 1974 年 开 始 研 制 微 处 理 器 。 1977 年 研制出DSJ－050（INTEL8080）随后我国微机的 研制和发展加快。1位、4位、16、32位相继涌现， 目前已经有各种型号产品。
1.2 单片机与微机
1．计算机硬件由五部分组成：运算器、控制器、存 储器、输入设备、输出设备。 2．微机的特点： （1）运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU 芯片 （2）存储器由半导体存储器芯片组成。
2）可靠性好，应用范围广。由于单片机的各种功 能部件都集成在一个芯片上，特别是存储器也集 成在芯片内部；布线短，数据大都在芯片内部传 送，不易受到外部的干扰，增强了抗干扰能力， 使系统运行更可靠。能适应各种恶劣的环境，这 是其他机种无法比拟的。
3）速度快 单片机由于主要用于工业控制方面， 一般都需要较大的程序存储器，用以固化已调好 的控制程序；而数据存储器的容量相对较小，主 要用来存放少量的随机数据。小容量随机存储器 直接装在单片机内部，可使数据传送速度加快。
（3）CPU，存储器，I/O 口通过AB，DB，CB三总线 交换信息 （4）外设通过I/O口芯片与机器内各部件交换信息。
3．单片机是集成了组成微机的CPU、存储器、I/O口 以及其它辅助电路的大规模集成电路芯片。
单片机的特点：
1）小巧灵活、成本低、易于产品化。能组装成各 种智能式测控设备及智能仪器仪表。
内容提要
使用C语言开发嵌入式系统，是今后单片机发展的 主要方向。本章对嵌入式系统从定义、特点、分类 及其与单片机的关系等几个方面进行阐述。并介绍 了AVR单片机的特点、系列产品和应用特点。
1.1 微机发展史简介
微 机 系 统 的 核 心 部 件 为 CPU ， 从 CPU 的 发 展 、 演变过程可显现微机系统的发展过程。其发展历 程主要经历了，第一代、第二代、第三代、第四 代、第五代、第六代。
第1章 单片机综述
参考资料：
单片机C语言程序设计实训100例－－基于
AVR PROTEUS仿真
主编：彭伟
基于AVR的单片嵌入式系统原理与实践应用
ຫໍສະໝຸດ Baidu主编：马潮
任课教师：徐纲
学时：48（理论32+实验16）
成绩比例： 平时成绩 10% 实验成绩 30% 卷面成绩 60%
（题库出题）
第1章 单片机综述
ISP:In system Program 在线编程 JTAG:在线测试接口 UART:通用异步收发报机 SPI:同步串行接口 WDT:Watch Dog看门狗 Risc:精简指令集计算机 Cisc复杂指令集计算机 PWM:Pulse Width Modulation 脉宽调制 SOC： System on Chip 片上系统 OSC：Oscillate 振荡器
1.4.1 AVR单片机的主要特点
AVR单片机吸取了PIC及 8051单片机的优点，同时还 做了一些重大改进，其主要的优点如下： 1、片内集成可擦写10000次以上的Flash程序存储器
FLASH memory : 闪 存 。 它 也 是 一 种 非 易 失 性 的 内 存 ， 属 于 EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每 个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)，而 EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。目前“闪存”被广 泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，便于进行程序的升 级。其另外一大应用领域是用来作为硬盘的替代品，具有抗震、 速度快、无噪声、耗电低的优点，
3、嵌入式系统的种类与发展
嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级 （单板、模块）和芯片级（MCU、SoC）。 嵌入式应用对计算机系统的要求：（1）可靠性高： 防止控制失误（2）物理空间有限：要嵌入到对方 体系中；（3）强大的I／O管理、驱动能力：（4） 要和外围电路、功能单元打交道；（5）足够的应 用软件：符合对象管理、控制要求的应用软件。
几年来，AVR单片机已形成系列产品，其中 Attiny，AT90及Atmega分别对应低、中、高档产品。 根据用户的不同需要，现已推出了30多种型号，引 脚为8～64脚，价格从几元到上百元人民币，内部配 置也大不相同，但其基本结构和编程方法是一样的。
精简指令集RISC: Reduced Instruction Set
嵌入式系统应定义为“嵌入到对象体系中的专用 计算机系统”。嵌入性、专用性与计算机系统是 嵌入式系统的3个基本要素。对象系统则是指嵌入 式系统所嵌入的宿主系统。
2、嵌入式系统的特点
（1）与嵌入性相关的特点：由于是嵌入到对 象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如 物理环境、电气环境、成本等要求。 （2）与专用性相关的特点： 软、硬件的裁剪 性。满足对象要求的最小软、硬件配置等。 （3）与计算机系统相关的特点： 嵌入式系统 必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。 与前面两个特点相呼应，这样的计算机必须配 置与对象相应的接口电路。
1.4 AVR单片机简介
ATMEL公司为美国的爱特梅尔公司，是全球著名 的半导体公司之一，以生产高性能、低功耗、非易 失性存储器和数字集成电路而著称。
20世纪90年代初，ATMEL公司率先把MCS-51内核 与其擅长的Flash（闪存）技术相结合，推出了轰动 业界的AT89系列单片机。1997年，推出了全新配置 的精简指令集系列单片机，简称AVR。
5）具有通讯功能，可以很方便地实现多机和分布 式控制，形成控制网络和远程控制。
1.3 嵌入式系统
1.3.1嵌入式系统的定义与特点 1、嵌入式系统的定义
Computing，中文即“精简指令集”。是相对于CISC （复杂指令系统计算机）而言的。RISC 并非只是简 单地去减少指令，而是通过使计算机的结构更加简单 合理而提高运算速度的。RISC 优先选取使用频率最 高的简单指令，避免复杂指令：并固定指令宽度，减 少指令格式和寻址方式的种类，从而缩短指令周期， 提高运行速度。由于 AVR 采用了 RISC 的这种结构， 使AVR系列单片机都具备了1MIPS/MHz（百万条指令每 秒/兆赫兹）的高速处理能力。
我 国 于 1974 年 开 始 研 制 微 处 理 器 。 1977 年 研制出DSJ－050（INTEL8080）随后我国微机的 研制和发展加快。1位、4位、16、32位相继涌现， 目前已经有各种型号产品。
1.2 单片机与微机
1．计算机硬件由五部分组成：运算器、控制器、存 储器、输入设备、输出设备。 2．微机的特点： （1）运算器和控制器集成在一个芯片上，称之为CPU 芯片 （2）存储器由半导体存储器芯片组成。
2）可靠性好，应用范围广。由于单片机的各种功 能部件都集成在一个芯片上，特别是存储器也集 成在芯片内部；布线短，数据大都在芯片内部传 送，不易受到外部的干扰，增强了抗干扰能力， 使系统运行更可靠。能适应各种恶劣的环境，这 是其他机种无法比拟的。
3）速度快 单片机由于主要用于工业控制方面， 一般都需要较大的程序存储器，用以固化已调好 的控制程序；而数据存储器的容量相对较小，主 要用来存放少量的随机数据。小容量随机存储器 直接装在单片机内部，可使数据传送速度加快。
（3）CPU，存储器，I/O 口通过AB，DB，CB三总线 交换信息 （4）外设通过I/O口芯片与机器内各部件交换信息。
3．单片机是集成了组成微机的CPU、存储器、I/O口 以及其它辅助电路的大规模集成电路芯片。
单片机的特点：
1）小巧灵活、成本低、易于产品化。能组装成各 种智能式测控设备及智能仪器仪表。
内容提要
使用C语言开发嵌入式系统，是今后单片机发展的 主要方向。本章对嵌入式系统从定义、特点、分类 及其与单片机的关系等几个方面进行阐述。并介绍 了AVR单片机的特点、系列产品和应用特点。
1.1 微机发展史简介
微 机 系 统 的 核 心 部 件 为 CPU ， 从 CPU 的 发 展 、 演变过程可显现微机系统的发展过程。其发展历 程主要经历了，第一代、第二代、第三代、第四 代、第五代、第六代。
第1章 单片机综述
参考资料：
单片机C语言程序设计实训100例－－基于
AVR PROTEUS仿真
主编：彭伟
基于AVR的单片嵌入式系统原理与实践应用
ຫໍສະໝຸດ Baidu主编：马潮
任课教师：徐纲
学时：48（理论32+实验16）
成绩比例： 平时成绩 10% 实验成绩 30% 卷面成绩 60%
（题库出题）
第1章 单片机综述
ISP:In system Program 在线编程 JTAG:在线测试接口 UART:通用异步收发报机 SPI:同步串行接口 WDT:Watch Dog看门狗 Risc:精简指令集计算机 Cisc复杂指令集计算机 PWM:Pulse Width Modulation 脉宽调制 SOC： System on Chip 片上系统 OSC：Oscillate 振荡器
1.4.1 AVR单片机的主要特点
AVR单片机吸取了PIC及 8051单片机的优点，同时还 做了一些重大改进，其主要的优点如下： 1、片内集成可擦写10000次以上的Flash程序存储器
FLASH memory : 闪 存 。 它 也 是 一 种 非 易 失 性 的 内 存 ， 属 于 EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每 个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)，而 EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。目前“闪存”被广 泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，便于进行程序的升 级。其另外一大应用领域是用来作为硬盘的替代品，具有抗震、 速度快、无噪声、耗电低的优点，
3、嵌入式系统的种类与发展
嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级 （单板、模块）和芯片级（MCU、SoC）。 嵌入式应用对计算机系统的要求：（1）可靠性高： 防止控制失误（2）物理空间有限：要嵌入到对方 体系中；（3）强大的I／O管理、驱动能力：（4） 要和外围电路、功能单元打交道；（5）足够的应 用软件：符合对象管理、控制要求的应用软件。
几年来，AVR单片机已形成系列产品，其中 Attiny，AT90及Atmega分别对应低、中、高档产品。 根据用户的不同需要，现已推出了30多种型号，引 脚为8～64脚，价格从几元到上百元人民币，内部配 置也大不相同，但其基本结构和编程方法是一样的。
精简指令集RISC: Reduced Instruction Set
嵌入式系统应定义为“嵌入到对象体系中的专用 计算机系统”。嵌入性、专用性与计算机系统是 嵌入式系统的3个基本要素。对象系统则是指嵌入 式系统所嵌入的宿主系统。
2、嵌入式系统的特点
（1）与嵌入性相关的特点：由于是嵌入到对 象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如 物理环境、电气环境、成本等要求。 （2）与专用性相关的特点： 软、硬件的裁剪 性。满足对象要求的最小软、硬件配置等。 （3）与计算机系统相关的特点： 嵌入式系统 必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。 与前面两个特点相呼应，这样的计算机必须配 置与对象相应的接口电路。
1.4 AVR单片机简介
ATMEL公司为美国的爱特梅尔公司，是全球著名 的半导体公司之一，以生产高性能、低功耗、非易 失性存储器和数字集成电路而著称。
20世纪90年代初，ATMEL公司率先把MCS-51内核 与其擅长的Flash（闪存）技术相结合，推出了轰动 业界的AT89系列单片机。1997年，推出了全新配置 的精简指令集系列单片机，简称AVR。