新编单片机技术及应用第一章单片机基础知识 (2)资料PPT课件
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单片机技术及应用
第1章 单片机基础知识
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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第1章 单片机基础知识
1.1 单片微型计算机
单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片 上的计算机，简称单片机。它包括中央处理器 （CPU），用RAM构成的数据存储器，用ROM 构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出 （I/O）接口和时钟电路。
• 4. 32位单片机
•
32位单片机更多地称作32位嵌入式控制器。
它主要应用于机器人、光盘、激光打印机等的控
制器。这些控制器的地址线为24～32位，寻址能 力为16～400MB，并且都有很高的指令执行速度
和快速运算能力。例如，Intel公司的80960KB在
20MHz时钟下，其指令速度为7.5MIPS，在它内
而MC68HC05则具有4位单片机的价格，是4位单
片机的强劲竞争者。Z80派系的单片机相对小一 些，但NEC公司的μPD78K系列的单片机功能较
强，被誉为新一代的8位单片机。
• 3. 16位单片机 • 16位单片机目前产量只占整个单片机市场的
5%。16位单片机的性能都较高，有乘除指令、快 速I/O功能。有的还有DMA传送，可支持C或者 FORTH语言等等。其主要机型是Intel • 的8096。美国国家半导体公司的HPC单片机性能 价格比较高，已占CMOS工艺16位单片机销售量 的首位。日本Hitachi公司的H8/500单片机的性能 目前最高，其指令执行速度为200ns，片内 FPROM/ROM达62K字节，片内RAM为2K字节， A/D为10位，转换时间为13.8 μs ，还有DMA功 能。
1. 4位单片机 高档8位单片机的巨大产量挤占了部分4位机的市场。
为了保住自己的领地，4位机的结构和功能也发生了很大 的改进。其一是增强片内I/O功能，把应用系统所需的 LED、LCD、VFD（FIP）显示器驱动电路都集成在单片 机芯片内，使其成为“单片”控制器。目前8位单片机和 16位单片机还很少做到这点。其二是提高指令执行速度， 新型的4位单片机采用1.5μm COMS工艺，其指令执行速 度小于1μs。其三是增大片内ROM、RAM，有的ROM已 达到32KB，RAM已达到1K×4位。其四是低压低功耗， 有的在2.2V下也能正常工作，有的甚至在μA级电流时也 能正常工作。其实有的4位单片机性能已不低于8位单片机。
1百度文库 1. 单片机
2.
单片机是微型计算机中的一种，是把微
型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定
时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成
在一块集成电路芯片上形成的微型计算机。因
而被称为单片微型计算机，简称为单片机。
2．单片机和单片机系统
单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在 单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的 具有一定应用功能的计算机系统。
1.1.1 单片机最小系统
• 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最 少的元件组成的单片机可以工作的系统。
• 对一般的51系列单片机来说,由单片机、晶振电 路和复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我 们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加 到上述电路中,成为最小系统。
1.1.2 单片机的基本知识
1. CPU的发展 2. 片内存储器的发展 （1）片内存储器的发展 （2）片内EPROM开始E2PROM化 （3） 闪速存储器 （4） 串行存储器 （5） 片内程序的保密措施 3． 片内输入输出接口功能 4. 单片机在工艺上的提高 5. 5. 片内固化应用软件和系统软件
1.1.4 单片机主要品种简介
部还有IEEE－754标准的80位浮点运算部件，在
25MHz时钟下，可以达到5.2Mwhetstones/s.这 些控制器都能直接支持高级语言和实时多任务处
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡， 大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
通常所说的单片机系统都是为实现某一控制 应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片 而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单 片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和
软件基础。
3．单片机应用系统和单片机开发系统
单片机应用系统是为控制应用而设计的，该 系统与控制对象结合在一起使用，是单片机开发 应用的成果。但由于软硬件资源所限，单片机系 统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计， 必须使用专门的单片机开发系统。
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
4． 单片机的程序设计语言和软件
单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中 使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、 汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器 语言。
机器语言是用二进制代码表示的单片机指令，用机 器语言构成的程序称之为目标程序。汇编语言是用符号表 示的指令，汇编语言是对机器语言的改进，是单片机最常 用的程序设计语言。虽然机器语言和汇编语言都是高效的 计算机语言，但它们都是面向机器的低级语言，不便记忆 和使用，且与单片机硬件关系密切，这就要求程序设计人 员必须精通单片机的硬件系统和指令系统。
第1章 单片机基础知识
整体概述
概况一
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概况三
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第1章 单片机基础知识
1.1 单片微型计算机
单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片 上的计算机，简称单片机。它包括中央处理器 （CPU），用RAM构成的数据存储器，用ROM 构成的程序存储器，定时/计数器，各种输入/输出 （I/O）接口和时钟电路。
• 4. 32位单片机
•
32位单片机更多地称作32位嵌入式控制器。
它主要应用于机器人、光盘、激光打印机等的控
制器。这些控制器的地址线为24～32位，寻址能 力为16～400MB，并且都有很高的指令执行速度
和快速运算能力。例如，Intel公司的80960KB在
20MHz时钟下，其指令速度为7.5MIPS，在它内
而MC68HC05则具有4位单片机的价格，是4位单
片机的强劲竞争者。Z80派系的单片机相对小一 些，但NEC公司的μPD78K系列的单片机功能较
强，被誉为新一代的8位单片机。
• 3. 16位单片机 • 16位单片机目前产量只占整个单片机市场的
5%。16位单片机的性能都较高，有乘除指令、快 速I/O功能。有的还有DMA传送，可支持C或者 FORTH语言等等。其主要机型是Intel • 的8096。美国国家半导体公司的HPC单片机性能 价格比较高，已占CMOS工艺16位单片机销售量 的首位。日本Hitachi公司的H8/500单片机的性能 目前最高，其指令执行速度为200ns，片内 FPROM/ROM达62K字节，片内RAM为2K字节， A/D为10位，转换时间为13.8 μs ，还有DMA功 能。
1. 4位单片机 高档8位单片机的巨大产量挤占了部分4位机的市场。
为了保住自己的领地，4位机的结构和功能也发生了很大 的改进。其一是增强片内I/O功能，把应用系统所需的 LED、LCD、VFD（FIP）显示器驱动电路都集成在单片 机芯片内，使其成为“单片”控制器。目前8位单片机和 16位单片机还很少做到这点。其二是提高指令执行速度， 新型的4位单片机采用1.5μm COMS工艺，其指令执行速 度小于1μs。其三是增大片内ROM、RAM，有的ROM已 达到32KB，RAM已达到1K×4位。其四是低压低功耗， 有的在2.2V下也能正常工作，有的甚至在μA级电流时也 能正常工作。其实有的4位单片机性能已不低于8位单片机。
1百度文库 1. 单片机
2.
单片机是微型计算机中的一种，是把微
型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定
时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成
在一块集成电路芯片上形成的微型计算机。因
而被称为单片微型计算机，简称为单片机。
2．单片机和单片机系统
单片机只是一个芯片，而单片机系统则是在 单片机芯片的基础上扩展其他电路或芯片构成的 具有一定应用功能的计算机系统。
1.1.1 单片机最小系统
• 单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最 少的元件组成的单片机可以工作的系统。
• 对一般的51系列单片机来说,由单片机、晶振电 路和复位电路,便组成了一个最小系统.但是一般我 们在设计中总是喜欢把按键输入、显示输出等加 到上述电路中,成为最小系统。
1.1.2 单片机的基本知识
1. CPU的发展 2. 片内存储器的发展 （1）片内存储器的发展 （2）片内EPROM开始E2PROM化 （3） 闪速存储器 （4） 串行存储器 （5） 片内程序的保密措施 3． 片内输入输出接口功能 4. 单片机在工艺上的提高 5. 5. 片内固化应用软件和系统软件
1.1.4 单片机主要品种简介
部还有IEEE－754标准的80位浮点运算部件，在
25MHz时钟下，可以达到5.2Mwhetstones/s.这 些控制器都能直接支持高级语言和实时多任务处
• 2. 8位单片机
•
8位单片机年产量目前已达到十亿片，约占当
年单片机产量的70%。主流机型是Intel公司的
8051及其系列产品和派生产品。风靡全球的IC卡， 大多采用此单片机构造。Motorola公司的6800
（6502）派系也是很有名气的。其中MC68HC11
是功能很强的8位单片机，具备16位机的I/O功能。
通常所说的单片机系统都是为实现某一控制 应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片 而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单 片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和
软件基础。
3．单片机应用系统和单片机开发系统
单片机应用系统是为控制应用而设计的，该 系统与控制对象结合在一起使用，是单片机开发 应用的成果。但由于软硬件资源所限，单片机系 统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计， 必须使用专门的单片机开发系统。
单片机也开始尝试使用高级语言，其中编译型语言 有Pl、M5l、C-5l、C、MBASIC-51等，解释型的有 MBASIC和MBASIC-52等。
1.1.3 单片机的发展概况
目前国际市场上8位、16位单片机系列已有 很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司 的产品，其中又以MCS-51系列单片机应用尤为 广泛，二十几年经久不衰，而且还在更进一步发 展完善，价格越来越低，性能越来越好。单片机 技术正以惊人的速度向前发展，就市场上已出现 的单片机而言，其技术革新与进步主要表现在以 下几个方面：
4． 单片机的程序设计语言和软件
单片机程序设计语言和软件，主要是指在开发系统中 使用的语言和软件。在单片机开发系统中使用机器语言、 汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器 语言。
机器语言是用二进制代码表示的单片机指令，用机 器语言构成的程序称之为目标程序。汇编语言是用符号表 示的指令，汇编语言是对机器语言的改进，是单片机最常 用的程序设计语言。虽然机器语言和汇编语言都是高效的 计算机语言，但它们都是面向机器的低级语言，不便记忆 和使用，且与单片机硬件关系密切，这就要求程序设计人 员必须精通单片机的硬件系统和指令系统。