单片机基础知识
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1.1 单片机的基本概念
1.1.1 单片机的发展状况
l发展历程：4位、8位、16位、32位。
自单片机诞生以来的近四十年中，单片机已有70多个系列，近 500个机种。国际上较有名、影响大的公司及其产品： Intel公司：MCS-48、MCS-51、MCS-96系列； Motorola公司：6801、6802、6803、6805、68HCH系列； Zilog公司：Z8、Super8系列； Fairchild（仙童）公司和Mostek公司的F8、3870系列； NEC公司：μCOM-87系列； Rockwell公司：6500、6501系列 ATMEL、PHILIPS、LG、三星、华邦等公司的51兼容机。
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4．低功耗化 CMOS化，功耗小，配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等工
作方式。消耗电流仅在µA或nA量级，适于电池供电的便携式、手 持式的仪器仪表以及其它消费类电子产品。 5．外围电路内装化
众多外围电路全部装入片内，即系统的单片化是目前发展趋势 之一。例如，美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机，内部采用 流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处 理能力为25MIPS。片上集成有8通道A/D、两路D/A、两路电压比较 器，内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用
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1.1.2 单片机的应用
智能产品上的应用 工业控制的应用 家用电器的应用 计算机网络和通信领域的应用 汽车设备领域中的应用
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单片机应用领域
1.1.3单片机的系列产品介绍
ØATMEL类单片机 ØIntel 单片机 ØMotorola单片机 ØMicrochip 单片机 Ø东芝单片机 ØZilog单片机
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1.2.1单片机基本组成
1.中央处理器(CPU)：CPU是整个单片机的核心部件， 是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代 码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的 工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
（1）运算器 由ALU、暂存器1、暂存器2、累加器（ACC ） 、寄存器B、 程序状态字（PSW）、 和布尔处理机共同组成。主要任务是完成算术运 算、逻辑运算、位运算和数据传送等操作。
（ 2 ） 控制器 包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存器(IR)、指令 译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、缓冲器及定时控制电路等 。控制器电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。
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2、数据存储器(RAM) ： • 8051 内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单
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l单片机的发展趋势
单片机的发展趋势将是向大容量、高性能化，外围电路内装化 等方面发展。为满足不同用户的要求，各公司竞相推出能满足不同 需要的产品。 1．CPU的改进 （1）增加CPU数据总线宽度。例如，各种16位单片机和32位单片机 ，数据处理能力要优于8位单片机。另外，8位单片机内部采用16位 数据总线，其数据处理能力明显优于一般8位单片机。 （2）采用双CPU结构，以提高数据处理能力。
第1章 单片机基础知识
1.1 了解单片机的概念 1.2 MCS-51 内核单片机 1.3 单片机的存储器扩展 1.4 AT89S51单片机最小系统 1.5 单片机应用系统设计的一般方法
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1.1 单片机的基本概念
什么是单片机？
将微处理器CPU、一定容量的ROM和RAM以及 I/O口、定时器/计数器、中断系统等电路集成在一块 芯片上，构成单片机微型计算机，简称单片机SCM。
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2．存储器的发展 （1）片内程序存储器普遍采用闪烁（Flash）存储器。可不用外扩
展程序存储器，简化系统结构。 （2）加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达
128KB甚至更多。 3．片内I/O的改进 （1）增加并行口驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可
以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD（荧光显 示器）。 （2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、 网络化系统提供方便条件。
整Байду номын сангаас课件
1.1.1 单片机的发展状况
单片机特点
✓ 集成度高，抗干扰能力较强，可靠性高； ✓ 体积小、重量轻、低电压、低功耗，便于生产便携式
产品； ✓ 控制功能强，运算速度快； ✓ 硬件通用化、应用灵活，单片机的系统扩展、系统配
置较为典型、规范，易构成各种规模的应用系统； ✓ 研制周期短； ✓ 价格便宜。
I/O口、电源监测、看门狗、多种类型的串行接口（两个 UART、SPI）等。一片芯片就是一个“测控”系统。
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综上所述，单片机正在向多功能、高性能 、高速度（时钟达40MHz）、低电压（2.7V即可 工作甚至更低）、低功耗、低价格（几元钱）、 外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储 器容量不断增大的方向发展。
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1.2 MCS-51内核单片机
1.2.1单片机基本组成
尽管计算机科学技术 得到充分发展，但是计 算机体系结构仍然没有 突破由计算机的开拓者 、数学家约翰•冯•诺曼 最先提出的经典体系结 构框架，即一台计算机 是由运算器、控制器、 存储器、输入设备以及 输出设备五部分构成， 单片机系统也不例外。
元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数 据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能 使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果 等。 掉电后数据消失。 3、程序存储器 (ROM)： • 8051有4K 的8位掩膜ROM，存放用户程序，原始数据或表格。
EPROM、EEPROM
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4、定时/计数器 (Timer / Counter ）：
单片机主要应用于控制
领域，用以实现各种测
试和控制功能。为了强
调其控制属性，单片机
又被称为MCU。
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单片机与单片机系统
单片机系统是为了实现某 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。
1.1 单片机的基本概念
1.1.1 单片机的发展状况
l发展历程：4位、8位、16位、32位。
自单片机诞生以来的近四十年中，单片机已有70多个系列，近 500个机种。国际上较有名、影响大的公司及其产品： Intel公司：MCS-48、MCS-51、MCS-96系列； Motorola公司：6801、6802、6803、6805、68HCH系列； Zilog公司：Z8、Super8系列； Fairchild（仙童）公司和Mostek公司的F8、3870系列； NEC公司：μCOM-87系列； Rockwell公司：6500、6501系列 ATMEL、PHILIPS、LG、三星、华邦等公司的51兼容机。
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4．低功耗化 CMOS化，功耗小，配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等工
作方式。消耗电流仅在µA或nA量级，适于电池供电的便携式、手 持式的仪器仪表以及其它消费类电子产品。 5．外围电路内装化
众多外围电路全部装入片内，即系统的单片化是目前发展趋势 之一。例如，美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机，内部采用 流水线结构，大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期，峰值处 理能力为25MIPS。片上集成有8通道A/D、两路D/A、两路电压比较 器，内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用
整理课件
1.1.2 单片机的应用
智能产品上的应用 工业控制的应用 家用电器的应用 计算机网络和通信领域的应用 汽车设备领域中的应用
整理课件
单片机应用领域
1.1.3单片机的系列产品介绍
ØATMEL类单片机 ØIntel 单片机 ØMotorola单片机 ØMicrochip 单片机 Ø东芝单片机 ØZilog单片机
整理课件
1.2.1单片机基本组成
1.中央处理器(CPU)：CPU是整个单片机的核心部件， 是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代 码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的 工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。
（1）运算器 由ALU、暂存器1、暂存器2、累加器（ACC ） 、寄存器B、 程序状态字（PSW）、 和布尔处理机共同组成。主要任务是完成算术运 算、逻辑运算、位运算和数据传送等操作。
（ 2 ） 控制器 包括程序计数器(PC)、PC增1寄存器、指令寄存器(IR)、指令 译码器(ID)、数据指针(DPTR)、堆栈指针(SP)、缓冲器及定时控制电路等 。控制器电路完成指挥控制工作，协调单片机各部分正常工作。
整理课件
2、数据存储器(RAM) ： • 8051 内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单
整理课件
l单片机的发展趋势
单片机的发展趋势将是向大容量、高性能化，外围电路内装化 等方面发展。为满足不同用户的要求，各公司竞相推出能满足不同 需要的产品。 1．CPU的改进 （1）增加CPU数据总线宽度。例如，各种16位单片机和32位单片机 ，数据处理能力要优于8位单片机。另外，8位单片机内部采用16位 数据总线，其数据处理能力明显优于一般8位单片机。 （2）采用双CPU结构，以提高数据处理能力。
第1章 单片机基础知识
1.1 了解单片机的概念 1.2 MCS-51 内核单片机 1.3 单片机的存储器扩展 1.4 AT89S51单片机最小系统 1.5 单片机应用系统设计的一般方法
整理课件
1.1 单片机的基本概念
什么是单片机？
将微处理器CPU、一定容量的ROM和RAM以及 I/O口、定时器/计数器、中断系统等电路集成在一块 芯片上，构成单片机微型计算机，简称单片机SCM。
整理课件
2．存储器的发展 （1）片内程序存储器普遍采用闪烁（Flash）存储器。可不用外扩
展程序存储器，简化系统结构。 （2）加大存储容量。目前有的单片机片内程序存储器容量可达
128KB甚至更多。 3．片内I/O的改进 （1）增加并行口驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可
以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD（荧光显 示器）。 （2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、 网络化系统提供方便条件。
整Байду номын сангаас课件
1.1.1 单片机的发展状况
单片机特点
✓ 集成度高，抗干扰能力较强，可靠性高； ✓ 体积小、重量轻、低电压、低功耗，便于生产便携式
产品； ✓ 控制功能强，运算速度快； ✓ 硬件通用化、应用灵活，单片机的系统扩展、系统配
置较为典型、规范，易构成各种规模的应用系统； ✓ 研制周期短； ✓ 价格便宜。
I/O口、电源监测、看门狗、多种类型的串行接口（两个 UART、SPI）等。一片芯片就是一个“测控”系统。
整理课件
综上所述，单片机正在向多功能、高性能 、高速度（时钟达40MHz）、低电压（2.7V即可 工作甚至更低）、低功耗、低价格（几元钱）、 外围电路内装化以及片内程序存储器和数据存储 器容量不断增大的方向发展。
整理课件
1.2 MCS-51内核单片机
1.2.1单片机基本组成
尽管计算机科学技术 得到充分发展，但是计 算机体系结构仍然没有 突破由计算机的开拓者 、数学家约翰•冯•诺曼 最先提出的经典体系结 构框架，即一台计算机 是由运算器、控制器、 存储器、输入设备以及 输出设备五部分构成， 单片机系统也不例外。
元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数 据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能 使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果 等。 掉电后数据消失。 3、程序存储器 (ROM)： • 8051有4K 的8位掩膜ROM，存放用户程序，原始数据或表格。
EPROM、EEPROM
整理课件
4、定时/计数器 (Timer / Counter ）：
单片机主要应用于控制
领域，用以实现各种测
试和控制功能。为了强
调其控制属性，单片机
又被称为MCU。
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单片机与单片机系统
单片机系统是为了实现某 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。