单片机原理及应用概述1.
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单片机原理及应用
湖南理工学院物理与电子信息系
湛腾西
课程特点
知识点既分散又连贯，组成结构、工作原理 和指令系统是基础；
与电子技术尤其是数字电子技术关系密切； 单片机主流开发工具与环境为C51编译器，
因此必须加强C语言的复习；
学习方法
预习、复习； 多动手（硬件、软件实验）； 多看参考书(包括利用网上资料)； 其它（上课、作业、答疑）。
需求发展推动单片机应用
第三个趋势
全球电子类产品消费的增长。
其中亚洲为这一增长做出了重要贡献。随着生活水平的不断提 高，一些过去认为奢侈的东西现在已成为生活必需品，从而刺激 了对嵌入式智能产品的需求。
技术发展影响单片机应用
制造技术。
更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小、成本更低、 工作电压更低。但更低的工作电压也有副作用，更低工作电压的 好处是可以降低系统的功耗和热耗散，从而使更小的电池供电系 统成为可能。 (有利蔽)
模拟模块集成技术
最后一个重要趋势是越来越多的复杂模拟模块集成到单片机中。 单片机系统提供直接模拟接口已经变得相当普遍，而片内模数转 换器（ADC）、掉电复位、低压降以及内部振荡器等特性已经成 为许多单片机产品系列的标准特性。
提示
单片机应用给电子产品带来了分布式智能
单片机概述
20世纪70年代问世。 已广泛应用在：工业自动化控制、自动检测、
单片机等 。 MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、 硬件设计资料丰富齐全。
1.4 单片机的发展趋势
1. CPU的改进
（1）采用双CPU结构，提高处理能力 （2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。 （3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（Inter－
Icbus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。
2．存储器的发展
（1）加大存储容量。 （2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器
车的众多产品都加入了嵌入式智能器件来增强可靠性、改善能效、 保证安全、提高产品灵活性或简化用户接口。
需求发展推动单片机应用
第二个需求趋势：
就是在最终市场本身可能增长并不快的有些应用中， 每个系统使用的单片机数量却在不断提高。
汽车就是一个很好的例子。现在，每辆汽车平均包含30~40 个单片机，而仅仅几年前这一数字仅为10个左右。冰箱、空调和 洗衣机等家用电器也开始在每个系统中使用多个单片机。在所有 这些情况下，由于产品中使用多个单片机来提供嵌入式智能，因 此这些产品中单片机使用量的增长速度远远高于这些产品本身的 增长速度。
李刚.新概念单片机教程[M].天津大学出版社，2007 何立民.单片机高级教程:应用与设计(第2版).北京航空航天
大学出版社，2007.1
第1章 单片机概述
“信息高速公路”或因特网供应商每年约售出3亿台 /件产品
手机制造商每年约销售5亿部手机。 单片机（MCU）市场每年销售量就超过50亿片，
技术发展影响单片机应用
闪存技术
第二个重要技术趋势是消费者接受可再编程单片机的速度。 可再编程单片机是单片机市场中增长最快的部分。基于闪存的单 片机与基于ROM的单片机在成本上的差距已迅速缩小。此外，随 着软件复杂性的增加，对闪存单片机这样的灵活解决方案的需要 也在增长。
技术发展影响单片机应用
Unit）。
我国，习惯使用“单片机”这一名称。
单片机分类
（按用途）：通用型和专用型 通用型
可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部 提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片
为核心的测控系统。
专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ，针对性强 且数量巨大。对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。
智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电 一体化设备等方面。 1.1 什么是单片机？
在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器 (RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。
特点：
具有一台计算机的属性。也称为：
• 微控制器 MCU(MicroController Unit) • 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController
教材与参考资料
周航慈.单片机应用程序设计技术（修订版）[M].北京航空 航天大学出版社，2002.11
周航慈.单片机程序设计基础（修订版）[M].北京航天航空 大学出版社，2004
胡汉才.单片机原理及其接口技术（第二版）[M].清华大学 出版社，2004.2
徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计（第2版）.北京航 空航天大学出版社，2004.9
位单片机、32位单片机推ຫໍສະໝຸດ Baidu阶段。
1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型
（1）美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型系列。 （2）美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。
（3）荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 8xC552系列 。 （4）美国silicon labs公司 C8051F系列, Microchip PIC系列
为众多日常用品提供智能。 其中8位单片机的年销售量达到约30亿片。要想了
解分布式智能市场，需要考察推动总体需求的动力、 明确实现过程中的技术因素并确定一些新的应用。
需求发展推动单片机应用
第一个需求趋势： 越来越多的产品集成了电子控制来提供更好的功能、
一般的消费者每天中午前接触到的物品中就包含近100个 从烤面包机、吹风机、无绳电话、安全系统、微波炉、洗衣到汽
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段:
第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片的形式， 且功能比较简单。
第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。 第三阶段(1978年～现在)：高性能单片机阶段。Intel公司的 MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。 第四阶段(1982年～现在)：8位单片机巩固发展及16
湖南理工学院物理与电子信息系
湛腾西
课程特点
知识点既分散又连贯，组成结构、工作原理 和指令系统是基础；
与电子技术尤其是数字电子技术关系密切； 单片机主流开发工具与环境为C51编译器，
因此必须加强C语言的复习；
学习方法
预习、复习； 多动手（硬件、软件实验）； 多看参考书(包括利用网上资料)； 其它（上课、作业、答疑）。
需求发展推动单片机应用
第三个趋势
全球电子类产品消费的增长。
其中亚洲为这一增长做出了重要贡献。随着生活水平的不断提 高，一些过去认为奢侈的东西现在已成为生活必需品，从而刺激 了对嵌入式智能产品的需求。
技术发展影响单片机应用
制造技术。
更小的光刻工艺提高了集成度，从而使芯片更小、成本更低、 工作电压更低。但更低的工作电压也有副作用，更低工作电压的 好处是可以降低系统的功耗和热耗散，从而使更小的电池供电系 统成为可能。 (有利蔽)
模拟模块集成技术
最后一个重要趋势是越来越多的复杂模拟模块集成到单片机中。 单片机系统提供直接模拟接口已经变得相当普遍，而片内模数转 换器（ADC）、掉电复位、低压降以及内部振荡器等特性已经成 为许多单片机产品系列的标准特性。
提示
单片机应用给电子产品带来了分布式智能
单片机概述
20世纪70年代问世。 已广泛应用在：工业自动化控制、自动检测、
单片机等 。 MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、 硬件设计资料丰富齐全。
1.4 单片机的发展趋势
1. CPU的改进
（1）采用双CPU结构，提高处理能力 （2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。 （3）串行总线结构，菲利浦公司的I2C总线（Inter－
Icbus）。用两根信号线代替现行的8位数据总线。
2．存储器的发展
（1）加大存储容量。 （2）片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器
车的众多产品都加入了嵌入式智能器件来增强可靠性、改善能效、 保证安全、提高产品灵活性或简化用户接口。
需求发展推动单片机应用
第二个需求趋势：
就是在最终市场本身可能增长并不快的有些应用中， 每个系统使用的单片机数量却在不断提高。
汽车就是一个很好的例子。现在，每辆汽车平均包含30~40 个单片机，而仅仅几年前这一数字仅为10个左右。冰箱、空调和 洗衣机等家用电器也开始在每个系统中使用多个单片机。在所有 这些情况下，由于产品中使用多个单片机来提供嵌入式智能，因 此这些产品中单片机使用量的增长速度远远高于这些产品本身的 增长速度。
李刚.新概念单片机教程[M].天津大学出版社，2007 何立民.单片机高级教程:应用与设计(第2版).北京航空航天
大学出版社，2007.1
第1章 单片机概述
“信息高速公路”或因特网供应商每年约售出3亿台 /件产品
手机制造商每年约销售5亿部手机。 单片机（MCU）市场每年销售量就超过50亿片，
技术发展影响单片机应用
闪存技术
第二个重要技术趋势是消费者接受可再编程单片机的速度。 可再编程单片机是单片机市场中增长最快的部分。基于闪存的单 片机与基于ROM的单片机在成本上的差距已迅速缩小。此外，随 着软件复杂性的增加，对闪存单片机这样的灵活解决方案的需要 也在增长。
技术发展影响单片机应用
Unit）。
我国，习惯使用“单片机”这一名称。
单片机分类
（按用途）：通用型和专用型 通用型
可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部 提供给用户。用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片
为核心的测控系统。
专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ，针对性强 且数量巨大。对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。
智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电 一体化设备等方面。 1.1 什么是单片机？
在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器 (RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。
特点：
具有一台计算机的属性。也称为：
• 微控制器 MCU(MicroController Unit) • 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController
教材与参考资料
周航慈.单片机应用程序设计技术（修订版）[M].北京航空 航天大学出版社，2002.11
周航慈.单片机程序设计基础（修订版）[M].北京航天航空 大学出版社，2004
胡汉才.单片机原理及其接口技术（第二版）[M].清华大学 出版社，2004.2
徐爱钧.智能化测量控制仪表原理与设计（第2版）.北京航 空航天大学出版社，2004.9
位单片机、32位单片机推ຫໍສະໝຸດ Baidu阶段。
1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型
（1）美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型系列。 （2）美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。
（3）荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 8xC552系列 。 （4）美国silicon labs公司 C8051F系列, Microchip PIC系列
为众多日常用品提供智能。 其中8位单片机的年销售量达到约30亿片。要想了
解分布式智能市场，需要考察推动总体需求的动力、 明确实现过程中的技术因素并确定一些新的应用。
需求发展推动单片机应用
第一个需求趋势： 越来越多的产品集成了电子控制来提供更好的功能、
一般的消费者每天中午前接触到的物品中就包含近100个 从烤面包机、吹风机、无绳电话、安全系统、微波炉、洗衣到汽
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段:
第一阶段(1974年～1976年)：单片机初级阶段。双片的形式， 且功能比较简单。
第二阶段（1976年～1978年）:低性能单片机阶段。以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。 第三阶段(1978年～现在)：高性能单片机阶段。Intel公司的 MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。 第四阶段(1982年～现在)：8位单片机巩固发展及16