单片机基础知识

第一章 单片机基础知识
任务一 一只会闪光的灯
周期0 取指0
周期1 执行0 取指1
周期2
执行1 取指2
周期3
执行2 取指3
周期4 执行3
指令流水线结构示意图
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二、单片机的应用
1．家用电器：广泛应用于家用电器的自动控制，智能卡 特点：提高家用电器的性能和质量；
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单片机发展可归结为以下几个方面:
1. 增加字长，提高数据精度和处理的速度
2. 改进制作工艺，提高单片机的整体性能
3.由复杂指令集CISC转向简单指令集RISC技术
4. 多功能模块集成技术，使一块“嵌入式”芯片具 有多种功能
5. 微处理器与DSP技术结合
6. 融入高级语言的编译程序
8KB，3为12KB。
RC—STC单片机内部RAM为512B。
40—工作频率可达40MHz。
C—产品级别，表示芯片温度使用范围。C表示商业级，
温度范围为0°C~+70°C。
PDIP—产品封装型号。PDIP表示双列直插。
0826—表示该芯片生产日期为08年第26周。
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20世纪80年代为高性能单片机的发展阶段。 典型代表:Intel公司的MCS-51、MCS-96系列单片机， 单片机普及阶段。是8位CPU，片内RAM、ROM容量 加大，片外寻址范围可达64KB，增加了串行口，多级 中断处理系统，16位定时器/计数器。 20世纪90年代至今为单片机的高速发展阶段。 典型代表:MCS—96系列单片机。是16位CPU，片内 RAM、ROM容量进一步增大，增加了A/D、D/A转换 器，8级中断处理功能，实时处理能力更强，它允许用 户采用面向工业控制的专用语言，如C语言等。
如：单片机控制的无线遥控系统，列车无线通信系统 和串行自动呼叫应答系统等。
4．工业控制：单片机可以构成各种工业测控系统，数 据采集系统。
如：数控机床、汽车安全技术检测系统，报警系统 和生产过程自动控制等。
第一章 单片机基础知识 三、单片机的发展
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单片机的发展可以分为三个阶段
20世纪70年代为单片机发展的初级阶段。 典型代表: Intel公司的MCS-48系列单片机。有4位、8位 CPU，并行I/O口，8位定时器/计数器，无串行口，中断 处理比较简单，RAM、ROM容量较小，寻址范围不超 过4KB。
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学习目标： ➢ 掌握单片机的概念及特点 ➢ 了解（单片机）冯·诺依曼结构和哈佛结构的差异 ➢ 了解STC89C52单片机结构，掌握内部数据存储器的空间分配和SFR ➢ 掌握STC89C52单片机的外部引脚功能及单片机最小应用系统 ➢ 掌握单片机集成开发环境Keil C51、在线下载软件的使用方法 技能要求： ➢ 利用STC89C52单片机制作一个简单的实用电路（任务一 一只会闪
★ 功能强、价格低，有优异的性能价格比；
★ 全部集成在芯片上，布线短，合理，集成度高；
★ 数据大部分在单片机内传递，运行速度快，抗干扰
能力强，可靠性高。
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（二）单片机标号信息及封装类型
主要讲授目前国内外用的较多的以51内核扩展出的单 片机，即我们常说的51单片机。本课程实验板上使用的单 片机型号为STC89C52RC。
光的灯） ➢ 会使用相应软件对程序进行仿真和调试（任务二 熟悉Keil开发平台）
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1.1 单片机的概念与发展
一、单片机 的定义
（一）单片机的概念与特点 1．什么是单片机？ 单片机（Single Chip Computer）就是在一块硅片上
集成了微处理器、存储器及各种输入/输出接口的芯片，这
降低家用电器的生产成本和销售价格。 2．智能仪器仪表：单片机体积小，耗电少 ，被广泛用 于各类仪器仪表 特点：单片机使仪器仪表走向了智能化和微型化，使仪 器仪表的功能和可靠性大大提高。
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3．网络与通信：许多型号的单片机都有通信接口可方 便地进行机间通信，也可方便地组成网络系统。
（三）单片机体系结构
单片机的体系结构有两种，一是传统的冯·诺依曼 （John Von Neumann）结构；另一种是哈佛（Harvard） 结构。 1．冯·诺依曼结构
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2．哈佛结构 数据与程序分别存于两个存储器中，是哈佛结构的重
要特点。哈佛结构的数据总线和指令传输总线完全分开。 其优点是，指令和数据空间是完全分开的，一个用于取指 令，另一个用于存取数据。所以与常见的冯·诺依曼结构 不同的第一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。 数据总线都是8位的，但低档、中档和高档系列的指令总 线位数分别为12、14和16位。第二点是：由于可以对程序 和数据同时进行访问，CPU的取指和执行采用指令流水 线结构，当一条指令被执行时允许下一条指令同时被取出， 使得在每个时钟周期可以获得最高效率。
DIP封装
PLCC封装
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STC—前缀，表示芯片为STC公司生产的产品。其他前缀
还有AT、i、Winbond、SST等。
8—表示该芯片为8051内核芯片。
9—表示内部含Fiash E2PROM存储器。
C—表示该产品为CMOS产品。
5—固定不变。
2—表示该芯片内部程序存储空间的大小，1为4KB，2为
样一块芯片就具有了计算机的属性，因而被称为单片微型
计算机，简称单片机。 单片机主要组成部分：
① 中央处理器 CPU
② 存储器 （数据存储器RAM 程序存储ROM ）
③ 输入 /输出接口
④ 定时器 / 计数器
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2．单片机的特点（优点）
★ 体积小、重量轻；
★ 电源单一、功耗低 （突出特点 ）；
7. 低电压、宽电压、低功耗
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四、Байду номын сангаас1系列单片机开发概述
单片机应用系统的开发是以单片 机为核心，配合一定的外部电路 及程序，从而实现特定测量及控 制功能的应用系统。其中单片机 的选型、资源分配以及程序设计 是整个系统设计的关键。一般来 说，一个完整的单片机应用系统 设计包括分析测控系统、单片机 选型、硬件资源分配、单片机程 序设计、仿真测试并最终下载到 实际硬件电路中执行。单片机开 发的整个流程，如图所示。