单片机原理及应用学习基础篇精.ppt
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1、单片机原理及应用学习基础篇第1页,本讲稿共26页学习目的 单片机主要应用于工业控制和仪器仪表等智能化设备中,其应用范围非常广泛。通过本课程的学习,大家要掌握单片机的特点及其基本组成,要掌握MCS-51系列单片机的功能、特点、结构及其应用开发的基本理论知识与实践技能,进而更加深刻地理解计算机的组成原理和工作原理。第2页,本讲稿共26页先修课程先修课程 计算机组成原理/计算机组成与系统结构接口技术汇编语言程序设计第3页,本讲稿共26页主要内容:主要内容:1.1 单片机的概念单片机的概念1.2 单片机的发展单片机的发展1.3 单片机的应用单片机的应用第一章第一章 单片机概述单片机概述第4页,本讲稿共
2、26页1.1 单片机的概念单片机的概念计算机:由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成的机器。微型计算机:以把运算器和控制器集成在一块芯片上的微处理器(Microprocessor)为核心构成的计算机。单片机:就是单片计算机(Single Chip Computer/Micro-Computer),是把运算器、控制器、存储器和输入输出接口和/或设备集成在一块芯片上的计算机。第5页,本讲稿共26页1.1 单片机的概念单片机的概念单片机与我们平常所用计算机的不同:1、它不用来构造我们平常所用的计算机,而是作为一个部件用在控制设备、智能仪器仪表或其它产品上。2、一般来说,我们不在单片机特别是
3、使用最多的8位单片机上安装系统软件和应用软件,而只直接烧写用户程序。第6页,本讲稿共26页1.1 单片机的概念单片机的概念微控制器(Micro-Controller Unit):由于单片机在控制应用方面已相当普及,其控制功能亦不断增强,从控制的角度又被称作微控制器。嵌入式微控制器(Embedded Micro-Controller Unit):由于单片机是作为一个部件嵌入在被控设备或机器中使用,所以又称之为嵌入式微控制器。第7页,本讲稿共26页1.1 单片机的概念单片机的概念单片机的特点:1、体积小2、成本低3、功耗小4、易扩展5、稳定可靠6、应用广泛7、控制功能强大、灵活方便、精度高,已经成
4、了控制领域不可缺少的重要部件。第8页,本讲稿共26页1.2 单片机的发展单片机的发展第一阶段(1971-1973年):单片机萌芽阶段。1971年11月美国Intel公司设计出了含有2000只晶体管的4位单片机Intel-4004。该单片机配有RAM、ROM和移位寄存器等。随后又研制成功了8位单片机Intel-8008,同期Fairchild公司也研制成功了8位单片机FS。虽然它们还不是具体意义上的单片机,但从此拉开了研制单片机的序幕。第二阶段(1974-1977年):初级单片机阶段。1976年Intel公司开发出了第一代8位单片机MCS-48。它以体积小、功能强、价格低等优点而获得了广泛应用。
5、MCS-48集成了8位CPU、并行I/O口和定时器/计数器等,可寻址范围4KB。第9页,本讲稿共26页1.2 单片机的发展单片机的发展第三阶段(1978-1982年):高性能单片机阶段。这一阶段的单片机不仅存储容量和寻址范围增大,而且中断源、并行I/O口和定时器/计数器个数也有增加,还集成了全双工串行通信接口,在指令系统方面,普遍增设了乘除指令。第二代8位单片机中最具代表性的当属Intel公司的MCS-51系列单片机,品种全、兼容性强、软硬件资料丰富,是当时乃至现在很畅销的单片机品种,在现在和未来一段时间仍处于单片机产品的主流地位。第10页,本讲稿共26页1.2 单片机的发展单片机的发展第四阶
6、段(1983年-):8位单片机巩固及16位/32位单片机推出阶段。随着大规模超大规模集成电路的发展,16位、32位单片机相继问世,如Intel公司的MCS-96系列、NEC公司的783XX系列、美国国家半导体公司的HPC16040、Motorola公司的683XX系列等。它们代表了单片机发展的高新技术水平,将单片机的应用进一步推广到航空航天、高级机器人、军事装备等方面。与此同时,8位机也在发展,功能不断增强,性能不断提高。如8XC522系列增加了A/D转换其、事件捕捉逻辑、I2C接口、定时监视器WDT等。第11页,本讲稿共26页1.2 单片机的发展单片机的发展单片机的发展方向:一方面是性能不断
7、提高,功能不断增强,如16位、32位单片机,集成更多的输入输出部件等的8位单片机。另一方面是朝着小型化、低功耗、低成本、专用化方向发展,如AT89C2051减少了程序存储空间和并行接口。第12页,本讲稿共26页1.2 单片机的发展单片机的发展单片机的生产厂家及代表产品1、Intel是最早的单片机生产商:8为机MCS-48,MCS-51系列(8031、8051、8751、8032、8052、8752等),16位机MCS-96系列。2、Motorola是最大的单片机生产商:8位机68HC05和68HC08系列产量已超过20亿片、8位增强型单片机68HC11系列年产量1亿片以上、16位机68HC16
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