单片机技术及应用项目化教程583.pptxVIP

项目一单片机最小系统

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知识目标：了解单片机的发展概况、特点及应用，掌握单片机的内部结构、组成及工作原理，掌握单片机存储器的结构分布。

能力目标：通过了解单片机的内部资源、封装及引脚，认识常见型号单片机芯片，并能简要描述其功能。;1．单片机的概念

单片微型计算机简称单片机。它把组成微型计算机的中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、I/O接口电路、定时/计数器及串行通信接口等功能部件制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机。国际上通常称单片机为微控制器(MCU)，又称为嵌入式微控制器(EMCU)。;2．单片机的发展概况

单片机诞生至今，已发展成上百种系列的近千个品种。单片机的发展大致分为如下5个阶段。

(1)单片机的诞生：从1971年美国Intel公司研制的4位微处理器Intel4004，到1972年该公司研制的功能较强的8位微处理器Intel8008，及1974年美国Fairchild公司研制的8位微处理器F8，拉开了研制单片机的序幕。;(2)单片机的初级阶段：以1976年Intel公司研制的MCS-48为代表，这个系列的单片机内集成有8位CPU、并行I/O口、8位定时/计数器、RAM、ROM等，资源少、无软件，只能保证最基本的控制功能。这一阶段的单片机产品还有Motorola公司的6801系列和Zilog公司的Z8系列。

(3)单片机的完善阶段：以Intel公司的MCS-51系列为代表，在这一阶段推出的单片机中普遍带有串行口、多级中断处理系统、16位定时/计数器，同时加大了片内RAM、ROM的容量，其寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器接口。由于这类单片机的应用领域极其广泛，各大公司竞相研制，共约有几十个系列、300多个品种。其中，MCS-51系列单片机因其优良的性能价格比处于主导地位。;(4)单片机向微控制器过渡阶段：以Intel公司的MCS-96系列16位单片机为代表。与8位机相比，其数据宽度增加了一倍，实时处理能力更强，主频更高，RAM增加到了232B，ROM则达到了8KB，并且有8个中断源，同时配置了多路的A/D转换通道、高速的I/O处理单元，适用于更复杂的控制系统。但由于16位机价格太高，其应用受到一定的限制。而MCS-51因其高性价比，得到了广泛应用，致使知名芯片制造公司推出了许多与MCS-51兼容的8位单片机，一方面进一步巩固和发展了8位单片机的主流地位，另一方面强化了微控制器的特征。;(5)微控制器全面发展阶段：随着单片机在各个领域的广泛应用，世界各大单片机研制公司相继推出了高速、大寻址范围、强运算能力的通用型或专用型的单片机，如Intel公司研制的80960超级32位单片机，Motorola公司推出的MC68HC系列单片机，Microchip公司推出的一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机，促使单片机进入一个可广泛选择和全面发展应用的时代。;3．单片机的特点

单片机具有以下特点：

(1)体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。

(2)单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的，即把开发成功的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中。这样，小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度。;(3)采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。

(4)单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。;(5)单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等)，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。

(6)抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其他类型计算机无法比拟的。

(7)可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。;4．单片机的应用

单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域如下：

(1)工业控制方面的应用：单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制、航空航天导航系统、电梯智能控制等。

(2)仪器仪表方面的应用：如智能仪器、医疗器械、数字示波器、各种物理量的测量仪器等