单片机应用项目化教程 教案 1-1认识单片机 - 什么是单片机.doc

单片机应用技术课程知识导学

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“芯”的开始--什么是单片机

“芯”的开始--什么是单片机

目前，单片机已渗透到我们的生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，它“如影随形”是我们身边“最熟悉的陌生人”。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通信与数据传输，工业自动化过程的摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具，电子宠物等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，认识单片机、学习单片机、掌握单片机的开发与应用是电子信息过程、自动控制等专业领域工程技术人员必备的知识。

什么是计算机？

计算机（computer）是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可进行逻辑计算，还具有记忆功能，是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代智能电子设备。

计算机有硬件系统和软件系统组成。硬件系统是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物理部件的有机组合，是计算机赖以工作的实体；软件系统是各种程序和文件，用于指挥全系统按指定的要求进行工作。计算机硬件系统和软件系统缺一不可。

计算机发展：随着电子技术、控制理论是发展，计算机系统向两个方向发展，即:一方面想着高速度、通用化、大型化发展。例如我国研制的银河系统巨型机。另一方面想着微型化、专业化方向发展。例如日常使用的个人计算机、单片机。

计算机分类：

1、按照信息和数据的处理方式可分为数字计算机和模拟计算机。

数字计算机：是用不连续的数字量，即“0”和“1”来表示各种信息，基本运算部件是数字逻辑电路。数字计算机的精度高、存储量大、通用性强，能够胜任科学计算、信息处理、实时控制、智能模拟等方面的工作。

模拟计算机：是用连续变化的模拟量，即电压表示信息，基本运算部件是放大器构成的微分器、积分器等运算电路。模拟电子计算机解题速度快、但精度不高、信息不易存储、通用性差。

模拟混合计算机：是综合数字模拟两种计算机的长处设计，既处理数字量，又处理模拟量。结构复杂。

2、按照规模和处理能力可分为:巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。其中微型机发展最快。

3、按照应用领域可分为专用计算机和通用计算机两类。

微型计算机组成及工作原理

计算机历经电子管数字机（1958-1964）。集成电路数字机（1964-1970）和大规模集成电路机（1970-今）四代的发展。1971年美国硅谷诞生了第一台微处理器芯片，开创了微型计算机时代，成为了计算机领域的重要分支之一。微型计算机不但具有计算速度快、精确、程序控制等特点，而且体积小、功耗低、价格便宜。被广泛应用于社会生产、生活中。

1、硬件系统

微型计算机硬件系统通常由运算器、控制器、存储器、输入输出接口和外围设备等组成。

运算器和控制器够成中央处理单元（CPU），是整个微机的核心。

存储器分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM），是用来存放程序和数据的存储空间。

输出输入接口（I/O）是连接外围设备的通道和桥梁。

外围设备是微型机采集数据和被控制的对象。

微型计算机通过内部总线将CPU、存储器、I/O口和外设连接在一起，形成微型计算机系统。

2、软件系统

微型计算机所使用的各种程序的总称，称为软件系统。通常分为系统软件和应用软件两大类。

①系统软件

系统软件是指控制和协调计算机及外设，支持应用如何开发和运行的系统。是无需用户干预的各种程序的集合。例如：Windows7软件。

系统软件主要功能是调度计算机、监督和维护计算机系统；负责管理计算机系统中各种独立硬件，使它们可以协调工作。

系统软件主要分为：操作系统（OS）；程序设计语言（机器语言、汇编语言和高级语言）；语言处理程序（汇编和编译）；数据库管理程序以及系统辅助处理程序等。

②应用软件

应用软件是用户可使用的各种程序设计语言，以及各种程序设计语言编写的应用程序集合。

3、微型计算机的工作原理

1946年，美籍匈牙利数学家冯?诺依曼提出“存储程序和程序控制”的计算机基本工作原理。称为“存储程序控制”原理。时至今日，尽管计算机软、硬技术的飞速发展，但计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯?诺依曼架构。

该原理的主要内容是:

①计算机硬件设备由运算器（ALU）、控制器（CPU）、存储器（ROM+RAM）、输入设备和输出设备五部分组成；

②采用二进制形式表示各种指令及数据；

③存储程序思想：把计算过程描述为由许多命令按照一定顺序组成的程序，并预先存放在存储器中，计算机在工作的时候能够高速地从存储器中取出指令，并加以执行；最后将结果输出。

微型计算机的工作过程：

1、将程序和数