51单片机 绪论.doc

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1、51单片机 绪论.txt如果我能够看到自己的影子，我想它一定很忧伤，因为我把快乐都留在了前面。容易伤害别人和自己的人，总是对距离的边缘模糊不清的人。 本文由贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 单片机原理及应用 安徽建筑工业学院 计算机与信息工程系 绪论 在工业、农业、军事、智能建筑、金融、 在工业、农业、军事、智能建筑、金融、 仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、 仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设 娱乐休闲、健身、体育竞赛、 备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领等 ,大量单片机 嵌入式技术已经无处不 单片机域,大量单片机-嵌入式技术已经

2、无处不 在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方 式。 1. 单片机概述 本章主要介绍单片机的发展，基本的结构和特 点，单片机的应用模式和领域。 单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、 定时/计数器和多种接口都集成到一块半导体 芯片上的微型计算机。因此，一块芯片就构成 了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能 仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用 的计算机。 第一阶段（ 第一阶段（19761978年）：低性能单 年）：低性能单 11 单片机的发展概况 片机的探索阶段。 公司的MCS片机的探索阶段。以Intel公司的 公司的 48为代表，采用了单片结构，即在一块 为代表， 为代表 采用了

3、单片结构， 综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为 芯片内含有8位 计数器、 芯片内含有 位CPU、定时 计数器、并 、定时/计数器 四阶段： 行I/O口、RAM和ROM等年）：高性能 口 等。主要用于工 第二阶段（ 和 第二阶段（19781982年）：高性能 业领域。 业领域。 单片机阶段， 单片机阶段，这一类单片机带有串行 第一阶段（19761978年） 第三阶段（ 位单片机阶段。 位 第三阶段（19821990年）： 位单片机阶段。16位 年）：16位单片机阶段 I/O口 为16位外，片内 位地址线可以 位数据线、 口 位数据线 第二阶段（19781982年） 和ROM容量进一步 单

4、片机除CPU为19781982 位外， 单片机除 ，8位数据线、16位地址线可以 位外 片内RAM和 容量进一步 寻址的范围达到64K字节 控制总线、 字节、 寻址的范围达到 字节 第三阶段（19821990年） 、控制总线、 增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。 增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。 例如Intel公司的 公司的MCS-96主振频率为 主振频率为12M，片内 例如 公司的 主振频率为 ，片内RAM 第四阶段（1990年） ）：微控制器的 较丰富的指令系统等。 较丰富的指令系统等。这类单片机的 第四阶段（ 为8K字节，中断处理能力为8级，片 年 为第四阶段（

5、1990年）： 232字节，ROM为 字节，中断处理能力为 级 字节， 字节 字节 ）：微控制器的 应用范围较广， 应用范围较广， 全面发展阶段， 并在不断的改进和发 内带有10位 全面发展阶段，各公司的产品在尽量 转换器和高速输入/输出部件等 内带有 位A/D转换器和高速输入 输出部件等。 转换器和高速输入 输出部件等。 展。 兼容的同时，向高速、强运算能力、 兼容的同时，向高速、强运算能力、 寻址范围大以及小型廉价方面发展。 寻址范围大以及小型廉价方面发展。 1.2 单片机的特点 1.2.1 单片机的特点 控制性能和可靠性高 （1）控制性能和可靠性高 可以对I/O 实时控制功能特别强， C

6、PU可以对I/O端口直接 实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接 进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的 进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的 另外，由于CPU 存储器及I/O接口集成在同一芯 CPU、 I/O接口 。另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯 片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰 片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰 的影响较小，且不易受环境条件的影响， 的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片 可靠性非常高。 机的可靠性非常高 机的可靠性非常高。 近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口 近期推出的单片机产品，内部集成有

7、高速I/O口 I/O ADC、PWM、WDT等部件 并在低电压、低功耗、 等部件， 、ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、 串行扩展总线 控制网络总线和开发方式（ 扩展总线、 串行扩展总线、控制网络总线和开发方式（如在 系统编程ISP）等方面都有了进一步的增强。 系统编程ISP）等方面都有了进一步的增强。 ISP （2）体积小、价格低、易于产品化 ）体积小、价格低、 单片机芯片即是一台完整的微型计算机， 单片机芯片即是一台完整的微型计算机， 对于批量大的专用场合， 对于批量大的专用场合，一方面可以在众 多的单片机品种间进行匹配选择， 多的单片机品种间进行匹配选择，同时还 可以专门

8、进行芯片设计， 可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与 应用具有良好的对应关系。 应用具有良好的对应关系。在单片机产品 的引脚封装方面， 的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少 个或更少， 到8个或更少，从而使应用系统的印制板减 个或更少 从而使应用系统的印制板减 接插件减少、安装简单方便。 小、接插件减少、安装简单方便。具有控 制性能和可靠性高良好的性能价格比。 制性能和可靠性高良好的性能价格比。这 是单片机得以广泛应用的重要原因。 13 单片机的主要品种及系列 一、 4位单片机 二、 8位单片机 8 三、16位单片机 MCS-51系列单片机配置一览表 片内存储器（字节） 系列 无 Intel

9、MCS-51 子系列 Intel MCS-52 子系列 片内ROM 有ROM 有EPROM 片内 RAM 128 字节 定时器 计数器 并行 I/O 串行 I/O 中 断 源 8031 80C31 8032 80C32 8051 80C51 (4K字节) 8751 87C51 (4K字节) 2x16 4x8位 1 5 8052 80C52 (8K字节) 8752 87C52 (8K字节) 256 字节 3x16 4x8位 1 6 ATEML 89C系列 (常用型) 1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K) （20条引脚DIP封装） 89C51(4K)/ 89C52(8K) （4

10、0条引脚DIP封装） 128 128/ 256 2 15 1 5 2/3 32 1 5/6 单片机产品近况 （1）80C51系列单片机产品繁多，主流地位 80C51系列单片机产品繁多， C51系列单片机产品繁多 已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 C51兼容 已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 品有： 品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； 公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51 80C552系列 公司的80C51、 系列； Philips公司的80C51

11、、80C552系列； 华邦公司的W78C51 W77C51高速低价系列； W78C51、 高速低价系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列 公司的ADC8xx高精度ADC系列； ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列； LG公司的GMS90/97低压高速系列； 公司的GMS90/97低压高速系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列； Maxim公司的DS89C420高速 50MIPS 系列； 公司的DS89C420高速（ MIPS） Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； Cygnal公司的C8051F系列高速

12、SOC单片机 公司的C8051F系列高速SOC单片机。 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。 结构单片机新品不断推出 （2）非80C51结构单片机新品不断推出，给 ） 结构单片机新品不断推出， 用户提供了更为广泛的选择空间 ，近年来推 出的非80C51系列的主要产品有： 系列的主要产品有： 出的非 系列的主要产品有 Intel的MCS-96系列 位单片机 ； 系列16位单片机 的 系列 系列RISC单片机 ； Microchip的PIC系列 的 系列 单片机 系列16位低功耗单片机 TI的MSP430F系列 位低功耗单片机 。 的 系列 14 单片机的应用领域 单片机的应用领域

13、 （1）智能仪器仪表 单片机用于各种仪器仪表， 单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了 仪器仪表的使用功能和精度， 仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智 能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构， 能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构， 从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换 各种智能电气测量仪表、 代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器 等。 （2）机电一体化产品 ） 机电一体化产品是集机械技术、 机电一体化产品是集机械技术、微电子技术 自动化技术和计算机技术于一体， 、自动化技术和计算机技术于一体，具有智 能化特征的各种机电产品。 能化特征的各种机电产品。单片机在机电一 体化产品的开发中可以发

14、挥巨大的作用。 体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典 型产品如机器人、数控机床、自动包装机、 型产品如机器人、数控机床、自动包装机、 点钞机、医疗设备、打印机、传真机、 点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印 机等。 （3）实时工业控制 ） 单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。 单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。 电流、电压、温度、液位、 电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的 采集和控制均可以利用单片机方便地实现。 采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在 这类系统中，利用单片机作为系统控制器， 这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可 以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算

15、 实现期望的控制指标， 法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率 电机转速控制、 和产品质量。典型应用如电机转速控制 和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度 控制、自动生产线等 控制、自动生产线等 。 （4）分布式系统的前端模块 ） 在较复杂的工业系统中， 在较复杂的工业系统中，经常要采用 分布式测控系统完成大量的分布参数 的采集。在这类系统中， 的采集。在这类系统中，采用单片机 作为分布式系统的前端采集模块， 作为分布式系统的前端采集模块，系 统具有运行可靠， 统具有运行可靠，数据采集方便灵活 成本低廉等一系列优点。 ，成本低廉等一系列优点。 （5）家用电器 ） 家用电器是单片机的又一重要

16、应用领域， 家用电器是单片机的又一重要应用领域， 前景十分广阔。如空调器、电冰箱、 前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣 电饭煲、高档洗浴设备、 机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等 。 另外，在交通领域中，汽车、火车、 另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机 航天器等均有单片机的广泛应用。 、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽 车自动驾驶系统、航天测控系统、 车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子 等。 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域本文由贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 单片机原理及应用 安徽建筑工业学院 计算机与信息

17、工程系 绪论 在工业、农业、军事、智能建筑、金融、 在工业、农业、军事、智能建筑、金融、 仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、 仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设 娱乐休闲、健身、体育竞赛、 备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领等 ,大量单片机 嵌入式技术已经无处不 单片机域,大量单片机-嵌入式技术已经无处不 在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方 式。 1. 单片机概述 本章主要介绍单片机的发展，基本的结构和特 点，单片机的应用模式和领域。 单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、 定时/计数器和多种接口都集成到一块半导体 芯片上的微型计算机。因此，一块芯片就构成 了一台计算机。它已成为

18、工业控制领域、智能 仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用 的计算机。 第一阶段（ 第一阶段（19761978年）：低性能单 年）：低性能单 11 单片机的发展概况 片机的探索阶段。 公司的MCS片机的探索阶段。以Intel公司的 公司的 48为代表，采用了单片结构，即在一块 为代表， 为代表 采用了单片结构， 综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为 芯片内含有8位 计数器、 芯片内含有 位CPU、定时 计数器、并 、定时/计数器 四阶段： 行I/O口、RAM和ROM等年）：高性能 口 等。主要用于工 第二阶段（ 和 第二阶段（19781982年）：高性能 业领域。 业领域。 单片机阶段

19、， 单片机阶段，这一类单片机带有串行 第一阶段（19761978年） 第三阶段（ 位单片机阶段。 位 第三阶段（19821990年）： 位单片机阶段。16位 年）：16位单片机阶段 I/O口 为16位外，片内 位地址线可以 位数据线、 口 位数据线 第二阶段（19781982年） 和ROM容量进一步 单片机除CPU为19781982 位外， 单片机除 ，8位数据线、16位地址线可以 位外 片内RAM和 容量进一步 寻址的范围达到64K字节 控制总线、 字节、 寻址的范围达到 字节 第三阶段（19821990年） 、控制总线、 增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。 增大，实时处理能力更

20、强，体现了微控制器的特征。 例如Intel公司的 公司的MCS-96主振频率为 主振频率为12M，片内 例如 公司的 主振频率为 ，片内RAM 第四阶段（1990年） ）：微控制器的 较丰富的指令系统等。 较丰富的指令系统等。这类单片机的 第四阶段（ 为8K字节，中断处理能力为8级，片 年 为第四阶段（1990年）： 232字节，ROM为 字节，中断处理能力为 级 字节， 字节 字节 ）：微控制器的 应用范围较广， 应用范围较广， 全面发展阶段， 并在不断的改进和发 内带有10位 全面发展阶段，各公司的产品在尽量 转换器和高速输入/输出部件等 内带有 位A/D转换器和高速输入 输出部件等。 转

21、换器和高速输入 输出部件等。 展。 兼容的同时，向高速、强运算能力、 兼容的同时，向高速、强运算能力、 寻址范围大以及小型廉价方面发展。 寻址范围大以及小型廉价方面发展。 1.2 单片机的特点 1.2.1 单片机的特点 控制性能和可靠性高 （1）控制性能和可靠性高 可以对I/O 实时控制功能特别强， CPU可以对I/O端口直接 实时控制功能特别强，其CPU可以对I/O端口直接 进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的 进行操作，位操作能力更是其它计算机无法比拟的 另外，由于CPU 存储器及I/O接口集成在同一芯 CPU、 I/O接口 。另外，由于CPU、存储器及I/O接口集成在同一芯 片内

22、，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰 片内，各部件间的连接紧凑，数据在传送时受干扰 的影响较小，且不易受环境条件的影响， 的影响较小，且不易受环境条件的影响，所以单片 可靠性非常高。 机的可靠性非常高 机的可靠性非常高。 近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口 近期推出的单片机产品，内部集成有高速I/O口 I/O ADC、PWM、WDT等部件 并在低电压、低功耗、 等部件， 、ADC、PWM、WDT等部件，并在低电压、低功耗、 串行扩展总线 控制网络总线和开发方式（ 扩展总线、 串行扩展总线、控制网络总线和开发方式（如在 系统编程ISP）等方面都有了进一步的增强。 系统编程ISP）等

23、方面都有了进一步的增强。 ISP （2）体积小、价格低、易于产品化 ）体积小、价格低、 单片机芯片即是一台完整的微型计算机， 单片机芯片即是一台完整的微型计算机， 对于批量大的专用场合， 对于批量大的专用场合，一方面可以在众 多的单片机品种间进行匹配选择， 多的单片机品种间进行匹配选择，同时还 可以专门进行芯片设计， 可以专门进行芯片设计，使芯片的功能与 应用具有良好的对应关系。 应用具有良好的对应关系。在单片机产品 的引脚封装方面， 的引脚封装方面，有的单片机引脚已减少 个或更少， 到8个或更少，从而使应用系统的印制板减 个或更少 从而使应用系统的印制板减 接插件减少、安装简单方便。 小、接

24、插件减少、安装简单方便。具有控 制性能和可靠性高良好的性能价格比。 制性能和可靠性高良好的性能价格比。这 是单片机得以广泛应用的重要原因。 13 单片机的主要品种及系列 一、 4位单片机 二、 8位单片机 8 三、16位单片机 MCS-51系列单片机配置一览表 片内存储器（字节） 系列 无 Intel MCS-51 子系列 Intel MCS-52 子系列 片内ROM 有ROM 有EPROM 片内 RAM 128 字节 定时器 计数器 并行 I/O 串行 I/O 中 断 源 8031 80C31 8032 80C32 8051 80C51 (4K字节) 8751 87C51 (4K字节) 2x

25、16 4x8位 1 5 8052 80C52 (8K字节) 8752 87C52 (8K字节) 256 字节 3x16 4x8位 1 6 ATEML 89C系列 (常用型) 1051(1K)/ 2051(2K)/ 4051(4K) （20条引脚DIP封装） 89C51(4K)/ 89C52(8K) （40条引脚DIP封装） 128 128/ 256 2 15 1 5 2/3 32 1 5/6 单片机产品近况 （1）80C51系列单片机产品繁多，主流地位 80C51系列单片机产品繁多， C51系列单片机产品繁多 已经形成，近年来推出的与80C51兼容的主要产 C51兼容 已经形成，近年来推出的与

26、80C51兼容的主要产 品有： 品有： ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； ATMEL公司融入Flash存储器技术的AT89系列； 公司融入Flash存储器技术的AT89系列 Philips公司的80C51 80C552系列 公司的80C51、 系列； Philips公司的80C51、80C552系列； 华邦公司的W78C51 W77C51高速低价系列； W78C51、 高速低价系列 华邦公司的W78C51、W77C51高速低价系列； ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列 公司的ADC8xx高精度ADC系列； ADI公司的ADC8xx高精度ADC系列； LG公司的GMS

27、90/97低压高速系列； 公司的GMS90/97低压高速系列 LG公司的GMS90/97低压高速系列； Maxim公司的DS89C420高速 50MIPS 系列； 公司的DS89C420高速（ MIPS） Maxim公司的DS89C420高速（50MIPS）系列； Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机 公司的C8051F系列高速SOC单片机。 Cygnal公司的C8051F系列高速SOC单片机。 结构单片机新品不断推出 （2）非80C51结构单片机新品不断推出，给 ） 结构单片机新品不断推出， 用户提供了更为广泛的选择空间 ，近年来推 出的非80C51系列的主要产品有： 系列的主

28、要产品有： 出的非 系列的主要产品有 Intel的MCS-96系列 位单片机 ； 系列16位单片机 的 系列 系列RISC单片机 ； Microchip的PIC系列 的 系列 单片机 系列16位低功耗单片机 TI的MSP430F系列 位低功耗单片机 。 的 系列 14 单片机的应用领域 单片机的应用领域 （1）智能仪器仪表 单片机用于各种仪器仪表， 单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了 仪器仪表的使用功能和精度， 仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智 能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构， 能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构， 从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换 各种智能电气测量仪表、

29、 代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器 等。 （2）机电一体化产品 ） 机电一体化产品是集机械技术、 机电一体化产品是集机械技术、微电子技术 自动化技术和计算机技术于一体， 、自动化技术和计算机技术于一体，具有智 能化特征的各种机电产品。 能化特征的各种机电产品。单片机在机电一 体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。 体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典 型产品如机器人、数控机床、自动包装机、 型产品如机器人、数控机床、自动包装机、 点钞机、医疗设备、打印机、传真机、 点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印 机等。 （3）实时工业控制 ） 单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。 单片机还可

30、以用于各种物理量的采集与控制。 电流、电压、温度、液位、 电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的 采集和控制均可以利用单片机方便地实现。 采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在 这类系统中，利用单片机作为系统控制器， 这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可 以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算 实现期望的控制指标， 法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率 电机转速控制、 和产品质量。典型应用如电机转速控制 和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度 控制、自动生产线等 控制、自动生产线等 。 （4）分布式系统的前端模块 ） 在较复杂的工业系统中， 在较复杂的工业系统中，经常要采用 分

31、布式测控系统完成大量的分布参数 的采集。在这类系统中， 的采集。在这类系统中，采用单片机 作为分布式系统的前端采集模块， 作为分布式系统的前端采集模块，系 统具有运行可靠， 统具有运行可靠，数据采集方便灵活 成本低廉等一系列优点。 ，成本低廉等一系列优点。 （5）家用电器 ） 家用电器是单片机的又一重要应用领域， 家用电器是单片机的又一重要应用领域， 前景十分广阔。如空调器、电冰箱、 前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣 电饭煲、高档洗浴设备、 机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等 。 另外，在交通领域中，汽车、火车、 另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机 航天器等均有单片机的广泛应用。 、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽 车自动驾驶系统、航天测控系统、 车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子 等。 单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域