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1、2023/1/4单片机原理与应用 江苏大学电气学院 李康吉2023/1/4课程安排l理论课:讲述基本原理结构和方法l实验课:根据实验指导书的要求自己完成l参考书:单片机原理及应用 胡汉才 清华大学出版社 MCS-51单片机应用设计 张毅刚等编2023/1/4考试评分标准l卷面成绩：70l平时成绩：30l平时成绩由来：上课考勤情况占15，纪律情况，作业情况占15。2023/1/4涉及内容lMCS-51的基本硬件结构l程序设计l定时/计数器l中断系统l串行口l存储器l接口设计2023/1/4课程要求l本课程是实践性较强的课程。通过课程的学习，掌握软件编程和硬件电路设计的方法，能够进行单片机应用系统
2、的设计、调试工作。2023/1/4第一章 概述主要掌握 单片机的概念 单片机的应用特点 单片机的开发条件2023/1/4主要内容l单片机的概念l计算机发展历史l单片机发展历史l应用特点l典型的单片机产品l发展趋势l开发条件2023/1/4计算机的概念l微型机是由LSI、VLSI等组成的，具有功能强，结构紧凑、系统可靠性高的特征，它由一片集成电路为主组成的中央处理器（CPU）、存储器、通用或专用I/O接口电路等组成的。l它分单片微机、单板微机和多板微机。2023/1/4单片机的概念l将组成微型计算机的各功能部件：中央处理器、存储器、I/O接口电路及定时/计数器等制作在一块集成电路芯片中从而构成完
3、整的微型计算机。故称作单晶片微型计算机，简称单片机（Single chip microcomputer)。或称微控制器(MCU:Microcontroller)2023/1/4计算机的发展历史世界上第一台现代意义的电子计算机是1946年美国宾夕法尼亚大学设计制造的ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calculator,即电子数字积分计算机）2023/1/4l第一代计算机（1947-1958年）以电子管（EVL）为基本逻辑元件。主存储元件为汞延迟线，数字表示为定点数据，语言软件为机器语言或汇编语言l第二代计算机（1958-1964年）以晶体管（T
4、TL）为基本逻辑元件。主存储元件为磁芯存储器，数据表示有浮点数据与变址，语言软件获得了发展，有FORTRAN、BASIC、COBOL等2023/1/4l第三代计算机（1964-1971年）以中小规模集成电路（SSI、MSI）为基本逻辑元件。主存储器为半导体存储器，系统采用微程序技术与虚拟存储，并有多种高级语言和成熟的操作系统。l第四代计算机（1971年至今）采用大规模集成电路（LSI、VLSI）为基本逻辑元件。主存储器为大规模、高密度半导体存储器，系统结构采用并行、多机、分布式及网络系统，并发展到了多媒体机型。2023/1/4 微处理器的集成度每隔18个月就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍-
5、摩尔定律Gordon E.MooreIntel公司的创始人之一2023/1/4单片机的发展历史l初级阶段（19741976）FAIRCHILD两片集成芯片（集成工艺限制）l低性能阶段（19761978）INTER MCS-48l高性能阶段（19781982）MCS-51l更高性能阶段（1983）多种机型并行发展2023/1/4单片机的应用l应用特点体积小：基本功能部件满足要求可靠性高：BUS大多在内部；易采取电磁屏蔽功能强：实时响应速度；I/O直接操作使用方便：硬件设计简单；提供开发工具资料性能价格比高：电路板小；接插件少易产品化：研制周期短2023/1/4l应用：量大面广机电一体化：电脑缝纫
6、机智能仪表：测量仪实时控制：汽车家电：（MOTOROLA）网络通信：通信协议集成其中计算机外设：键盘、打印机保健 产品：按摩器提示单片机的出现使得电路设计简单化单片机的应用2023/1/4典型单片机产品l器件厂家美国：Intel Motorola、Microchip、Atmel 荷兰:Philips 德国：Siemens日本：Nec2023/1/4典型单片机产品 根据每种型号的存储器的类型无ROM型:8031ROM型:8051EPROM:8751EEPROM 型:89512023/1/4单片机的发展趋势l性能不断提高CPU功能增强：速度、精度内部资源增多：A/D、D/A、EEPROM多功能引脚
7、：寻址范围大高新技术下移，重点发展8位机性能2023/1/4单片机的发展趋势l单片机的多品种：超微型化：MC68HC705：20PIN，2KEPROM、112BYTE RAM、15BIT TIMER WATCHDOG低功耗，低电压：CHMOSA工艺、空闲等待和掉电停机方式、电 压 2.45.5V：2023/1/4单片机系统开发条件l单片机芯片l开发工具l资料手册2023/1/4一一.重要作用：重要作用：1.单片机的出现为自动化带来革命性的变革。单片机的出现为自动化带来革命性的变革。2.单片机的诞生是计算机的应用产生的一个单片机的诞生是计算机的应用产生的一个新的飞跃。新的飞跃。二二.应用：应用：1.单片机将取代和完善常规逻辑器件设计控单片机将取代和完善常规逻辑器件设计控制系统或仪器仪表、检测装置等。制系统或仪器仪表、检测装置等。2.以控制论为指导，与传感技术和数据通讯以控制论为指导，与传感技术和数据通讯技术相结合，形成微型计算机控制技术这一相技术相结合，形成微型计算机控制技术这一相对独立的学科领域。对独立的学科领域。单片机与自动化技术2023/1/4