21世纪高职高专规划教材 《单片机原理与应用》 电子教案 制作: 金龙国陈萌 中国水利水电出版社
21世纪高职高专规划教材 《单片机原理与应用》 电子教案 制 作： 金龙国 陈萌 中国水利水电出版社
单片机原理况应用 第1章单片机概述 第2章MCS-51系列单片机结构 第3童MSC-51指令系统 第4童MCS-51汇编语言程序设计 第章MS1定时汁数器和中断系统 第6章存储噩与存储器扩展 第7章单片机接口技术 第8章串行口通信技术 第9章MCS-51单片机应用系统设计
第1章 单片机概述 第2章 MCS-51系列单片机结构 第3章 MSC-51指令系统 第6章 存储器与存储器扩展 第4章 MCS-51汇编语言程序设计 第7章 单片机接口技术 第5章 MCS-51定时/计数器和中断系统 第9章 MCS-51单片机应用系统设计 单片机原理及应用 第8章 串行口通信技术
第1章单片机概述 ■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 机的供应状态等 ■单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM 定时片计数器和多种接口都集成到一块集成 电路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1章 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 机的供应状态等。 ◼ 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集成 电路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
1.1单片机的发展历史 ■我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段 第一阶段(1976~1978年):低性能单片机的探索阶段。以 Intel公 司的MCS-48为代表,采用了单片结构,即在一块芯片内含有8位 CPU、定时/计数器、并行ⅣO口、RAM和ROM等。主要用于工业 领域。 ■第二阶段(1978~1982年):高性能单片机阶段,这一类单片机 带有串行IO口,8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到 64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用 范围较广,并在不断的改进和发展 第三阶段(1982~1990年):16位单片机阶段。16位单片机除CPU 为16位外,片内RAM和ROM容量进一步增大,实时处理能力更 强,体现了微控制器的特征。例如Itel公司的MCS-96主振频率为 12M,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,中断处理能力为8 级,片内带有10位AD转换器和高速输入/输出部件等。 第四阶段(1990年~):微控制器的全面发展阶段,各公司的产 在尽量兼容的同时,向高速、强运算能力、寻址范围大以及小 型廉价方面发展
1．1 单片机的发展历史 ◼ 我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段： ◼ 第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公 司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位 CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业 领域。 ◼ 第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机 带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到 64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用 范围较广，并在不断的改进和发展。 ◼ 第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU 为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更 强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为 12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8 级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。 ◼ 第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产 品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小 型廉价方面发展
1.2单片机的软硬件系统 121单片机的硬件系统 硬件系统是指构成徼机系统的实体和装置,通 常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和 输入设备、输出接口电路和输出设备等组成 其中,运算器和控制器一般做在一个集成芯片 上,统称中央处理单元( Central Processing Unit), 简称CPU,是微机的核心部件。CPU配上存放程 序和数据的存储器、输入/输出( Input/Output,简 称IO)接口电路以及外部设备即构成微机的硬件 系统
◼ 硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通 常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和 输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。 ◼ 其中，运算器和控制器一般做在一个集成芯片 上，统称中央处理单元（Central Processing Unit）， 简称CPU，是微机的核心部件。CPU配上存放程 序和数据的存储器、输入/输出（Input/Output，简 称I/O）接口电路以及外部设备即构成微机的硬件 系统。 1．2 单片机的软硬件系统 1.2.1 单片机的硬件系统
CPU 输入设备 输入接口电路 运算器K 控制器 输出接口电路 输出设备 存储器 硬件系统 图1-1微型计算机硬件系统组成示意图
图1-1 微型计算机硬件系统组成示意图 软 件 系 统 硬件系统 ＋ 控 制 器 运 算 器 存 储 器 输 入 设 备 CPU 微型计算机系统 输 入 接 口 电 路 输 出 接 口 电 路 输 出 设 备
■下面把组成计算机的5个基本部件作简单说明。 1)运算器 运算器是计算机的运算部件,用于实现算术和逻辑 运算。计算机的数据运算和处理都在这里进行 2)控制器 控制器是计算机的指挥控制部件,它控制计算机各 部分自动、协调地工作。运算器和控制器是计算机的核 心部分,常把它们合在一起称之为中央处理器,简称 CPU
◼ 下面把组成计算机的5个基本部件作简单说明。 ◼ 1) 运算器 ◼ 运算器是计算机的运算部件，用于实现算术和逻辑 运算。计算机的数据运算和处理都在这里进行。 ◼ 2) 控制器 ◼ 控制器是计算机的指挥控制部件，它控制计算机各 部分自动、协调地工作。运算器和控制器是计算机的核 心部分，常把它们合在一起称之为中央处理器，简称 CPU
3)存储器 存储器是计算机的记忆部件,用于存放程序和数 据。存储器又分为内存储器和外存储器。实训中使 用的 EPROM2764便是存贮器。 4)输入设备 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中,如 键盘等 5)输出设备 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果, 以用户需要的形式显示或打印出来,如显示器、打 印机等 通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起 称之为计算机的外部设备,简称“外设
◼ 3) 存储器 ◼ 存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数 据。存储器又分为内存储器和外存储器。实训中使 用的EPROM2764便是存贮器。 ◼ 4) 输入设备 ◼ 输入设备用于将程序和数据输入到计算机中，如 键盘等。 ◼ 5) 输出设备 ◼ 输出设备用于把计算机数据计算或加工的结果， 以用户需要的形式显示或打印出来，如显示器、打 印机等。 ◼ 通常把外存储器、输入设备和输出设备合在一起 称之为计算机的外部设备，简称“外设”
单片微型计算机是指集成在一个芯片上的 微型计算机,也就是把组成微型计算机的各种 功能部件,包括CPU( Central Processing Unit) 随机存取存储器RAM( Random Access Memory)、只读存储器ROM(Read-only Memory)、基本输入/输出( Input/Output)接口电 路、定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯 片上,构成一个完整的微型计算机,从而实现 微型计算机的基本功能。单片机内部结构示意 图如图1-2所示
◼ 单片微型计算机是指集成在一个芯片上的 微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种 功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、 随机存取存储器 RAM（Random Access Memory）、 只 读 存 储 器 ROM（Read-only Memory）、基本输入/输出(Input/Output)接口电 路、定时器/计数器等部件都制作在一块集成芯 片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现 微型计算机的基本功能。单片机内部结构示意 图如图1-2所示
INT 定时器/计数器 中断系统 P0~P3 并K′ N CPU KN 并行心接 TXD 行心接口 RXD 存储器 图1-2单片机内部结构示意图
图1-2 单片机内部结构示意图 C P U 存储器 并 行 I/O 接 口 定时器/ 计数器 中断系统 P 0～ P 3 TXD RXD T INT 并 行 I/O 接 口