哈工大單片機(jī)張毅剛課件 第1章.ppt

第1章單片機(jī)概述,在半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器(CPU)，存儲器(RAM、ROM、EPROM)和各種輸入、輸出接口。,20世紀(jì)70年代問世。,已廣泛應(yīng)用在：,工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等方面。,1.1什么是單片機(jī),可開發(fā)的內(nèi)部資源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供給用戶。用戶根據(jù)需要，設(shè)計(jì)一個(gè)以通用單片機(jī)芯片為核心的測控系統(tǒng)。,具有一臺計(jì)算機(jī)的屬性。也稱為：,嵌入式控制器EMCU（EmbeddedMicroControllerUnit）。,我國，習(xí)慣使用“單片機(jī)”這一名稱。,按用途可分為通用型和專用型兩大類：,（1）通用型,微控制器MCU(MicroControllerUnit),（2）專用型,專門針對某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機(jī)，針對性強(qiáng)且數(shù)量巨大。,對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考慮。,“專用”單片機(jī)具有十分明顯的綜合優(yōu)勢。,1.2單片機(jī)的歷史及發(fā)展概況,四個(gè)階段:,第一階段(1974年1976年)：單片機(jī)初級階段。雙片的形式，且功能比較簡單。,第二階段（1976年1978年）:低性能單片機(jī)階段。以Intel公司制造的MCS-48單片機(jī)為代表。,第三階段(1978年現(xiàn)在)：高性能單片機(jī)階段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。,第四階段(1982年現(xiàn)在)：8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)、32位單片機(jī)推出階段。,1.38位單片機(jī)的主要生產(chǎn)廠家和機(jī)型,（1）美國Intel公司MCS-51系列及其增強(qiáng)型、擴(kuò)展型系列。,（2）美國ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。,（3）荷蘭PHILIPS（菲力浦）公司8xC552系列。,MCS-51系列單片機(jī)在我國得到了廣泛的應(yīng)用，主流系列,軟、硬件設(shè)計(jì)資料豐富齊全。,1.4單片機(jī)的發(fā)展趨勢,1.CPU的改進(jìn),（1）采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力,（2）增加數(shù)據(jù)總線寬度，內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。,（3）串行總線結(jié)構(gòu)，菲利浦公司的I2C總線（InterIcbus）。用兩根信號線代替現(xiàn)行的8位數(shù)據(jù)總線。,2存儲器的發(fā)展,（1）加大存儲容量。,（2）片內(nèi)EPROM采用E2PROM或閃爍（Flash）存儲器,（3）程序保密化。,3片內(nèi)I/O的改進(jìn),（1）增加并行口的驅(qū)動(dòng)能力，能直接輸出大電流和高電壓。,（2）增加I/O口的邏輯控制功能。,（3）設(shè)置了一些特殊的串行接口功能，構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。,4外圍電路內(nèi)裝化,器件集成度的不斷提高，把眾多的外圍功能部件集成在片內(nèi)系統(tǒng)的單片化。,5低功耗化,CMOS化CHMOS工藝。,總之，向高性能、高速、低壓、低功耗、低價(jià)格、外圍電路內(nèi)裝化方向發(fā)展。,1.5單片機(jī)的應(yīng)用,單片機(jī)卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已深入到各個(gè)領(lǐng)域。,使用溫度：,民品：0C+70C,工業(yè)品：-40C+85C,軍品：-65C+125C。,在下述的各個(gè)領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用：,1.工業(yè)自動(dòng)化,2.智能儀器儀表,3消費(fèi)類電子產(chǎn)品,4.通訊,5武器裝備,6終端及外部設(shè)備控制,7多機(jī)分布式系統(tǒng),1.6MCS-51系列單片機(jī),20世紀(jì)80年代后期:Intel公司以專利的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給廠家。,這些廠家生產(chǎn)的兼容單片機(jī)，與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝。,如：AMTEL、PHILIPS、ANALOGDEVICES、DALLAS公司。,不應(yīng)直接稱為MCS-51系列單片機(jī)，MCS只是Intel公司專用的單片機(jī)系列符號。,MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：,80C51系列：所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī),（1）基本型典型產(chǎn)品：8031/8051/8751,內(nèi)部RAM增到256字節(jié)，8052、8752的內(nèi)部程序存儲器擴(kuò)展到8KB，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器增至3個(gè)。,（3）低功耗型典型產(chǎn)品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工藝適于電池供電或其它要求低功耗的場合。,（4）專用型8044/8744，用于總線分布式多機(jī)測控系統(tǒng)。美國Cypress公司的EZUSR-2100單片機(jī)USB接口。,（2）增強(qiáng)型典型產(chǎn)品：8032/8052/8752,（5）超8位型典型產(chǎn)品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系列單片機(jī)。,將MCS-96系列（16位單片機(jī)）I/O部件如：高速輸入/輸出（HSI/HSO）、A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制（PWM）、看門狗定時(shí)器（WDT）等移植進(jìn)來構(gòu)成新一代MCS-51產(chǎn)品。,功能介于MCS-51和MCS-96之間。目前已得到了較廣泛的使用。,（6）片內(nèi)閃爍存儲器型美國ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，受到應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎。,MCS-51系列以及80C51系列單片機(jī)有多種類型，但掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、80C51、87C51）是十分重要的。,它們是具有MCS-51內(nèi)核的各種型號單片機(jī)的基礎(chǔ)，也是各種增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生品種的核心。,思考題及習(xí)題,1微處理器、微計(jì)算機(jī)、微處理機(jī)、CPU、單片機(jī)它們之間有何區(qū)別？,2除了單片機(jī)這一名稱之外，單片機(jī)還可稱為（）和（）。,3單片機(jī)與普通計(jì)算機(jī)的不同之處在于其將（）、（）、和（）三部分集成于一塊芯片上。,4單片機(jī)的發(fā)展大致分為哪幾個(gè)階段？,5.單片機(jī)根據(jù)其基本操作處理的位數(shù)可分為哪幾種類型?,6MCS-51系列單片機(jī)的基本型芯片分別為哪幾種？它們的差別是什么？,7MCS-51系列單片機(jī)與80C51系列單片機(jī)的異同點(diǎn)是什么？,88051與8751的區(qū)別是：（A）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲單元數(shù)目的不同；