[CH01]概述.pptVIP

第一章 概述 1.1 什么是单片机 1.1 什么是单片机 计算机的组成(由匈牙利科学家冯·诺依曼定义) 运算器 控制器 存储器 输入输出设备 将上述四种功能部件集中到一块芯片上，就构成了单片的微型计算机，简称单片机 我们日常接触的计算机的种类大致可分三种： 微型计算机系统 微处理器 + 大容量内存 + 巨大容量外存 + I/O接口 + 外设，装置在机箱中构成; 单板机系统 微处理器+小容量存储器(RAMROM)+I/O接口，装置在印刷电路板上构成; 单片机系统 微控制器(MCU) + 少量存储器(RAM/ROM/Flash) + I/O端口 + 其它资源，集成在一块芯片上构成。 第一章 概述 1.2 单片机的发展过程及趋势 第一阶段 (1971~1974) 1971-11 : Intel 4004，集成2000只晶体管，配RAM、ROM以及移位寄存器 1972-04 : Intel 8008、FairChild的F4等 此阶段拉开了单片机研制的序幕 第二阶段 (1974~1978) 以Intel 8048为代表的8位单片机，集成8位CPU，并行I/O口，8位定时器、计数器，寻址范围不大于4K，无串行口。 此阶段可定义为初级单片机阶段 第三阶段 (1978~1983) 代表产品： Intel MCS-51、Motorola 6801、Zilog Z8等; 特点：片内集成RAM/ROM且可扩充，最大可扩充容量达64K、串口、多级中断处理、16位定时/计数器等。 此阶段为高性能单片机阶段。 第四阶段 (1983~九十年代中期) 由于Intel公开MCS-51内核，8位单片机稳定、高速发展，同时16位单片机开始出现，另外以AVR/PIC等为代表的RISC指令集结构的单片机出现 此阶段为单片机高速发展时期 现阶段 处理器： 众多公司在MCS-51内核的基础上推出了功能扩充型的单片机，8位单片机空前繁荣(Atmel、SST、TI、Philip等知名公司均有全系列的8位单片机产品，并不断更新换代)。 16/32位单片机普及(ARM内核为代表)，并在中、高端应用中大量使用。 典型代表： 三星公司的S3C44B0X，NXP(原Philips)的 LPC2000系列，Intel公司的XScal，Atmel的AT91系列等ARM内核的处理器。 此阶段为单片机全面发展时期 开发环境 众多公司推出了各种编译及仿真环境。如Franklin C51、SDCC、Keil C51等。目前最常用的是Keil C51集成开发环境。 良好的开发工具为单片机应用的普及铺平道路 单片机的发展趋势 1、单片机性能不断提高 单片机性能随芯片集成度的不断提高而提高： 主频不断提高 片上外设不断增加 新型单片机不断出现 单片机的发展趋势 2、新技术不断应用到单片机领域中 将已在微型机、16位/32位单片机等成熟应用的先进技术，下移到单片机上，不断推动单片机技术、性能的发展。 主要特点包括： 指令系统采用RISC结构，提高代码执行效率； 采用流水线技术取指令，提高运算速度； 扩大存储器容量，增加I/O端口等片上外设； 针对高级(C)语言设计指令集，提高编译效率和执行速度； 增加通信接口，如以太网、I2C、CAN总线等，提高通信能力； 单片机的发展趋势 3、向低功耗、宽电压、高速、高可靠性发展 功耗可低至μA级； 供电电压可宽至1.8V～7V； 采用多种芯片监控技术，确保可靠运行； 工作温度范围更宽。 单片机的发展趋势 4、满足应用系统不断提高的单片化需求 集成更多的片上外设； 按应用系统需求更细地划分芯片系列； 采用多种在线编程技术，方便系统开发。 单片机的发展趋势 5、单片机应用网络化需求不断提高 提供多种通信接口； 物联网应用要求单片机具有接入网络的能力； 第一章 概述 1.3 单片机的特点及应用场合 1、单片机的特点 性价比高； 可靠性高； 通信接口丰富，易于扩展多系统通信； 开发成本/门槛低。 2、单片机的应用领域 工业自动化； 智能化仪表； 各种机器人； 民用消费类电子产品； 汽车、航空、导航与武器装备； 数据处理及终端设备； 通信设备…… 第一章 概述 1.4 单片机与嵌入式系统 嵌入式系统定义 IEEE关于嵌入式系统的定义IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 嵌入式系统定义 国内关于嵌入式系统的定义嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积