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单片机与嵌入式系统 单片机与嵌入式系统 自动化系 张 妍 zhangyan_07@126.com 人工智能 工业控制 军事领域 通常在这些电子系统的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通讯系统以及运行监视器（黑匣子）都会用到单片机技术。 第一章 概述 1.1 什么是单片机 单片机（ Single-chip Microcomputer）单片微型计算机的简称。 把CPU、RAM、ROM、I/O接口、定时/计数器、模数转换器（A/D）、数模转换器（D/A）、串行通信接口（SPI、I2C、UART、USB）、脉宽调制（PWM）等单元电路都集成在一块芯片上，就构成了一个完整的单片微型计算机，简称单片机。 二、单片机的发展趋势 SOC化趋势（System On Chip） 高性能化趋势 低（超低）功耗趋势 主流与多品种共存 I/O口的功能增强 低成本小型化趋势 1.3 单片机的结构特点与应用 一、单片机的结构 1.普林斯顿结构：程序存储器和数据存储器合用一个存储空间 2.哈佛结构：将程序存储器和数据存储器截然分开而分别寻址的结构 二、 单片机的应用 1.5 MCS-51系列单片机介绍 MCS51家族 20世纪80年代中期以后，Intel以专利转让的形式把8051内核给了许多半导体厂家，如AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS等。这些厂家生产的芯片是MCS-51系列的兼容产品，准确地说是与MCS-51指令系统兼容的单片机。这些单片机与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺。他们对8051一般都作了一些扩充，更有特点、功能更强、市场竞争力更强。 二、按其功能和性能特点可分为：基本型、低功耗型、增强型、多模块型、高速型、高级型等几类。 （1）基本型：8031、805x、875x、DS89ｘ系列等型号。这些型号的差别在于片内程序区大小不同和烧写代码的方法不同。 （2）低功耗型：89C5x、89S5x、P89C5x、W78LE5x、STC89Cx、STC89Lx、STC12C和STC12Lx等型号。不同点在于，片内程序区大小不同和烧写代码的方法不同。 （3）增强型：83C51FA/B、80C51FA等型号。 这些器件具有可编程计数阵列、5个比较/捕捉模块、多机通信模块等功能。 （4）多模块型：83C51GA、W78LE516、 STC89CxxAD、STC12CxxAD、STC12LxxAD等型号。这些器件具有多路A/D转换器、多路PWM控制器、16位监视器等功能。 （5）高速型：83C152JA、80C152JA、83C452、C8051Fx等型号。这些器件具有DMA高速缓存器、单周期控制模块、高速A/D、D/A、USB接口、多I/O口和大于256字节的高速RAM 等功能。 （6）高级型：μPSD3200系列器件。该系列具有大于64KB程序代码区的页寻址、多路A/D转换、USB接口、EDA编程、PWM控制、多I/O口等功能。 1.6 如何学好单片机 * 消费类电子产品 电讯方面 教材：“单片机原理与实践指导” 杨振江，冯军 主编 中国电力出版社出版 参考书：图书馆、互联网 考试组成 作业+实验+期末考试 壹块板/2人，练习实验 C P U 存 储 器 定 时 器 / 计 数 器 中 断 系 统 P0-P3 TxD RxD T INT 并行I/O口 串行I/O口 把CPU、RAM、ROM、定时计数器、中断系统以及输入输出（I/O）接口电路等计算机的主要部件集成在一块芯片上 体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活 现在一般称之为微控制器（Microcontroller Unit, MCU），或嵌入式计算机（Embedded Computer）。 1.2 单片机的发展概况及发展趋势 一、单片机的发展大致经历了五个阶段 第一阶段（1971－1974年）4位单片机 第二阶段（1974－1978年）8位单片机 第三阶段（1978－1983年）16位单片机 第四阶段（1983－1990年）8位和16位单片机的巩固和发展 第五阶段（1990年－至今）单片机的全面发展阶段 一、ATMEL单片机 主要产品型号有ATMEL89系列单片机（简称 AT89系列单片机）。 二、Philips单片机 主要产品型号有P80Cxx、P87Cxx和P89Cxx系列 。 三、WinBond单片机 主要产品有W78C32、W78C51D等； 四、Motorola单片机 MC680x系列单片机，在家用电器及一些专用控制场合中的