优·第一章 单片机概述.docVIP

单片机概述 首先从单片机的概念入手，简单介绍了单片机系统的基本组成及功能。 单片机的概念 单片机的基本概念 1. 微型计算机及微型计算机系统 微型计算机（Microcomputer）简称微机，是计算机的一个重要分支。人们通常按照计算机的体积、性能和应用范围等条件，将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。微型计算机不但具有其它计算机快速、精确、程序控制等特点，最突出的是它具有体积小、重量轻、功耗低、价格便宜等优点。个人计算机简称PC（Personal Computer）机，是微型计算机中应用最为广泛的一种，也是近年来计算机领域中发展最快的一个分支，由于PC机在性能和价格方面适合个人用户购买和使用，目前，它已经像普通家电一样深入到了家庭和社会生活的各个方面。 微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。 硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由微处理器（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，配上存放程序和数据的存储器、输入输出（Input/Output，简称I/O）接口电路及外部设备即构成微机的硬件系统。 软件系统是指微机系统所使用的各种程序的总体。软件的主体驻留在存储器中，人们通过它对整机进行控制并与微机系统进行信息交换，使微机按照人的意图完成预定的任务。 软件系统与硬件系统共同构成实用的微机系统，两者是相辅相成、缺一不可的。 微型计算机系统组成示意图如图1.1所示。 图1.1 微型计算机系统组成示意图 2．单片机和单片机应用系统 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。 面向测控对象，突出控制功能，应测控领域应用的要求而产生，又称MCU（与MPU相对）。随着发展，芯片内部集成了很多面向测控对象的接口电路：ADC、DAC、PWM、WDT、高速IO等。 单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件，能实现一种或多种功能的实用系统。它除了有单片机芯片以外，还有许多的外围电路，再配以一系列的实训程序可以完成很多功能。所以说，单片机应用系统是由硬件和软件组成，硬件是应用系统的基础，软件是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用，从而完成应用系统所要求的任务，二者相互依赖，缺一不可，单片机应用系统的组成如图1.3所示。 图1-3 单片机应用系统的组成 由此可见，单片机应用系统的设计人员必须从硬件和软件两个角度来深入了解单片机，并能够将二者有机结合起来，才能形成具有特定功能的应用系统或整机产品。 3. 比较单片机与微处理器、单片机系统与微型计算机系统 微型计算机技术两大分支：微处理器（MPU）和微控制器（MCU，即国内习惯称单片机）。 MPU，如8086，是微型计算机的核心，具有通用性，由于其应用主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。 MCU主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。 微型计算机系统中存储器组织结构主要针对增大存储容量和处理器对数据的存取速度。 MCU中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。 通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。 单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。 在单片机系统与微机系统的其它方面：操作系统、开发语言等 4.单片机与嵌入式系统 面向实时测控应用系统，以计算机为核心，嵌入到实际应用系统，构成完整的实现某种特定功能要求的应用系统。概念广泛。单片机是使用广泛的嵌入式系统。比较典型。  单片机的组成 组成结构上与微型计算机相似，集微型计算机重要功能部件于一块芯片上的微型计算机，有自身特点。 中央处理器CPU 核心，由运算器、控制器、中断电路组成，根据字长（算术运算和逻辑操作的位数）