第一章 单片计算机概述.pptVIP

单片计算机原理及其应用 本课程的时间安排 总 学 时：32 授 课：28学时 实 验：4学时 授课时间：1-8周（3月6日-4月26日） 实验时间：根据授课情况穿插安排 考试时间：大约在5月中旬 本课程的主要内容 1、什么是单片计算机？ 2、单片计算机的发展历史及现状； 3、单片计算机的特点和应用范围； 4、单片机的内部硬件机构； 5、单片机的指令系统； 6、单片机的接口； 7、单片机系统的扩展和开发；* 8、单片机系统的汇编语言；* 9、单片机系统的C语言；* 第一章 单片计算机概述 1.1微型计算机、单板机与单片机 1、结构特点 （2）、计算机的组成 单板机：把中央处理器CPU、存储器、输入／输出接口装在一块印刷电路板上（简单外设、键盘、LED显示） ２.微型计算机的应用模式 应用举例 3、单片机的发展历史 （1）、单片机的发展基础 4、单片机应用现状及趋势 发展趋势 发展趋势 发展趋势 发展趋势 升级换代，增强功能； 降低功耗、体积，如采用CMOS工艺； 专用芯片和定制芯片大量涌现； 分工更细，如高端DSP、通讯专用芯片等； 很多公司对单片机技术的投入一如既往 基本型 1.2、单片机的开发与开发工具 1、开发定义 2、微机开发特点 3、开发工具应具有的功能 1.3、MCS单片机的结构特点 1、CPU 3、I/O口 1.4、MCS-51单片机的应用特性 1、可靠性 软硬件不分 软件需要专门的工具 大部分采用可编程器件 编程功能：编译、汇编、反汇编、EPROM写入 排错：对寄存器、RAM内容修改、单步、设断点运行错误跟踪功能 仿真：借助于系统资源仿真目标机，是软硬件联合排错的一种方法 32个寄存器在RAM中 寄存器分为4组，切换方便 21个SFR可实现内部状态控制、I/O口控制、中断控制等 2、存储器 程序和数据存储器各64K， 逻辑空间独立 8051具有片内ROM 128字节内部RAM独立 P0~P3四个I/O口 P0、P2、P3在程序控制下具有第二功能 2个16位的CTC具有4种工作方式 具有一个全双工的串口 4、指令系统 具有硬件乘除法 具有专门的布尔处理机 * * 西安交通大学电气学院工业自动化教研室 贾立新 Tel： 119 Email： lxjia@mail.xjtu.edu.cn （1）、计算机发展的两个方向 高性能、高价格：超级计算机、微型个人计算机、服务器等 用途： 科学计算、数据、通讯服务、办公领域、复杂工业控制 特点：结构复杂、体积相对较大、能耗高、价格贵 低价格、功能单一： 单片机 用途：简单的工业、民用控制、大型控制系统中功能相对单一的控制单元 特点： 结构简单、体积小、耗能低、价格低廉 计算机：运算器、控制器、存储器、输入/输出接口 微型计算机：CPU、存储器、输入/输出口（外设） 把运算器与控制器集成在一个芯片上，组成单硅片的中央处理器CPU是微型计算机区别于大中小型计算机的主要结构特征。 主机 单片机：在一个晶体芯片上，集成了计算机的全 　 部单元要素：CPU,ROM(EPROM),RAM 和I/O(有的集成A/D、CTC、串口、并口) 同是一个芯片，CPU只是计算机的一个组成部分，而单片机是一个完整的计算机 微机用于 科学计算： 工业控制：基本计算机＋简单外设 基本计算机＋外设 LED、LCD、简易键盘 CRT、键盘、打印机等 单板机 + 模入、模出 开入、开出 用户计算机 控制系统 工业控制 计算机 基本计算机+ 开入 开出 小型PLC 基本计算机+ 模入、模出 开入、开出 STD总线控制机 PC总线控制机 大规模集成电路生产技术的发展 工业控制的实际需求 特点：集成度高，性能价格比优越、体积重量小 4位机： 1971年 Intel公司推出四位单片机 （2）单片机的发展 代表机型： Intel公司：4004 国家半导体：COP444C NEC:UPD75206、UPD172 特点： 处理能力有限、市场存活期短、市场占有率低 8位机： 1976年 Intel公司推出MCS-48八位单片机 1980年 Intel公司又推出MCS-51八位单片机 同期代表机型： Intel公司：8048、8051 MOTOROLA：MC6801、MC6805 Zilog: Z8 其他公司产品： Intel架构：Philips、Siemens、AMD、OKI、Atmel MOTO架构：Hitach