文档介绍：单片微型计算机原理 及应用
第1章单片计算机概述
§1-1现代计算机技术的两大分支
MPU—微处理器(用于大数量数值计算无止尽要求,满足数字模拟
仿真,数字信号处理,图象分析,人工智能等领域)。
重要指标:数据总线宽度及外围寻址能力。数据总线宽度从8—16—
32—64位过渡,指令系统上突出了数字运算和逻辑运算
MCU—微控制器(用于快速实时对外部事件、对象实现信号采集,
判断、处理、参数控制等要求,构成工控系统,适应各种对象的控制
需要)
重要指标:高速I/O口,计数器的捕获,比较功能,A/D,D/A转换,功率
驱动I/O口,位寻址及位操作,程序运行监督等,数据总线宽度及外围寻
址只是单片机众多指标之一。
§1-2 微型计算机单板机单片机
若将运算器与控制器集成在一块硅片上,称该芯片为中央处理器
CPU或MPU。若再将它与大规模集成电路制成的主存储器,I/O接口
电路用总线结构联系起来就构成了微型计算机
将CPU 、 RAM、 ROM、 I/O接口封装在一块印刷电路板上,就
成为单板机
若在一块半导体芯片上,能容纳一台数字计算机的4个基本组成部
分,则这种芯片就被称为单片微型计算机
§1-3单片机的发展简况及应用
1976年INTEL公司推出第一个8位单片机系列(MCS-48)至今,
经历了外围集成、总线完善、功能集成、全方位发展阶段,已走过
了三代发展历程
一、第一代单片机
始于1976年,主要实现单个芯片上计算机的集成,为初级阶段。
典型产品:Intel公司MCS-48系列、 Motorola公司6801系列、 Zilog公司
Z8系列
特点:采用专门结构设计,将CPU及外围单元集成在一块芯片上,指
令系统设计面向控制功能要求,具有较强的控制功能。8位CPU,并行
I/O口,8位定时/计数器,RAM等。无串行I/O口,寻址范围不大于4K。
二、第二代单片机
1978—1983。高性能单片机阶段。
典型代表:Intel的MCS-51系列
特点:完善外部总线,确立了单片机的基本控制功能。单片机均带
有串行I/O口,具有多级中断处理系统, 16位定时/计数器,寻址范围
可达到64K
三、第三代单片机
1983—至今。8位单片机巩固完善,16位单片机推出普及应用及32位
单片机也投入使用
典型产品:各大公司纷纷开发出自己的单片机系列,如Motorola,Philips,Intel等
技术特点:全速发展单片机的控制功能。16位单片机除CPU为16位
以外,片内RAM/ROM容量进一步扩大,片内RAM增加为232B,
ROM为8KB,且片内带有高速I/O部件,保证程序可靠运行的WDT,
多通道10位A/D转换器,具有8级中断,人机接口等等。
§1-4 我国单片机16年
探索时期(80年代初)
起步时期(1986—1990)
开拓时期(1990—1995)
发展时期(1995—至今)
5 新时期新理念
探索
起步
开拓
发展
§1-5 单片机的结构特点
以MCS-51系列举例:
①在数据RAM区开辟了一个工作寄存器区,区内共分4组,每组8个寄存器,共计32个工作寄存器,提供21个特殊功能寄存器,完成定时,串口,中断等功能
②存储结构上:从空间将程序、数据存储器分开,采用不同寻址方式,用两个不同地址指针。PC-程序存储器,DPTR-数据存储器
③I/O接口特点:通道口引线在程序控制下都可有第二功能,用户可灵活使用。
④内部有一个全双功的串行接口,可同时发送接收数据
⑤有专门的位处理机。
§1-6单片机的开发及开发工具
开发:提出任务→定型生产→投入使用的过程称对微机进
行开发
包括:系统(产品)总体方案论证,设计硬件, 软件开
发,目标样机的调试等。
开发过程明显特点:微计算机化的产品软,硬件分不开为
此设计了专门的微型机开发系统MDS
P3图1-2