单片机课件-结构.ppt
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单片机原理及应用物联网工程学院自动化系吴定会第一章第一章单片机概述单片机概述11实训目的实训目的
（1）了解单片机应用系统的基本组成。
（2）通过最简应用系统实例了解单片机的基本工作过程。
实训实训11信号灯的控制信号灯的控制1122实验电路实验电路33实训程序实训程序ORG0000HSTART：
MOVP1,#00HACALLDELAYMOVP1,#0FFHACALLDELAYSJMPSTARTDELAY:
MOVR3,#0FFHDEL2:
MOVR4,#0FFHDEL1:
NOPDJNZR4,DEL1DJNZR3,DEL2RETEND0000000011111111ALEWRRDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7+5V单片机到底是如何实现单片机到底是如何实现这些动作？
它里面有些这些动作？
它里面有些什么呢？
什么呢？
00000000微微机机系系统统微型计算机微型计算机微处理器微处理器CPU运算器运算器控制器控制器计算机处理信计算机处理信息的主要部件息的主要部件控制计算机控制计算机各部件自动地、各部件自动地、协调一致地工作协调一致地工作与外围设备之间与外围设备之间进行信息交换进行信息交换的必经通道的必经通道使用和管理计算机使用和管理计算机的各种程序的各种程序内部存储器内部存储器输入输入/输出接口输出接口软件软件用来存放程序和用来存放程序和数据的部件数据的部件1-1什么是单片机什么是单片机一、微机系统一、微机系统微处理器微处理器（CPU）运算器运算器控制器控制器控制总线控制总线数据总线数据总线地址总线地址总线Input/Output设备设备Input/Output接口接口只读存储器只读存储器ROM随机存储器随机存储器RAM二、微型计算机的硬件结构二、微型计算机的硬件结构三、什么是单片机三、什么是单片机单片计算机：
单片计算机：
SCMCSingleChipMicroComputer单片机又称微控制器：
单片机又称微控制器：
MCUMicroControllerUnit单单片片机机（微微控控制制器器）CPU（微处理器）微处理器）RAMROM（EPROM）I/O（串、并、串、并、C/T、A/D、中断中断.）一块芯片上一块芯片上三、什么是单片机三、什么是单片机所谓单片机是指在一块硅片上集成了所谓单片机是指在一块硅片上集成了CPU、随机存储器（随机存储器（RAM）、）、程序存程序存储器（储器（ROM或或EPROM）和各种和各种I/O口口（包括并行（包括并行I/O口、串行口、串行I/O口、定时口、定时器器/计数器和计数器和A/D转换器等），也就是转换器等），也就是集成在一块芯片上的计算机。
集成在一块芯片上的计算机。
按按CPU字长，可分为字长，可分为4、8、16、32位单片机。
位单片机。
根据内部程序存储器的结构不同，单片机可分为：
根据内部程序存储器的结构不同，单片机可分为：
ROM型单片机；型单片机；EPROM型单片机；型单片机；E2PROM型单片机；型单片机；无无ROM型单片机。
型单片机。
四、通用单片机和专用单片机四、通用单片机和专用单片机通用单片机：
通用单片机：
是一个基本芯片，内部资源比较丰富，性能全面且是一个基本芯片，内部资源比较丰富，性能全面且通用性强，覆盖多种应用需求。
通用性强，覆盖多种应用需求。
专用单片机：
专用单片机：
针对某一产品，或某一种控制应用而专门设计的。
针对某一产品，或某一种控制应用而专门设计的。
设计时已经使系统结构最简；软硬件资源利用最优；设计时已经使系统结构最简；软硬件资源利用最优；可靠性以及经济成本最佳。
可靠性以及经济成本最佳。
本课程介绍的本课程介绍的MCSMCS5151系列单片机是一种通用单片系列单片机是一种通用单片机，其结构和原理对所有单片机都是适用的。
机，其结构和原理对所有单片机都是适用的。
五、单片机系统五、单片机系统在单片机芯片基础上，扩展其他电路或芯片构成具在单片机芯片基础上，扩展其他电路或芯片构成具有一定应用功能的计算机系统。
有一定应用功能的计算机系统。
六、单片机应用系统六、单片机应用系统为控制应用而设计，系统和控制对象结合在一起为控制应用而设计，系统和控制对象结合在一起七、单片机开发系统七、单片机开发系统单片机系统开发调试工具单片机系统开发调试工具1-21-2单片机的发展概况单片机的发展概况首次宣布首次宣布1971Intel4004位微处理器位微处理器第一阶段第一阶段1971-1976萌芽阶段萌芽阶段4位、位、8位双片，功能简单；位双片，功能简单；1974-12Fairchild（仙童）仙童）F88位（配位（配3851芯片）。
芯片）。
第二阶段第二阶段1976-1978初级初级8位机；位机；1976-09IntelMCS-48系列系列若干若干I/O、8位位C/T1977-10GIPIC1650系列系列有限有限ROM、RAM1978ROCKWELR6500/1系列系列简单中断简单中断第三阶段第三阶段1978-1982高级高级8位机位机1978Motorola6801系列系列串串I/O、16位位C/T1978-10ZilogZ8系列系列较多较多ROM.RAM1980IntelMCS-51系列系列多级中断多级中断11第四阶段第四阶段1982-16位机位机1982IntelMCS-96系列系列MostekMK68200系列系列据统计据统计50多个系列、多个系列、300多个品种多个品种我国位单片机的应用，大体上始于我国位单片机的应用，大体上始于1982年。
年。
86年上海召开全国首届单片机应用与开发交流会，成立年上海召开全国首届单片机应用与开发交流会，成立了单片机应用协会，使单片机应用的普及和深化掀起了了单片机应用协会，使单片机应用的普及和深化掀起了全国性的高潮。
全国性的高潮。
CPU的发展的发展CPU字长：
字长：
8位、位、16位、位、32位位时钟频率：
时钟频率：
6MHz、12MHz、20MHz双双CPU结构：
处理能力大大提高结构：
处理能力大大提高片内存储器的发展片内存储器的发展所谓片内（相对于片外）：
所谓片内（相对于片外）：
集成在单片机芯片内的存储单元。
集成在单片机芯片内的存储单元。
l扩大存储容量早期单片机RAM：
64128字节ROM：
12K字节寻址范围：
14k（212）新型单片机RAM：
256字节ROM：
816K字节寻址范围：
64k（216）l片内片内EPROM开始开始E2PROM电擦除可编程只读存储器E2PROM可在正常工作电压下进行读写，并能在断电情况下，保持信息不丢失。
l片内程序的保密措施片内程序的保密措施早期单片机：
并行输入早期单片机：
并行输入/输出口，定时器输出口，定时器/计数器计数器现代单片机：
大功率输入现代单片机：
大功率输入/输出口，输出口，可直接驱动可直接驱动VFD（荧光显示管）；（荧光显示管）；LCD（液晶显示器）和（液晶显示器）和LED（数码显示管）（数码显示管）片内片内A/D，D/A转换器；转换器；CRT控制器，控制器，LCD、LED驱动器，正弦波发生器，驱动器，正弦波发生器，声音发生器，字符发生器，频率合成器等。
声音发生器，字符发生器，频率合成器等。
加强片内输入输出口的功能加强片内输入输出口的功能1-31-3单片机的特点单片机的特点体积小、重量轻、便宜、省电。
体积小、重量轻、便宜、省电。
抗干扰性能强，可靠性高。
抗干扰性能强，可靠性高。
控制功能强，运行速度快。
控制功能强，运行速度快。
片内存储器及片内存储器及I/O口有限，适宜于构成专用微机系统。
口有限，适宜于构成专用微机系统。
1-41-4单片机的应用单片机的应用工业方面：
工业机器人、过程控制、数字控制工业方面：
工业机器人、过程控制、数字控制仪器仪表：
智能仪器、医疗器械、色谱仪、视波器仪器仪表：
智能仪器、医疗器械、色谱仪、视波器民用方面：
电路玩具、游戏机、录象机、光盘驱动器民用方面：
电路玩具、游戏机、录象机、光盘驱动器电讯方面：
调制解调器、智能线路运行控制电讯方面：
调制解调器、智能线路运行控制导航与控制：
导弹、鱼雷制导控制、智能武器装置导航与控制：
导弹、鱼雷制导控制、智能武器装置数据处理：
图形终端、复印机、硬盘驱动器、磁带机数据处理：
图形终端、复印机、硬盘驱动器、磁带机MCS-48、MCS-51、MCS-96三大系列三大系列1-5INTEL公司系列产品简介公司系列产品简介7676年年MCS-48MCS-48系列系列基本型基本型EPROMROMEPROMROM无无ROM（ROMRAMROM（ROMRAM扩展扩展C/TI/OC/TI/O中断）中断）874880488035（1K64B4K/3201*82*82874880488035（1K64B4K/3201*82*82）改进型改进型874987498049803980498039（ROMROM、RAMRAM扩大一倍）扩大一倍）875087508050804080508040（ROMROM、RAMRAM再扩大一倍）再扩大一倍）84-85年年51-96、之间、之间CHMOS87C25283C25280C252指令与指令与51系列完全系列完全兼容，并具有兼容，并具有96系列的系列的HSIO（高速输入输出）功能。
高速输入输出）功能。
82年年MCS-96879683968096（ROMRAM扩展扩展C/TI/O中断中断串口串口）（8K232B64K/64K4*1640位位81HSIO）80年年MCS-51系列系列基本型基本型875180518031改进型改进型875280528032常用单片机系列：
常用单片机系列：
Philips51系列系列ATMEL51系列系列MicrochipPIC16C5XMotorlaM68HC05、M68HC11、M68HC16；ZilogZ8；NSCOP800、HPC习习题题和和思思考考题题一一、一个完整的单片微机芯片内至少有哪些部件？
、一个完整的单片微机芯片内至少有哪些部件？
、根据程序存储器的差别单片机可以分为那些类型？
、根据程序存储器的差别单片机可以分为那些类型？
、单片机的主要特性是什么？
它适宜于构成一个通用、单片机的主要特性是什么？
它适宜于构成一个通用微机系统还是专用微机系统？
为什么？
微机系统还是专用微机系统？
为什么？
第二章第二章MCS-51MCS-51系列单片机的硬件结构系列单片机的硬件结构2-12-1总体概况总体概况Intel80年年51子系列：
子系列：
8031、8051、87518031芯片：
无内部芯片：
无内部ROM，须外接须外接EPROM8051芯片：
内部有芯片：
内部有4KB工厂掩膜编程的工厂掩膜编程的ROM8751芯片：
内部有芯片：
内部有4KB用户可编程的用户可编程的EPROM52子系列：
子系列：
8032、8052、8752一、主要功能一、主要功能8位位CPUfosc1.212MHZ片内片内RAM128B（52为为256B）ROM4K（52为为8K）片外扩展能力：
片外扩展能力：
64KROM,64KRAM（通过通过P0.P2口扩展）口扩展）21个特殊功能寄存器（个特殊功能寄存器（SFR）并行并行I/O口：
口：
48P0、P1、P2、P3一个全双工串行口（一个全双工串行口（P3口两位兼）口两位兼）定时器定时器/计数器计数器216T0、T1（523个个T2）中断源中断源5个（个（2外外3内）内）,2个优先级个优先级（526个中断源）个中断源）111条指令，位寻址、位处理能力强条指令，位寻址、位处理能力强片内单总线结构片内单总线结构单一单一5V电源电源二、内部结构框图二、内部结构框图震荡器震荡器P1驱动器驱动器P3驱动器驱动器RAM地址地址寄存器寄存器RAMP0驱动器驱动器P0锁存器锁存器EPRO
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