单片机是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU.docx

1、单片机是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU1.2单片机的构成及特点单片机是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EEPROM、定时/计数器、中断控制器及串行口，并行I/O接口等部件，构成一个完整的微型计算机系统。1、单片机的特点从结构上看，单片机不但与通用微型计算机一样，是一个有效的数据处理机，而且是一个功能强大的过程控制机。从某种意义上讲，一块单片机就具有一台微型计算机的功能，只要加上所需的输入/输出设备，就可以构成一个完整的系统，从而满足各应用领域的需要。单片机结构中包含有通用计算机的功能部分，而且具有较强的数据处理功能。b5E2RGbCAP（1）通用

2、计算机的CPU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。CPU的主频达到数百兆赫兹MHz），字长普遍达到32位。单片机主要面向控制，因为控制中的数据类型和数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用计算机相对弱一些，计算速度和精度也要相对低一些。p1EanqFDPw（2）通用计算机中存储器组织结构主要是针对增大存储容量和加快CPU对数据的存取速度。单片机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总线上，CPU对存储器的读/写直接用物理地址来寻址存储单元，存储器的寻址空间一般为64KB。DXDiTa9E3d（3）通用计算机中的I/O接口主要考虑标准

3、外设 单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。这样的结构主要是考虑到单片机用于控制系统中，有较大的程序存储器空间，把开发成功的程序固化在ROM中，而把少量的随机数据存放在RAM中。这样，小容量的数据存储器能以高速RAM形式集成在单片机内，以加速单片机的执行速度。但单片机内的RAM是作为数据存储器用，而不是当作高速缓冲存储器(Cache使用。5PCzVD7HxA(2 采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。jLBHrnAILg(3 单片

4、机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。xHAQX74J0X(4 单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展(如扩展ROM、RAM，I/O接口，定时器/计数器，中断系统等，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性LDAYtRyKfEMCS-51系列单片机的结构特点就CPU的结构来说，通用微机的CPU内部有一定数量的通用或专用寄存器，而MCS-51系列单片机则在数据RAM区开辟了一个工作寄存器区

5、。该区共有4组，每组8个寄存器，共计可提供32个工作寄存器，相当于通用微机CPU中的通用寄存器。除此之外，MCS-51系列单片机还有颇具特色的21个特殊功能寄存器SFR。要理解MCS-51系列单片机的工作，就必须对特殊功能寄存器SFR的工作有清楚的了解。SFR使仅具有40条引脚的单片机系统的功能有很大的扩展。由于这些SFR的作用，每个通道在程序控制下，都可有第二功能，从而使得有限的引脚能衍生出更多的功能。而且，利用SFR可完成对定时器、串行口、中断逻辑的控制，这就使得单片机可以把定时/计数器、串行口、中断逻辑等集成在一个芯片上。Zzz6ZB2LtkMCS-51系列单片机在存储器结构上与通用微机

6、也有不同之处，通用微机中程序存储器和数据存储器是一个地址空间，而单片机把程序存储器和数据存储器分成两个独立的地址空间，采用不同的寻址方式，使用两个不同的地址指针，PC指向程序存储器，DPTR指向数据存储器。采用这种结构主要是考虑到工业控制的特点。一般工业控制系统中，需要较大的程序存储器空间和较小的随机存储器空间，不同于通用微机需要较大的数据存储器空间。dvzfvkwMI1MCS-51系列单片机在输入输出接口方面的特点是，通道口引线在程序的控制下都可有第二功能，可由用户系统设计者灵活选择。比如数据线和地址线低8位可分时合用通道0，而地址线高8位与其它信号线也可合用通道2。由于存储器和接口都在片内

7、，就给应用提供了方便，往往只在其引脚处增加驱动器即可简化接口设计工作，提高单片机与外设数据交换的处理速度。同时，功能变换和选择由相应的指令来控制实现，而不是靠硬件上的跳线短接等方法实现。MCS-51系列单片机I/O引脚一线多功能的特点方便了用户，但在组成应用系统时，也应根据其特点分时使用。rqyn14ZNXIMCS-51系列单片机的另一个显著特点是内部有一个全双工串行口，即可同时发送和接收；有两个物理上独立的接收、发送缓冲器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入。在程序的控制下，串行口能工作于四种方式，用户可根据需要，设定为移位寄存器方式以扩展I/O口和外接同步输入输出设备，

8、或用作异步通信口，以实现双机或多机通信，极为方便地组成分布式控制系统。EmxvxOtOco最后还值得一提的是，MCS-51系列单片机内部有一个功能相对独立的位处理机(即布尔处理机，因而其具有较强的位处理功能。SixE2yXPq51.3单片机的应用 因为单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，所以在国民建设、军事及家用电器等领域均得到广泛的应用。按照单片机的特点，可分为单机应用和多机应用。1）单片机应用在一个应用系统中，只使用一个单片机，这是目前应用最多的方式，主用应用领域有:测控系统 用单片机可构成各种工业控制系统、自适用系统、数字采集系统等。例如，温室人工气

9、候控制、生产线自动控制、车辆检测控制系统等。6ewMyirQFL智能仪表用单片机改造原有的测量、控制仪表，能促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展。如温度、压力、流量、浓度等的测量、显示灯等的测量、显示及仪表控制。通过采用单片机软件编程技术，解决测量仪表中长期存在的误差修正、线性化处理等难题。kavU42VRUs机电一体化产品 单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简单化，实现智能控制。这类产品有简易数控机床、电脑绣花机、医疗器械等。y6v3ALoS89智能接口 在计算机控制系统特别是较大型的工业控制系统）中，普遍采用单片机进行接口的控制与管理。因为单片机与主机是并行工

10、作的，所以大大提高了系统的运行速度，而且还能对数据进行预处理，如数字滤波、线性化处理、误差修正等。M2ub6vSTnP智能民用产品 在家用电器、玩具、游戏机、音像设备、收银机、办公设备、厨房设备等产品中引入单片机，不仅使产品的功能大大增强，而且获得良好的使用效果。0YujCfmUCw 体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。TIrRGchYzg(2 面向控制，能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。(3 抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算机无法比拟的。7EqZcW

11、LZNX(4 可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。单片机的应用范围十分广泛，主要的应用领域有：(1 工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、温度控制等。lzq7IGf02E(2 仪器仪表。如智能仪器、医疗器械、数字示波器等。(3 计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。zvpgeqJ1hk(4 商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。(5 家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。数制之间的相互转换【例1-1】将数10.

12、101）2，46.12）8，2D.A4）16转换为十进制数。10.101）2= 121 + 020+12-1+02-2+123=2.62546.12）8=481 +680+18-1+28-2=38.156252D.A4）16=2161 +13160+1016-1+416-2=45.64062【例1-2】将0.645）10转换为二进制数10=(0.101002=(0.512178=(0.A51EB16【例1-3】将101011.01101）2转换为八进制。101 011 011 010 5 3 3 2 即101011.01101）2=53 .32）8【例1-4】将123.45）8转换为二进制数。

13、1 2 3 4 5 001 010 011 100 101 即123.45）8=1010011.100101）2【例1-5】将110101.011）2转换为十六进制数0011 0101 0110 3 5 6 即110101.011）2=35.6）16【例1-6】将4A5B.6C）16转换为二进制数。4 A 5 B 6 C 0100 1010 0101 1011 0110 1100 即4A5B.6C）16=100101001011011.011011）2【例1-7】求1001B+1011B。【例1-8】求1100B-111B【例1-9】求1011B1101B。【例1-10】求10100101B/1111B 【例1-11】将10转换成二、八、十六进制数。申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。