《单片机控制技术及应用》第一章 概述

第一章概述 ◆第一节单片机的基础知识 ◆第二节数制与码制 第三节常用单片机系列介绍

第一章 概述 第一节 单片机的基础知识 第二节 数制与码制 第三节 常用单片机系列介绍

第一节单片机的基础知识 单片机概述 冯·诺依曼型计算机的主要特点为:采用二进制 代替十进制运算和存储程序工作方法。人们将 计算机要处理的数据和运算方法、步骤,事先 按计算机要执行的操作命令和有关原始数据编 制成程序(二进制代码),存放在计算机内部 的存储器中,计算机在运行时能够自动地、连 续地从存储器中取出并执行,不需人工加以干 预。根据这种指导思想,得出计算机的硬件系 统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输 出设备共五个部分组成。图1-1所示为计算机 硬件系统的基本组成框图

第一节 单片机的基础知识  一、单片机概述 冯·诺依曼型计算机的主要特点为：采用二进制 代替十进制运算和存储程序工作方法。人们将 计算机要处理的数据和运算方法、步骤，事先 按计算机要执行的操作命令和有关原始数据编 制成程序（二进制代码），存放在计算机内部 的存储器中，计算机在运行时能够自动地、连 续地从存储器中取出并执行，不需人工加以干 预。根据这种指导思想，得出计算机的硬件系 统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输 出设备共五个部分组成。图1-1所示为计算机 硬件系统的基本组成框图

◆计算机硬件组成框图 内存储器 外存储器 控制器 运算器 输入设备 输出设备 CPU

 计算机硬件组成框图

◆1.运算器 运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器 数据缓冲寄存器和状态寄存器组成 ◆2.控制器 控制器控制着单片机完成各种操作。 控制器和运算器合在一起称为中央处理 器,即CPU( Central Processing Unit)。 3.存储器 存储器为计算机的记忆部件,用于存放 计算机的程序和数据,一般可分为只读 存储器(ROM)和随机存储器(RAM)

 1．运算器 运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、 数据缓冲寄存器和状态寄存器组成。  2．控制器 控制器控制着单片机完成各种操作。 控制器和运算器合在一起称为中央处理 器，即CPU(Central Processing Unit)。  3．存储器 存储器为计算机的记忆部件，用于存放 计算机的程序和数据，一般可分为只读 存储器（ROM）和随机存储器（RAM）

◆ROM中存放的信息具有只能读出而不能写 入,并且掉电不丢失的特点,因此常用 来存放固定不变的程序,所以有时直接 称之为程序存储器;RAM中存放的信息可 随机“读出”或“写入”,但掉电后信 息会丢失,因此常用来存放一些需要临 时保存的数据或运算的中间结果,所以 有时直接称之为数据存储器。 ◆4.输入设备 ◆5.输出设备

 ROM中存放的信息具有只能读出而不能写 入，并且掉电不丢失的特点，因此常用 来存放固定不变的程序，所以有时直接 称之为程序存储器；RAM中存放的信息可 随机“读出”或“写入”，但掉电后信 息会丢失，因此常用来存放一些需要临 时保存的数据或运算的中间结果，所以 有时直接称之为数据存储器。  4．输入设备  5．输出设备

◆所谓的单片机就是将计算机的CPU、存储器 I/0接口电路、定时器/计数器、中断部件等计 算机的功能部件集成在一块芯片上,形成单芯 片的,具备独特功能的微型计算机。 ◆(二)单片机的特点 ◆1.抗干扰能力强,工作温度范围宽 ◆2.高的可靠性。 ◆3.控制功能强,数值计算能力相对较差。 ◆4.指令系统比通用微机的指令系统简单 具有许多面向控制的指令 ◆5.具有很高的性价比

 所谓的单片机就是将计算机的CPU、存储器、 I/O接口电路、定时器/计数器、中断部件等计 算机的功能部件集成在一块芯片上，形成单芯 片的，具备独特功能的微型计算机。  （二）单片机的特点  1．抗干扰能力强，工作温度范围宽。  2．高的可靠性。  3．控制功能强，数值计算能力相对较差。  4．指令系统比通用微机的指令系统简单， 具有许多面向控制的指令。  5．具有很高的性价比

)单片机的应用领域 ◆1.工业控制领域 ◆2.家用电器领域 ◆3.办公自动化领域 ◆4.商业营销领域 ◆5.智能仪器仪表领域 ◆6.其它领域另外,在汽车与航空航 天器电子系统中的自动驾驶系统、通信 系统、飞行监视器(黑匣子)等,都采用 了单片机控制系统

 （三）单片机的应用领域  1．工业控制领域  2．家用电器领域  3．办公自动化领域  4．商业营销领域  5．智能仪器仪表领域  6．其它领域 另外，在汽车与航空航 天器电子系统中的自动驾驶系统、通信 系统、飞行监视器(黑匣子)等，都采用 了单片机控制系统

◆(四)单片机的发展和未来 ◆1.单片机的发展 ◆单片机的发展可分为三个阶段: ◆第一阶段为单片机的初级阶段,它以 INTEL公 司的MCS-48系列为代表,采用专门的结构,在 片内集成了8位CPU、并行I/0口、8位定时/计 数器、RAM、ROM等,但无串行口,中断处理也 较简单。 ◆第二阶段为单片机的发展阶段,它以 INTEL公 司的MCS-51系列为代表,在技术上完善了外部 总线,并确立了单片机的控制功能

 （四）单片机的发展和未来  1．单片机的发展  单片机的发展可分为三个阶段：  第一阶段为单片机的初级阶段，它以INTEL公 司的MCS-48系列为代表，采用专门的结构，在 片内集成了8位CPU、并行I/O口、8位定时/计 数器、RAM、ROM等，但无串行口，中断处理也 较简单。  第二阶段为单片机的发展阶段，它以INTEL公 司的MCS-51系列为代表，在技术上完善了外部 总线，并确立了单片机的控制功能

◆第三阶段为单片机的更新阶段。最具有 代表性的是 INTEL公司的MCS96系列单片 机,他是16位的CPU,RAM和ROM的容量也 进一步增大,并且带有高速输入/输出部 件,多通道AD转换器,8级中断处理能 力使之具有更强的实时处理功能 单片机的未来 从单片机发展的趋势来说,主要向着大 容量高性能、小容量低价格、外围电路 内装化方向发展

 第三阶段为单片机的更新阶段。最具有 代表性的是INTEL公司的MCS-96系列单片 机，他是16位的CPU，RAM和ROM的容量也 进一步增大，并且带有高速输入/输出部 件，多通道A/D转换器，8级中断处理能 力使之具有更强的实时处理功能。  2．单片机的未来 从单片机发展的趋势来说，主要向着大 容量高性能、小容量低价格、外围电路 内装化方向发展

◆(1)大容量高性能 ◆(2)小容量低价格 ◆(3)外围电路内装化 常用术语 ◆1.字长字长是指计算机的运算器能同时处理 的二进制数据的位数,它与计算机的功能和用 途有很大关系 存储容量存储容量是指存储器能够存储 信息的总字节数。 1KB=1024B=210B LMB=1024KB=220B 1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B

 （1）大容量高性能  （2）小容量低价格  （3）外围电路内装化  二、常用术语  1.字长 字长是指计算机的运算器能同时处理 的二进制数据的位数,它与计算机的功能和用 途有很大关系。  2.存储容量 存储容量是指存储器能够存储 信息的总字节数。 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=220B 1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B