中国水利水电出版社：《单片微型计算机原理及其应用》课程电子教案（PPT课件讲稿，共十二章）

《单片微型计算机原理 及其应用》电子教案 赵秀珍王乃钊制作 中国水利水电出版社 2001.8

《单片微型计算机原理 及其应用》电子教案 赵秀珍 王乃钊 制作 中国水利水电出版社 2001 . 8

第一章单片微型计算机概述 ■本章主要介绍单片机的发展,基本的结构和特 点,单片机的应用模式和领域,单片机的供应 状态等 ■单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM 定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电 路芯片上的微型计算机。因此,一块芯片就构 成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智 能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使 用的计算机

第一章 单片微型计算机概述 ◼ 本章主要介绍单片机的发展，基本的结构和特 点，单片机的应用模式和领域，单片机的供应 状态等。 ◼ 单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、 定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电 路芯片上的微型计算机。因此，一块芯片就构 成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智 能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使 用的计算机

1.1单片机的发展概况 综上所述,我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段 第一阶段(1976~1978年):低性能单片机的探索阶段。以 Intel公司的 MCS48为代表,采用了单片结构,即在一块芯片内含有8位CPU、定时/ 计数器、并行IO口、RAM和ROM等。主要用于工业领域 第二阶段(1978~1982年):高性能单片机阶段,这一类单片机带有串 行IO口,8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制 总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广,并在不断的 改进和发展 第三阶段(1982~1990年):16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16 位外,片内RAM和ROM容量进一步增大,实时处理能力更强,体现了 微控制器的特征。例如Inte公司的MCS-96主振频率为12M,片内RAM 为232字节,ROM为8K字节,中断处理能力为8级,片内带有10位AD 转换器和高速输入/输出部件等。 第四阶段(1990年~):微控制器的全面发展阶段,各公司的产品在尽 量兼容的同时,向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发 展

1．1 单片机的发展概况 ◼ 综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段： ◼ 第一阶段（1976~1978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的 MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/ 计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。 ◼ 第二阶段（1978~1982年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串 行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制 总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的 改进和发展。 ◼ 第三阶段（1982~1990年）：16位单片机阶段。16位单片机除CPU为16 位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了 微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM 为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D 转换器和高速输入/输出部件等。 ◼ 第四阶段（1990年~）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽 量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发 展

1.2单片机的结构特点 (1)片内的RAM采用寄存器结构形式,这样可以提 高存取的速度 (2)在存储器结构上,严格的将程序存储器ROM和 数据存储器RAM在空间上分开 (3)它的引出管脚一般都设计成多功能的; (4)增加了一个全双工的串行接口,以扩充IO口和 外接同步输入和输出设备; (5)有21个特殊功能寄存器; (6)有丰富的指令系统,内部设置了可以位寻址的位 地址空间

1．2 单片机的结构特点 ◼ （1）片内的RAM采用寄存器结构形式，这样可以提 高存取的速度; ◼ （2）在存储器结构上，严格的将程序存储器ROM和 数据存储器RAM在空间上分开; ◼ （3）它的引出管脚一般都设计成多功能的; ◼ （4）增加了一个全双工的串行接口，以扩充I/O口和 外接同步输入和输出设备; ◼ （5）有21个特殊功能寄存器; ◼ (6) 有丰富的指令系统，内部设置了可以位寻址的位 地址空间

1.3单片机的主要品种及系 列 4位单片机 8位单片机

1．3 单片机的主要品种及系 列 ◼ 一、 4位单片机 ◼ 二、 8位单片机

表格1-1MCS-51系列型号 制造技术 片内程序存储器片内数据存储 805IAH H MOS ROM(4K) 128字节 8031AH AH MOS 无 128字节 875lH H MOS EPROM (4K) 128字节 80C51 CHMOS ROM (4K) 128字节 80C31 CHMOS 无 128字节 8051 H MOS ROM (8K) 256字节 8031 H MOS 无 256字节

表格 1-1 MCS-51系列型号 型 号 制造技术 片内程序存储器 片内数据存储 器 8051AH H MOS ROM (4k) 128字节 8031AH AH MOS 无 128字节 8751H H MOS EPROM（4K） 128字节 80C51 CHMOS ROM （4K） 128字节 80C31 CHMOS 无 128字节 8051 H MOS ROM （8K） 256字节 8031 H MOS 无 256字节

1.4单片机的应用 单片机在仪器仪表中的应用 单片机在机电一体化中的应用 ■三、单片机在智能接口和多机系统中的 应用 ■四、单片机在生活中的应用

1．4 单片机的应用 ◼ 一、 单片机在仪器仪表中的应用 ◼ 二、 单片机在机电一体化中的应用 ◼ 三、 单片机在智能接口和多机系统中的 应用 ◼ 四、 单片机在生活中的应用

第二章MCS-51单片机的结 构和原理 本章主要介绍MCS-51系列的8051的基本结 构、工作原理、存储器结构、Pa、P1、P2、 P2四个1O口的基本工作原理和操作特点 单片机的各种工作方式、单片机的时序等

第 二 章 MCS-51单片机的结 构和原理 ◼ 本章主要介绍MCS-51系列的8051的基本结 构、工作原理、存储器结构、P0、P1、P2、 P3四个I/O口的基本工作原理和操作特点。 单片机的各种工作方式、单片机的时序等

2.1MCS-51单片机的结构原 理 8051单片机的结构 To T1 时钟电路 ROM RAM 定时/计数器 内部总线 并行接口 串行接口 中断系统 PO P1 P2 P3 TXD INTO INTI 图2-1MCS-51单片机的基本结构

2．1 MCS-51单片机的结构原 理 ◼ 一、 8051单片机的结构 内部总线 时钟电路 CPU INT0 T0 T1 并行接口 串行接口 P0 P1 P2 P3 TXD RXD 中断系统 ROM RAM 定时/计数器 INT1 图 2-1 MCS-51单片机的基本结构

二、8051单片机的内部结构和 工作原理 ■8051单片机的内部结构框图如图2-2所 示,下面分别进行介绍:

二、 8051单片机的内部结构和 工作原理 ◼ 8051单片机的内部结构框图如图2-2 所 示，下面分别进行介绍：