1、主 编 范立南 谢子殿 副主编 刘 彤 尹授远 李雪飞,单片机原理及应用教程第1章 单片机绪论,1.1 单片机的概念 1.2 单片机的历史与发展 1.3 常用单片机简介 1.4 单片机的应用领域,第1章 单片机概述,1.1 单片机的概念 单片机的基本概念,单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片中，构成一个完整的微型计算机。,1.1 单片机的概念 单片机的组成,1.1 单片机的概念 单片机
2、的特点,集成度高、体积小,面向控制、功能强,抗干扰能力强,功耗低,使用方便,性能价格比高,容易产品化,1.2 单片机的历史与发展 单片机发展概况,第1阶段(19741976年)：初级单片机阶段 1974年，美国Fairchild(仙童)公司研制出世界上第一台单片微型计算机F8，深受家用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视，从此拉开了研制单片机的序幕。 这个时期生产的单片机特点是制造工艺落后、集成度低，而且采用双片结构。,1.2 单片机的历史与发展 单片机发展概况,第2阶段(19761978年)：低性能单片机阶段 已能在单块芯片内集成有CPU、并行口、定时器、RAM和ROM等功能，但CPU功能还不太强
3、，I/O的种类和数量少，存储容量小，只能应用于比较简单的场合。 以Intel公司的MCS-48为代表，这个系列的单片机内集成有8位CPU、并行I/O接口、8位定时器/计数器，寻址范围不大于4KB，且无串行口，它是8位机的早期产品,1.2 单片机的历史与发展 单片机发展概况,第3阶段(19781983年)：高性能单片机阶段 普遍带有串行口，有多级中断处理系统，16位定时器/计数器。片内RAM、ROM容量加大，且寻址范围可达64KB，有的片内还带有A/D转换器接口。 这类单片机有Intel公司的MCS-51，Motorola公司的M6805和Zilog公司的Z8等。 由于这类单片机的应用领域极其广
4、泛，各公司正在大力改进其结构与性能，所以，这个系列的各类产品仍是目前国内外产品的主流。,1.2 单片机的历史与发展 单片机发展概况,第4阶段(1983年至今)：16位及以上单片机和超8位单片机并行发展阶段 发展16位及以上单片机及专用单片机；另一方面不断完善高档8位单片机，改善其结构 MCS-96系列、Mostek公司的MK68200、NS公司的HPC16040系列、NEC公司的783XX系列和TI公司的TMS9940及9995系列。 片内含有A/D和D/A转换电路，支持高级语言。主要用于过程控制、智能仪表、家用电器及作为计算机外部设备的控制器等。 近年来，家用电子系统、多媒体技术和Inter
5、net技术的新发展，32位甚至64位单片机的生产前景看好,1.2 单片机的历史与发展 单片机发展趋势,CPU功能增强,单片机大容量化、内部资源增多,引脚的多功能化、发展串行总线,单片机小容量低廉化、超微型化,低功耗和低电压,单片机开发方式的进步,多机与网络系统的支持技术日趋成熟,1.3 常用单片机简介 MCS-51系列单片机,表1-1 分为3种基本产品：8051、8751和8031 强化型8052 超级型8XC252系列是超8位单片机 8XC51系列单片机是MCS-51中的一个子系列，是一族高性能兼容型单片机。其中，X规定为程序存储器的配置：0表示无片内ROM，3表示片内为掩膜ROM，7表示片
6、内为EPROM/OTP ROM，9表示片内为Flash ROM 。通称为80C51系列,1.3 常用单片机简介 AT89系列单片机,表1-2 AT89系列单片机是美国Atmel公司的8位Flash ROM单片机产品 以MCS-51为内核，与MCS-51系列的单片机软硬件兼容 Atmel单片机广泛应用于计算机外部设备、通信设备、自动化控制、仪器仪表和各类消费类产品等,1.3 常用单片机简介 PIC系列单片机,表1-3 美国Microchip公司生产的PIC系列单片机 价格低、速度高、功耗低和体积小等特点，采用RISC技术 嵌入式单片机的主流产品之一,1.3 常用单片机简介 M68HC11系列单片
7、机,表1-4 M68HC11系列单片机是美国Motorola公司的8位高性能单片机 工作温度范围广、可靠性高、抗干扰能力强，内部资源丰富 在工业控制、仪器仪表和家用电器等方面得到广泛应用，现已成为欧美汽车行业的一种工业标准,1.3 常用单片机简介 MCS-96系列单片机,表1-5 Intel公司16位高性能MCS-96系列单片机 包括8096BH、8096和8098三个子系列 采用多累加器和流水线作业的系统结构，运算速度快、精度高 有809X(外接ROM)、839X(内部掩膜ROM)和879X(内驻EPROM)3种，其总体结构是相同的。BH型芯片可由用户设定，使外部数据总线为16位长或8位长，
8、对于内部带有A/D的BH型芯片具有采样保持电路,1.3 常用单片机简介 8XC196KX系列单片机,继8096BH之后，Intel公司又推出了一系列高性能的CHMOS16位单片机8XCl96KX 8XCl96KX家族中的全部成员都共享一套指令系统，有一个共同的CPU组织结构。 根据不同的应用场合，在单片机内部嵌入了以往被认为是外围设备的各种电路，于是形成了各种不同型号的单片机 8XC196KB、8XC198、8XC196KC、8XC196KT、8XC196KR、8XC196KQ、8XC196JQ、8XC196NT等,1.3 常用单片机简介 M68300系列单片机,表1-6 M68300是美国M
9、otorola公司生产的32位单片机系列 内部含有一个基于M68000的32位CPU模块和大量其他专用模块。 M68300单片机内部的地址总线有32位，外部地址总线有24位，8个32位通用数据寄存器和7个32位通用地址寄存器，并能在不工作期间设置成低功耗STOP模式。 M68300系列单片机设计灵活、性能优良，能与原有的M6805、M68CH05和M68CH16等单片机在硬件和软件上兼容,1.3 常用单片机简介 SH系列单片机,Super H(简称SH)系列单片机是日本Hitachi公司生产的32/64位单片机系列。 采用RISC结构，数据处理速度快、功能强并且功耗低，目前世界上广泛应用 SH系列单片机可以分为基本型SH-1、改进型SH-2、低功耗型SH-3、增强型SH-4等。 SH-5采用64位RISC微处理器，0.15m制造技术 广泛应用于多媒体、蜂窝电话、硬盘和光盘驱动器、激光打印机、扫描仪、数字通信、数码相机、可视电话、机顶盒、汽车导航、PDA个人数字助理和高档游戏机等的嵌入式控制中,1.4 单片机的应用领域,工业过程控制,智能仪表,机电一体化产品,智能化接口,家用电器设备,
