第1章 单片机概述
第四阶段(1982年~现在):8位单片机巩固发展及16 第四阶段(1982年 现在) 位单片机巩固发展及16 (1982 位单片机、32位单片机推出阶段。 位单片机、32位单片机推出阶段。 位单片机推出阶段
8位单片机的主要生产厂家和机型 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型
(1)美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型、扩展型 系列及其增强型、 美国Intel公司 MCS-51系列及其增强型 Intel 系列。 系列。 (2)美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。 美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等 ATMEL公司89C51 8xC552系列 (3)荷兰PHILIPS(菲力浦)公司 8xC552系列 。 荷兰PHILIPS(菲力浦) PHILIPS
(1)基本型 典型产品: 典型产品:8031/8051/8751 (2)增强型 典型产品: 典型产品:8032/8052/8752 内部RAM增到256字节,8052、8752的内部程序存储器 内部RAM增到256字节,8052、8752的内部程序存储器 RAM增到256字节 扩展到8KB 16位定时器 计数器增至3 8KB, 位定时器/ 扩展到8KB,16位定时器/计数器增至3个。 (3)低功耗型 典型产品:80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺 典型产品:80C31/87C5或其它要求低功耗的场合。 适于电池供电或其它要求低功耗的场合。 (4)专用型 8044/8744,用于总线分布式多机测控系统。 8044/8744,用于总线分布式多机测控系统。美国 Cypress公司的 公司的EZU SR-2100单片机 USB接口 单片机- 接口。 Cypress公司的EZU SR-2100单片机-USB接口。
1.2 单片机的历史及发展概况
四个阶段: 四个阶段: 第一阶段(1974 (1974年 1976年 单片机初级阶段。 初级阶段 第一阶段(1974年~1976年):单片机初级阶段。双片 的形式,且功能比较简单。 的形式,且功能比较简单。 第二阶段(1976年~1978年):低性能单片机阶段。 第二阶段(1976年 1978年 低性能单片机阶段。 单片机阶段 公司制造的MCS 48单片机为代表 MCS- 单片机为代表。 以Intel 公司制造的MCS-48单片机为代表。 第三阶段(1978年~现在):高性能单片机阶段。 第三阶段(1978年 现在) 高性能单片机阶段。 (1978 单片机阶段 Intel公司的MCS-51系列 Mortorola公司的6801系列 公司的MCS 系列、 公司的6801 Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列 等。
MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用, MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用,主流 系列单片机在我国得到了广泛的应用 系列, 硬件设计资料丰富齐全 资料丰富齐全。 系列,软、硬件设计资料丰富齐全。
1.4 单片机的发展趋势
CPU的改进 1. CPU的改进 (1)采用双CPU结构,提高处理能力 采用双CPU结构, CPU结构 增加数据总线宽度,内部采用16位数据总线。 16位数据总线 (2)增加数据总线宽度,内部采用16位数据总线。 串行总线结构,菲利浦公司的I 总线(Inter- (3)串行总线结构,菲利浦公司的I2C总线(Inter- Icbus)。用两根信号线代替现行的8位数据总线。 )。用两根信号线代替现行的 Icbus)。用两根信号线代替现行的8位数据总线。
8.8051与8751的区别是: 8051与8751的区别是: 的区别是 (A)内部数据存储单元数目的不同;(B)内部数 内部数据存储单元数目的不同;(B ;( 据存储器的类型不同;( ;(C 据存储器的类型不同;(C)内部程序存储器的类型 不同;( ;(D 内部的寄存器的数目不同。 不同;(D)内部的寄存器的数目不同。 9.在家用电器中使用单片机应属于微计算机的 (A)辅助设计应用(B)测量、控制应用(C)数值计 辅助设计应用( 测量、控制应用( 算应用( 算应用(D)数据处理应用 10.说明单片机主要应用在哪些领域? 10.说明单片机主要应用在哪些领域?
如:AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。 AMTEL、PHILIPS、 DEVICES、DALLAS公司。 公司 这些厂家生产的兼容单片机,与8051的系统结构(主 这些厂家生产的兼容单片机, 8051的系统结构( 兼容单片机 的系统结构 要是指令系统)相同,采用CMOS工艺。 CMOS工艺 要是指令系统)相同,采用CMOS工艺。 80C51系列:所有具有8051指令系统的单片机 80C51系列:所有具有8051指令系统的单片机 系列 8051 不应直接称为MCS-51系列单片机,MCS只是Intel公司 不应直接称为MCS-51系列单片机,MCS只是Intel公司 MCS 系列单片机 只是Intel 专用的单片机系列符号。 专用的单片机系列符号。 MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类: MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类 系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类
MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型, MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型, 但 系列以及80C51系列单片机有多种类型 掌握好MCS-51的基本型(8031、8051、8751或80C31、 掌握好MCS-51的基本型(8031、8051、8751或80C31、 MCS 的基本型 80C51、87C51)是十分重要的。 80C51、87C51)是十分重要的。 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础, 它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基础, MCS 内核的各种型号单片机的基础 也是各种增强型 扩展型等衍生品种的核心。 各种增强型、 也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。
具有一台计算机的属性。也称为: 具有一台计算机的属性。也称为: 一台计算机的属性 • 微控制器 MCU(MicroController Unit) MCU(MicroController • 嵌入式控制器 EMCU(Embedded icroController EMCU( Unit)。 Unit)。 我国,习惯使用“单片机”这一名称。 我国,习惯使用“单片机”这一名称。 按用途可分为通用型和专用型两大类: 按用途可分为通用型和专用型两大类: 通用型 两大类 (1)通用型 可开发的内部资源:RAM、ROM、I/O等功能部件, 可开发的内部资源:RAM、ROM、I/O等功能部件, 等功能部件 全部提供给用户。用户根据需要, 全部提供给用户。用户根据需要,设计一个以通用单 片机芯片为核心的测控系统。 片机芯片为核心的测控系统。
4.外围电路内装化
器件集成度的不断提高, 器件集成度的不断提高,把众多的外围功能部件集 成在片内--系统的单片化。 --系统的单片化 成在片内--系统的单片化。
5.低功耗化 CMOS化 CMOS化 CHMOS工艺。 CHMOS工艺。 工艺 总之, 高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 总之,向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展 外围电路内装化方向发展。 1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能,得到了广泛的应用,已深入 单片机卓越的性能,得到了广泛的应用, 到各个领域。 到各个领域。 使用温度: 使用温度: 民品: +70° 0°C —+70°C 工业品: 40° 工业品: -40°C —+85°C +85° 军品: 军品: -65°C —+125°C。 65° +125°
在下述的各个领域广泛的应用: 在下述的各个领域广泛的应用: 1. 工业自动化 2. 智能仪器仪表 3.消费类电子产品 4. 通讯 5.武器装备 6.终端及外部设备控制 7.多机分布式系统 MCS-51系列单片机 1.6 MCS-51系列单片机 20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 20世纪80年代后期:Intel公司以专利的形式把 世纪80年代后期 8051内核技术转让给厂家 内核技术转让给厂家。 8051内核技术转让给厂家。
(2)专用型
专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 , 特定用途 针对性强且数量巨大。 针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等 方面都作了全面的考虑 。 “专用”单片机具有十分明显的综合优势。 专用”单片机具有十分明显的综合优势。 专用 明显的综合优势
思考题及习题
1.微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机 微处理器、微计算机、微处理机、CPU、 它们之间有何区别? 它们之间有何区别? 2.除了单片机这一名称之外,单片机还可称为 除了单片机这一名称之外, ( )和( )。
3.单片机与普通计算机的不同之处在于其将( 单片机与普通计算机的不同之处在于其将( )、 )、和 三部分集成于一块芯片上。 ( )、和( )三部分集成于一块芯片上。 4.单片机的发展大致分为哪几个阶段? 单片机的发展大致分为哪几个阶段? 5. 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪 几种类型? 几种类型? 6.MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种? MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种? 系列单片机的基本型芯片分别为哪几种 它们的差别是什么? 它们的差别是什么? 7.MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是 MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是 系列单片机与80C51 什么? 什么?
(5)超8位型 典型产品:PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系 典型产品:PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系 公司80C552/87C552/83C552 列单片机。 单片机。 MCS-96系列 16位单片机 I/O部件 系列( 位单片机) 部件如 将MCS-96系列(16位单片机)I/O部件如:高速输 输出(HSI/HSO)、A/D转换器 )、A/D转换器、 入/输出(HSI/HSO)、A/D转换器、脉冲宽度调制 PWM)、看门狗定时器(WDT) )、看门狗定时器 (PWM)、看门狗定时器(WDT)等移植进来构成新 一代MCS 51产品 MCS- 产品。 一代MCS-51产品。 功能介于MCS-51和MCS-96之间。 功能介于MCS-51和MCS-96之间。目前已得到了较广 MCS 之间 泛的使用。 泛的使用。 (6)片内闪烁存储器型 美国ATMEL公司的AT89C51单片机, 美国ATMEL公司的AT89C51单片机,受到应用设计 ATMEL公司的AT89C51单片机 者的欢迎。 者的欢迎。