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单片机原理及接口技术 主编：张毅刚 主讲： 陈进 Tel ： 13607306352 Email ： cj55@163

单片机原理及接口技术 主编：张毅刚 主讲： 陈进 Tel ： 13607306352 Email ： cj55@163.com. 课程简介. 1. 课程性质 《 单片机原理及接口技术 》 课程是电气信息类专业的一门 重要的专业课程 ，是一门 核心课程 。学分 4 分 2. 课程目的及要求： 获得单片机以及单片机接口技术方面的基本理论、基本知识和基本技能；培养分析和解决问题的能力。 3. 课程考核 平时成绩 ( 作业 + 考勤 ) 30%

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单片机原理及接口技术 主编：张毅刚 主讲： 陈进 Tel ： 13607306352 Email ： cj55@163

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Presentation Transcript

  1. 单片机原理及接口技术 主编：张毅刚 主讲： 陈进 Tel： 13607306352 Email： cj55@163.com

  2. 课程简介 1.课程性质 《单片机原理及接口技术》课程是电气信息类专业的一门重要的专业课程，是一门核心课程 。学分 4 分 2. 课程目的及要求： 获得单片机以及单片机接口技术方面的基本理论、基本知识和基本技能；培养分析和解决问题的能力。 3.课程考核 平时成绩 (作业+考勤) 30% 期末考试 70%

  3. 课程简介 参考资料 1 . 胡汉才 《单片机原理及接口技术》 北京：清华大学出版社，1996 2 . 张毅刚 《MCS-51单片机应用设计》 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997 3 . 张毅刚,《新编MCS-51单片机应用设计》哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社, 2003 4. 李华 《 MCS-51系列单片机实用接口技术》 北京：航空航天大学出版社，1993

  4. 课程简介 相关链接 单片机开发 http://www.fjbmcu.com/ 51单片机学习网 http://www.51c51.com 电子产品世界 http://www.eepw.com.cn/  单片机的C语言 http://www.c51bbs.com/c51blog/index.html 广州周立功单片机 http://www.zlgmcu.com/          单片机爱好者 http://www.mcufan.com/ 平凡单片机工作室 http://www.mcustudio.com/       学习单片机 http://www.zsgbailin.com/ 广州白云学院 http://www.bvtc.edu.cn/jpkc/dpj/index.html 单片机论坛 http://www.xhl.com.cn/index.asp

  5. 第1章 单片机概述 单片机20世纪70年代问世以来，作为微计算机一个很重要分支，应用广泛，发展迅速，已对人类社会产生了巨大影响。 尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于具有集成度高、处理功能强、可靠性好、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在我国已经广泛应用在：工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等方面。

  6. 1.1 什么是单片机 单片机：在半导体硅片上集成了微处理器(CPU )，存储器( RAM、ROM、EPROM )和各种输入、输出接口。 具有一台计算机的属性。也称为： 微控制器MCU( MicroController Unit )，国际上，强调其控制属性。 嵌入式控制器EMCU ( Embedded MicroController Unit )，强调其“嵌入”特点。 我国，习惯使用单片机(Single-Chip Microcomputer )这一名称。

  7. 1.1 什么是单片机 单片机按用途可分为通用型和专用型两大类： (1). 通用型 可开发的内部资源：RAM、ROM、I/O等功能部件，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。 (2). 专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ，针对性强且针对目标数量巨大，例如打印机控制器的单片机。 对“专用”单片机系统结构的最简化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考虑，因而具有十分明显的综合优势。

  8. 1.2 单片机的发展历史 单片机发展的四个阶段： 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。 第二阶段（1976年～1978年）：低性能单片机阶段。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。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。 第四阶段(1982年～现在)：8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段。

  9. 1.2 单片机的发展历史 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。 (2) 美国 ATMEL公司 89C51、89C52、89S52等，与Intel公司MCS-51系列完全兼容。 (3) 荷兰PHILIPS ( 菲力浦 ) 公司8xC552系列 。 此外：AVR、PIC、MICROCHIP等单片机也有广泛应用。 尽管单片机品种很多，但在我国使用最多的是MCS-51系列单片机，是国内单片机应用的主流系列。 MCS-51系列单片机品种全、兼容性强、性能价格比高，且软、硬件设计资料丰富齐全，已为广大工程技术人员熟悉。预测最近十年仍是工业检测、控制的主角。

  10. 1.3 单片机的发展趋势 1. CPU的改进 (1) 采用双CPU结构，提高处理能力 (2) 增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。 (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。 2．存储器的发展 (1) 加大存储容量。 (2) 片内EPROM采用 E2PROM 或 闪烁 ( Flash ) 存储器。 (3) 程序保密化。

  11. 1.3 单片机的发展趋势 3．片内I/O的改进 (1) 增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。 (2) 增加I/O口的逻辑控制功能。 (3) 设置一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统 。 4．外围电路内装化 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。代表：8051F单片机 5．低功耗化 CMOS化、CHMOS工艺。 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。

  12. 1.4 单片机的特点 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。单片机体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，因此，给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。 单片机几乎可以在任何设施或任意装置上做成非常小的、功能比较完善的单片机嵌入系统置于其中，以实现各种方式的检测、计算或控制，这一点，一般的微型计算机根本做不到。 由于单片机本身就是一个计算机系统，因此只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展接口电路，就可以灵活地构成各种应用系统。

  13. 1.4 单片机的特点 为什么能够获得大量的应用，原因？ (1). 功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。 (2). 简单方便，易于普及。 (3). 发展迅速，前景广阔。 (4). 嵌入容易，用途广泛。 总之，单片机软硬件结合、体积小，很容易应用到嵌入式控制系统中。

  14. 1.5 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入到各个领域。 在下述的各个领域广泛的应用： 1. 工业自动化 3. 消费类电子产品 5. 武器装备 7. 汽车电子设备 2. 智能仪器仪表 4. 通信 6. 各种终端及外部设备控制 8. 多机分布式系统

  15. 1.6.1 MCS-51系列 1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列 MCS是Intel公司生产的单片机的系列号，如Intel公司的MCS-48、MCS-51、MCS-96系列单片机。 MCS-51系列单片机既包括三个基本型8031、8051、8751，也包括对应的低功耗型80C31、80C51、87C51。 (1). 基本型：典型产品：8031/8051/8751 (2). 增强型：典型产品：8032/8052/8752 内部RAM增到256字节，8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB，16位定时器/计数器增至3个。

  16. 1.6.2 AT89C5x系列单片机 1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列 20世纪80年代中期以后，Intel公司已把精力集中在CPU芯片的开发、研制上，并逐渐放弃了单片机芯片的生产。 但以MCS-51为技术核心和主导的单片机已经成为许多厂家、电气公司竞相选用的对象，并以此为基核。因此， Intel公司以专利或技术交换的形式把8051内核技术转让给各厂家。如：AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。 这些厂家的兼容单片机，与8051的系统结构 ( 主要是指令系统 ) 相同，采用CMOS工艺------ 80C51系列。 51系列：所有具有8051指令系统的单片机，不应直接称为MCS-51系列单片机，MCS只是Intel公司专用的单片机系列符号。

  17. 1.6.2 AT89C5x系列单片机 1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列 众多的MCS-51单片机及其各种增强型、扩展型衍生品种，ATMEL公司推出的AT89C5x系列，尤其是该系列中的AT89C51单片机在8位单片机应用中占有相当大的市场份额。 ATMEL公司以E2PROM技术与Intel公司的80C51内核的使用权进行交换。该公司技术优势是其闪烁 ( Flash ) 存储器技术，将Flash存储器与80C51内核相结合，形成了AT89C5x系列。 AT89C5x系列与MCS-51系列单片机在功能、引脚及指令系统方面完全兼容。又增加了一些新的功能，如看门狗定时器WDT、ISP及SPI串行接口等，是取代MCS-51系列单片机的主流芯片之一 。

  18. 1.6.2 AT89C5x系列单片机 1.6 MCS-51系列与AT89C5x系列 尽管AT89C5x系列单片机有多种机型，但是掌握好基本型AT89C51是十分重要的， AT89C51具有典型性、代表性，也是各种增强型、扩展型等衍生品种的基础。故本书以AT89C51为51单片机的代表机型来介绍，并简写为89C51。 除了8位单片机得到广泛应用外，一些厂家的16位单片机也得到用户的青睐。如TI公司的MSP430、台湾的凌阳单片机。这些单片机本身带有A/D转换器，一片芯片就构成了一个数据采集系统，用户设计使用时非常方便。 尽管如此，16位单片机远远没有8位单片机应用得那样广泛和普及。

  19. 作业 3 8

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