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第 1 章 单片机概述

第 1 章 单片机概述. 20 世纪 70 年代问世。. 已广泛应用在：. 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。. 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。. 1.1 什么是单片机. 具有 一台计算机的属性 。也称为：. 微控制器 MCU( MicroController Unit). 嵌入式控制器 EMCU （ Embedded icroController Unit ）。.

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第 1 章 单片机概述

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  1. 第1章 单片机概述 20世纪70年代问世。 已广泛应用在： 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。 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。 1.1 什么是单片机

  2. 具有一台计算机的属性。也称为： • 微控制器 MCU(MicroController Unit) • 嵌入式控制器 EMCU（Embedded icroController • Unit）。 我国，习惯使用“单片机”这一名称。 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。 按用途可分为通用型和专用型两大类： （1）通用型

  3. （2）专用型 专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机 ， 针对性强且数量巨大。 对系统结构的最简化、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。

  4. 1.2 单片机的历史及发展概况 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。

  5. 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)：8位单片机巩固发展及16 位单片机、32位单片机推出阶段。 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。 （2）美国ATMEL公司89C51、89C52、89C55、89S52等。 （3）荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 8xC552系列 。

  6. MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、硬件设计资料丰富齐全。MCS-51系列单片机在我国得到了广泛的应用，主流系列,软、硬件设计资料丰富齐全。 1.4 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

  7. （3）程序保密化。 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）设置了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。

  8. 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。 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。 使用温度： 民品：0°C —+70°C 工业品：-40°C —+85°C 军品：-65°C —+125°C。

  9. 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 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 8051内核技术转让给厂家。

  10. 如：AMTEL、PHILIPS、ANALOG DEVICES、DALLAS公司。 这些厂家生产的兼容单片机，与8051的系统结构（主要是指令系统）相同，采用CMOS工艺。 80C51系列：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。 MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分成以下几类：

  11. （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。 （3）低功耗型 典型产品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工艺 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。美国Cypress公司的EZU SR-2100单片机－USB接口。

  12. （5）超8位型 典型产品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系列单片机。 将MCS-96系列（16位单片机）I/O部件如：高速输 入/输出（HSI/HSO）、A/D转换器、脉冲宽度调制 （PWM）、看门狗定时器（WDT）等移植进来构成新 一代MCS-51产品。 功能介于MCS-51和MCS-96之间。目前已得到了较广 泛的使用。 （6）片内闪烁存储器型 美国ATMEL公司的AT89C51单片机，受到应用设计者的欢迎。

  13. MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型， 但 掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、 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，也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。 思考题及习题 1．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机 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 （ ）和（ ）。

  14. 3．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。 4．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? 6．MCS-51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？ 7．MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是 什么？

  15. 8．8051与8751的区别是： （A）内部数据存储单元数目的不同；（B）内部数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。 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？

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