单片机原理与接口技术主讲：郭文川 E-mail:guowenc69@126

单片机原理与接口技术 主讲：郭文川 E-mail:guowenc69@126.com

要求： 1. 不能无故缺课 2. 作业和实验独立完成考试： 1. 闭卷考试：占70% 2. 实验、设计：占30%

第1章绪论 一、单片机的定义二、单片机的发展历史三、单片机的应用四、单片机系列简介五、单片机的软硬件系统六、MCS—51单片机系列

一、单片机的定义： 把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。二、单片机的发展历史：自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来, 它的发展到目前为止大致可分为5个阶段:

第1阶段（1971～1976）: 单片机发展的初级阶段。 1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2 000只晶体管/片的4位微处理器Intel 4004, 并配有RAM、 ROM和移位寄存器, 构成了第一台MCS—4微处理器, 而后又推出了8位微处理器Intel 8008, 以及其它各公司相继推出的8位微处理器。

第2阶段（1976～1980）: 低性能单片机阶段。 以1976年Intel公司推出的MCS—48系列为代表, 采用将8位CPU、 8位并行I/O接口、 8位定时/计数器、 RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构, 虽然其寻址范围有限（不大于4 KB）, 也没有串行I/O, RAM、 ROM容量小, 中断系统也较简单, 但功能可满足一般工业控制和智能化仪器、仪表等的需要。

第3阶段（1980～1983）: 高性能单片机阶段。 这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统, 多个16位定时器/计数器。片内RAM、 ROM的容量加大,且寻址范围可达64 KB, 个别片内还带有A/D转换接口。

第4阶段（1983～80年代末）: 16位单片机阶段。 1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS—96系列, 由于其采用了最新的制造工艺, 使芯片集成度高达12万只晶体管/片。第5阶段（90年代）: 单片机在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。

三、单片机的应用 单片机的特点：体积小、重量轻、价格便宜、功耗低, 控制功能强、运算速度快等特点。单片机在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。按照单片机的特点, 其应用可分为单机应用与多机应用。 1. 单机应用在一个应用系统中, 只使用1片单片机称为单机应用, 这是目前应用最多的一种方式。应用的主要领域:

(1) 测控系统。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等, 达到测量与控制的目的。 (2) 智能仪表。用单片机改造原有的测量、控制仪表, 促进仪表向数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化方向发展。 (3) 机电一体化产品。单片机与传统的机械产品相结合, 使传统机械产品结构简化, 控制智能化。

(4) 智能接口。在计算机控制系统, 特别是在较大型的工业测、控系统中, 用单片机进行接口的控制与管理, 加之单片机与主机的并行工作, 大大提高了系统的运行速度。 (5) 智能民用产品。如在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品中, 单片机控制器的引入, 不仅使产品的功能大大增强, 性能得到提高, 而且获得了良好的使用效果。

2. 多机应用 单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。 (1) 功能集散系统。多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统。 (2) 并行多机控制系统。并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题, 以便构成大型实时工程应用系统。 (3) 局部网络系统。

四、单片机系列简介 单片机生产厂商, 如: Intel、 Motorola、 Philips、 Siemens、 NEC、 ADM、 Zilog等公司, 其主流产品有几十个系列, 几百个品种。共同的特点：集CPU、 RAM、 ROM（或EPROM）、 I/O接口、定时器/计数器、中断系统为一体。其原理大同小异。 Intel公司的系列产品： MCS —48系列、 MCS—51系列、 MCS—96系列。

Intel单片机系列性能简介

五、单片机的软硬件系统： （1）硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

（2）单片机的软件系统： 系统软件、应用软件和程序设计语言。单片机由于硬件支持和需要所限，其软件系统比较简单。单片机简单的操作系统程序，通常称之为监控程序。为单片机中最重要的系统软件。单片机的程序设计语言为汇编语言。重要内容：指令系统及汇编语言程序设计。

六、MCS—51单片机系列 半导体工艺：HMOS和CHMOS。片内ROM的配置：4K和8K。

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