1、單片機原理與接口技術課件 第1頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二單片機原理與接口技術本課程的教學目的 通過理論學習與實驗，正確理解單片機的基本概念、基本原理，掌握單片機程序設計和微機接口應用的基本方法，并能綜合運用單片機的軟、硬件技術分析和解決實際問題，為以后單片機的應用與開發(fā)打下良好的基礎，也是進一步掌握計算機原理和有關接口知識重要環(huán)節(jié)。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/52單片機原理與接口技術第1章 概 述了解單片機與微型計算機的區(qū)別。熟悉單片機的組成結構。熟悉單片機的特點與指標。了解單片機的發(fā)展歷史、常用產品及應用領域。了解單

2、片機基本應用系統(tǒng)的組成。 第3頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/53本 章 目 錄1.1 微型計算機的基本結構1.2 單片機的基本結構1.3 單片機的重要指標1.4 單片機的發(fā)展歷史和產品類型1.5 單片機的特點及應用1.6 單片機技術相關網站第4頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/541.1 微型計算機的基本結構微型計算機-微處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口電路在印制電路板上用總線連接起來，再配以適當的輸入/輸出設備。第5頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/551.1 微型計算機基

3、本結構控制器是計算機的控制核心，它負責從內部存儲器中取出指令并對指令進行分析、根據指令發(fā)出控制信號，控制輸入、輸出、運算器、存儲器等功能部件協(xié)調工作。中央處理器(CPU)運算器又稱算術邏輯部件（Aithmctieal Logic Unit，ALU） ，完成算術運算和邏輯運算。第6頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/56存儲器用于存儲程序和數據。存儲器根據其位置不同可分為兩類：內部存儲器和外部存儲器。1.1 微型計算機基本結構內部存儲器(簡稱內存)和CPU直接相連，存放當前要運行的程序和數據，故稱主存儲器(簡稱主存)。外部存儲器(簡稱外存)，主要用于保存暫時不用

4、但又需長時間保留的數據和程序。存放在外存的程序必須調入內存才能運行。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/57輸入/輸出接口(I/O)CPU與外設之間相連的接口電路，外設必須通過接口才能和CPU相連。1.1 微型計算機基本結構 輸入和輸出設備人和計算機進行信息交流的輸入和輸出設備。如：鍵盤、鼠標、顯示器、打印機等。第8頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/58總線是控制器、運算器、存儲器、I/O接口之間相連的一組線。1.1 微型計算機基本結構數據總線 DB地址總線 AB控制總線 CB第9頁，共21頁，2022年，5月20日，2

5、點36分，星期二2022/9/591.2 單片機的基本結構單片機-CPU、RAM、ROM、I/O接口電路、定時/計數器、中斷系統(tǒng)以及串行通信接口等制作在一塊集成芯片中構成一個單片微型計算機（Single-Chip Microcomputer），也稱微控制器（Micro Controller Unit-MCU）。中斷控制器第10頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/5101.3 單片機的幾個重要指標位數存儲器容量I/O口速度工作電壓功耗溫度第11頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/5111.4 單片機的發(fā)展歷史和產品類型單片機的發(fā)

6、展歷史 單片機發(fā)展非常迅速，自1971年美國intel公司首先研制出4位單片機4004以來，它的發(fā)展大致可分為三個階段。 第一階段（19761978年）：初級8位階段，以Intel公司的MCS-48系列為代表，此單片機具有8位CPU、并行I/O端口、8位計數器，尋址范圍不大于4KB，沒有串口。第12頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/5121.4 單片機的發(fā)展歷史和產品類型第二階段（19781982年）：高性能8位單片機階段，如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。該類單片機具有串口、中斷處理系統(tǒng)、16位計

7、數器，RAM、ROM容量增大，尋址范圍可達64KB。第三階段（1982至今）： 16與32位單片機階段，如Intel公司的16位單片機MCS-96系列，32位單片機ARM系列。第13頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/513Intel公司開發(fā)的MCS-51系列單片機，其代表芯片包括HMOS（高速高密度）工藝的基本型8051/8751/8031和增強型8052/8752/8032；CHMOS（低功耗高速高密度）工藝的芯片80C51/87C51/80C31和80C52/87C52/ 80C32，這些統(tǒng)稱為51系列單片機。80C51是MCS-51系列中CHMOS工藝

8、的一個典型產品，其它廠商以8051為內核開發(fā)出的CMOS工藝單片機產品統(tǒng)稱為80C51系列。該系列單片機產品種類繁多，應用廣泛。MCS-51系列單片機1.4 單片機的發(fā)展歷史和產品類型第14頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/514以Intel公司的80C51系列開發(fā)的產品有：Atmel公司的AT89系列；宏晶公司的STC89系列；Siemens公司的C500系列； LG公司的GMS90/97系列；ADI公司的ADC8xx系列； Cygnal公司的C8051F系列； Maxim公司的DS89C420系列；Philips公司的80C51、80C552系列；Win

9、bond（臺灣華邦）的W78C51、W77C51系列。后來推出的非80C51系列的主要產品有：IntelMCS-96；MicrochipPIC； Zilog公司的Z86系列；德州儀器的TMS370和MSP430F系列；美國半導體公司NSCOP8系列； Atmel公司的AT90系列；以及Motorola、ARM、NEC、EPSON、 Ubicom東芝、三星、富士通、臺灣義隆電子等單片機。1.4 單片機的發(fā)展歷史和產品類型第15頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/515單片機的特點 （1）可靠性高，抗干擾能力強； （2）控制功能強，運行速度快，使用靈活； （3）體

10、積小、重量輕、價格低、功耗??； （4）受集成度限制，片內存儲器容量較小，一般ROM在8KB以下，內RAM在256B以內。但易擴展，易于開發(fā)。1.5 單片機的特點及應用第16頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/516單片機應用領域 單片機是應工業(yè)測控的需要而誕生的,它的結構與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設計的。主要應用領域： 智能化產品 智能化儀表 智能化測控系統(tǒng) 智能化接口 1.5 單片機的特點及應用 單片機系統(tǒng)-以單片機為核心擴展其它電路構成具有一定應用功能的系統(tǒng)稱為單片機系統(tǒng)。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/51

11、71.5 單片機的特點及應用單片機應用舉例 （基于單片機水塔水位檢測控制系統(tǒng)） 當水位上升達到上限時，B、C棒與A棒導電，從而與+5V電源連通。b、c兩端均呈高電平狀態(tài)，這時應使電機和水泵停止工作，不再給水塔供水。當水位降到下限以下時，B、C棒不與A棒導電，從而斷開與+5V電源的連通。b、c兩端均呈低電平狀態(tài)。這時應啟動電機，帶動水泵工作給水塔供水。當水位處于上下限之間時，B棒與A棒導電，而C棒不與A棒導電。b端呈高電平狀態(tài)，c端呈低電平狀態(tài)。這時無論是電機已在運轉還是停止，都應維持電機和水泵的現有工作狀態(tài)，直到水位上升到水位上限或下降到水位下限。 第18頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/5181.5 單片機的特點及應用 單片機控制器 第19頁，共21頁，2022年，5月20日，2點36分，星期二2022/9/5191.6 單片機技術相關網站在Internet上很多有關單片機技術的網站，其中有大量的關于各種單片機的技術和應用信息，下面列出一些常見的網址供讀者參考。 周立功單片機（） 武漢力源（） 中源單片機（） 嵌入開發(fā)網（） 51單片機（） 單片