MCS-51概述

张兴忠制作：处理器原理与应用广东白云学院北京理工大学出版社第1章概述修订：龙诺春张兴忠制作：本章教学要求了解单片机与微型计算机的区别；熟悉单片机的结构组成；了解单片机的特点与指标；了解单片机的发展历史、常用产品及应用领域；了解单片机嵌入式系统的概念；熟悉计算机中的数制与编码。张兴忠制作：本章目录1.1单片机的结构组成、特点和指标1.1.1微型计算机的基本结构1.1.2单片机的基本结构1.1.3单片机的特点1.1.4单片机的重要指标1.2单片机的发展历史和产品类型1.2.1单片机的发展历史1.2.2Intel系列单片机的产品类型张兴忠制作：单片机的选择与应用1.3.1单片机的选择1.3.2单片机应用系统与应用领域1.4单片机嵌入式系统1.4.1单片机嵌入式系统的概念1.4.2单片机嵌入式系统的特点1.5单片机技术相关网站习题与思考题本章目录张兴忠制作：单片机的结构组成、特点及指标微型计算机----包括运算器、控制器、存储器、输入输出接口组成。微处理器----把运算器与控制器封装在一小块芯片上，称该芯片为微处理器。微型计算机----微处理器与存储器，输入输出接口电路在印制电路板上用总线连接起来，就构成了微型计算机。张兴忠制作：单片机的结构组成、特点及指标单片机----在一块芯片上，集成一台微型计算机的四个基本组成部分，则这种芯片称为单片微型计算机，简称单片机。单片机系统----以单片机为核心的系统称为单片机系统。张兴忠制作：微型计算机基本结构张兴忠制作：它由控制器、运算器、存储器、输入/输出接口电路、输入设备和输出设备几部分组成，它们之间由总线连接进行信息传输。控制器和运算器综合起来称中央处理器（CPU），也称为微处理器。1.1.1微型计算机基本结构张兴忠制作：．控制器控制器是计算机的控制核心，它负责从内部存储器中1.1.1微型计算机基本结构取出指令并对指令进行分析、根据指令发出控制信号，指挥输入、输出、运算器、存储器等功能部件协调工作。张兴忠制作：．运算器运算器（AithmctiealLogicUnit，ALU）1.1.1微型计算机基本结构运算器又称算术逻辑部件，主要完成算术运算和逻辑运算。张兴忠制作：．存储器存储器用于存储程序和数据。存储器根据其位置不同可分为两类：内部存储器和外部存储器。1.1.1微型计算机基本结构•内部存储器(简称内存)和CPU直接相连，存放当前要运行的程序和数据，故称主存储器(简称主存)。•外部存储器(简称外存)，主要用于保存暂时不用但又需长时间保留的数据和程序。存放在外存的程序必须调入内存才能运行。张兴忠制作：．输入/输出接口I/O输入/输出接口（又称I/O接口）是CPU与外设之间相连的逻辑电路，外设必须通过接口才能和CPU相连。1.1.1微型计算机基本结构张兴忠制作：．输入和输出设备输入和输出设备（如：键盘、鼠标、显示器、打印机等）用于完成和计算机进行信息交流的输入和输出操作。1.1.1微型计算机基本结构张兴忠制作：．总线（Bus）总线是控制器、运算器、存储器、I/O接口之间相连的一组线。数据总线（DataBus，DB）；地址总线（AddressBus，AB）控制总线（ControlBus，CB）。1.1.1微型计算机基本结构张兴忠制作：单片机的基本结构张兴忠制作：单片机的基本结构现代的单片机又加入了许多新的功能部件，如模拟/数字转换器（ADC）、数字/模拟转换器（DAC）、温度传感器、液晶驱动电路、电压监控、“看门狗”电路、低压检测电路等。张兴忠制作：单片机的特点存储器ROM和RAM严格分工采用面向控制的指令系统输入/输出端口引脚具有复用功能品种规格的系列化硬件功能具有广泛的通用性张兴忠制作：单片机的几个重要指标位数存储器I/O口速度工作电压功耗温度张兴忠制作：单片机的发展历史及产品类型1.2.1单片机的发展历史1976年，Intel公司首先推出了MCS-48系列的单片微型计算机，单片机的发展历史大致可分为三个阶段。第一阶段（1976~1978年）：以Intel公司的MCS-48系列为代表，此单片微型计算机具有8位CPU、并行I/O端口、8位时序同步计数器，寻址范围不大于4KB，但没有串口。张兴忠制作：单片机的发展历史第二阶段（1978~1982年）：高性能单片微型计算机阶段，如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。该类单片微型计算机具有串口、多级中断处理系统和16位时序同步计数器，RAM、ROM容量加大，寻址范围可达64KB，有的芯片还有A/D转换接口。第三阶段（1982至今）：8位单片微型计算机改良型及16与32位单片微型计算机阶段，如Intel公司的16位单片机MCS-96系列，32位单片机ARM系列。张兴忠制作：Intel公司开发的MCS-51系列单片机，其代表芯片包括8051、8031、8052、8032、8751和8752，这些统称为51系列单片机。到目前为止，世界各地厂商研制多个品种的单片机产品。其中有Motorola公司的6801、6802，Zilog公司的Z-8系列，Rockwell公司的6501、6502等。尽管目前单片机的品种繁多，但其中最具典型性的仍当属Intel公司的MCS-51系列单片机。1.2.1单片机的发展历史张兴忠制作：系列单片机产品类型MCS-48系列单片机MCS-51系列单片机MCS-96系列单片机张兴忠制作：在下面几章的论述中，常用MCS-51或8031这两个词。前者的含义包括了8051、8031和8751三个产品。51系列由Intel公司转让技术给Philips公司后也生产了很多个型号，产品性能也有提高。ATMEL公司生产了AT89C51、AT89C52和AT89C1051、AT89C2051等，这些单片机片内采用可加密闪速存储器，性能优良，性价比及高，在我国单片机应用产品中被大量使用。台湾也在生产51内核的单片机。1.2.2Intel系列单片机产品类型张兴忠制作：单片机的选择与应用对单片机的选择原则主要是从指令结构、程序存储方式和功能等几个方面考虑。Intel,Motorola，Microship;此外，还有Zilog、EM78、Senix、NEC、EPSON、NS、三星、富士通、华邦、Philips、ARM等单片机。1.3.1单片机的选择1.3.2单片机应用系统及应用领域智能化仪表智能化测控系统智能化接口张兴忠制作：单片机嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统通常也定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。1.4.1概念张兴忠制作：单片机嵌入式系统的特点从控制意义上说，单片机嵌入式系统涉及系统最底层的、芯片级的信息处理与控制。1)单片机嵌入式系统通常是面向特定应用的。2)单片机嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。3)单片机嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣。张兴忠制作：4)单片机嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起。5)为了提高执行速度和系统可靠性，单片机嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。6)单片机嵌入式系统本身不具备自举开发能力，设计完成以后用户通常是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。1.4.2单片机嵌入式系统的特点张兴忠制作：单片机技术相关网站周立功单片机（）武汉力源（）中源单片机（）嵌入开发网（）51单片机（）单片机学习网（）单片机爱好者（）张兴忠制作：单片机技术相关网站51单片机世界（）中国单片机公共实验室（）中国单片机综合服务网（）中国电子网（）单片机技术开发网（）老古开发网（）我爱51单片机（mcu51.hothome.net）电子工程师（）世界电子元器件（）世界单片机论坛大全（张兴忠制作：习题与思考题1-1微型计算机通常由哪些部分组成？各有哪些功能？1-2单片微型计算机与一般微型计算机相比较有哪些区别？有哪些特点？1-3简述计算机的工作过程。1-4单片机的几个重要指标的定义。1-5单片微型计算机主要应用在哪些方面？1-6为什么说单片微型计算机有较高的性能价格比和抗干扰能力？1-7简述单片机嵌入式系统的定义和特点。