《计算机原理及应用第二章-单片机基础课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机原理及应用第二章-单片机基础课件（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机原理及接口技术,教学要求,参考教材,主 讲：吉 涛,办 公 室：实验楼,2B-316,室,联系电话：,2.1.1,微型计算机的发展？,一、计算机的诞生,1945,年底，世界上第一台,使用电子管制造的电子数字,计算机在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功，并在,1946,年,2,月,15,日举行了计算机的正式揭幕典礼。这台电子计算机总共用了,18800,个电子管，耗电,140,千瓦，占地,150,平方米，重达,30,吨，每秒钟可进行,5000,次加法运算。,电子计算机的诞生是人类最伟大的发明之一。,第二
2、章 单片机基础,1.,哈弗式,2.,冯,诺依曼,匈牙利数学家,冯,诺依曼,提出了“,程序存储,”和“,用二进制代替十进制运算,”的思想；,构建了计算机由,运算器、控制器、存贮器、输入设备和输出设备,所组成这一计算机的基本结构。,二、计算机的基本结构,数据,输入设备,数据,运算器,数据,存储器,输出设备,控制器,外围设备,接口,CPU,内存,图,1.1,计算机结构,主机,输入命令,指令,存取命令,输出命令,操作命令,二、计算机的基本结构,三微型计算机的结构,将运算器、控制器集成在一块芯片上，形成,CPU,。,图,1-2,微型计算机结构,微处理器,微处理器,存储器,外 设,设,微,处,理,器,I/
3、O,接,口,存,储,器,外 设,三微型计算机的结构,说明：,1,、存储器的容量：存储器所能存放的最大字节数。,存储器地址与存储器容量,地址位数（,N,）,存储器容量（,Q,）,8,2,8,=256B,10,2,10,=1KB,11,2,11,=2KB,12,2,12,=4KB,16,2,16,=64KB,字节,存储器容量的单位，,8,位二进制数称为一个字 节，记为,B,。常用的单位有：,KB,、,MB,、,GB,。,一、,微处理器（,Microprocessor，,简称：,P）,组成：小型计算机或微型计算机的控制和处理部分,(,CPU),发展历史：问世于70年代，历经了4、8、16、32、64
4、位不断升级的发展过程,三、单片机,（,SCM）,即单片微型计算机,Singl,Chip Microcomputer,组成：,P、RAM、ROM,以及,I/O,口、定时器/计数器,、AD/DA,等,集成在一块芯片上，具有一台计算机的功能,又称：嵌入式微控制器（,Embedded Microcontroller),二、微机,（,Microcomputer,简称：,C),是具有完整运算与控制功能的计算机,组成：中央处理单元（,CPU)、,存储器、,I/O,接口电路及,I/O,设备,2.1.2,什么是单片机,第二章 单片机基础,时间,厂 家,型 号,位数,1980,Motorola,68000,16,
5、1983,INTEL,80286,16,Motorola,68010,32,1985,INTEL,80386,32,Motorola,68020,32,1988,INTEL,80486,32,INTEL,80860,64,1993,INTEL,Pentium,64,Motorola,Power PC,64,1995,INTEL,Pentium Pro,64,1997,INTEL,PII,64,1999,INTEL,PIII,64,2000,INTEL,PIV,64,2001,IBM,Power 4(,双核,),64,时间,厂 家,型 号,位数,1971,INTEL,4004,4,1972,IN
6、TEL,8008,8,1974,INTEL,8080,8,Motorola,6800,8,1976,Zilog,Z80,8,INTEL,8085,8,1978,INTEL,8086,16,Zilog,Z8000,16,2.1.4 INTEL,单片机简介,一、,MCS-48,系列单片机,1、产品系列,2、性能,8位,CPU，,单一内部总线；,1个8位定时计数器；,27根,I/O,口线；,单级中断系统，2个中断源；,411,MHZ,外部晶振，内部有时钟电路；,单一+5,V,电源，功耗为1.5,W；,96,条指令，其中70%指令为单字节指令，50%以上指令执行时间为一个机器周期；,ROM,EPROM
7、,无,ROM,ROM,RAM,48,8048,8748,8035,1,KB,64,B,49,8049,8749,8039,2,KB,128,B,50,8050,8750,8040,4,KB,256,B,二、,MCS-51,系列单片机,1、产品系列,2、主要特征,8位,CPU；,32,条,I/O,口线；,2个（3个）16位定时/计数器；,2个优先级，5个（6个）中断源；,1个全双工串行,I/O,口；,1个布尔处理器；,有硬件乘除指令；,112,MHZ,晶振，片内振荡器；,ROM,EPROM,无,ROM,ROM,RAM,51,8051,8751,8031,4,KB,128,B,52,8052,87
8、52,8032,8,KB,256,B,44,8044,8744,8344,4,KB,192,B,四、,MCS-51,系列单片机配置一览表,系列,片内,ROM,型式,ROM,大小,RAM,大小,寻址范围,I/O,特性,中断源,数,无,ROM,EPROM,EEPROM,FLASH,计数器,并口,51,8031,8051,8751,4KB,128B,64KB,2*16,4*8,5,80C31,80C51,87C51,89C51,89S51,4KB,128B,64KB,2*16,4*8,5,52,8032,8052,8752,8KB,256B,64KB,3*16,4*8,6,80C32,80C52,8
9、7C52,89C52,89S52,8KB,256B,64KB,3*16,4*8,6/8,注：,C,：,CHMOS,互补对称高密度金属氧化物半导体；,S,：,FLASH ROM,支持,ISP(,在系统可编程，,1000,次,),，,ATMEL,产品，,33M,频率,.,2.1.6,单片机工业产品的概念,一、民用级产品,主要是用于机房、办公环境，其工作环境温度为070；,二、军用级产品,工作环境有求较高，其工作环境温度要求在-65+125；,三、工业级产品,工作环境在-4085，在生产流程上具有：,1、采用密封式封装；,2、在规定的温度范围内进行电气特性测试；,3、产品经过125 温度下44小时老
10、化；,4、老化后100%进行电气特性测试及最终质量检查。,2.1.7,单片机的特点及应用,特点,小而灵活、成本低、易于产品化,可靠性好，适应温度范围宽,易扩展、控制功能强,可方便地实现多级和分布控制,应用领域,商业营销,电子秤、收款机、条形码识别,空调系统、制冷系统等家电,报警系统等,办公自动化,通讯、信息产业,通用计算机系统(考勤机、电话、,复印机）,工业自动化,测控系统,数据采集系统,智能仪器,工业机器人,机、电一体化产品等,国防军事装备,航天飞机导航系统,智能武器装备、导弹控制等,1,、工业控制,数控车床,数控线切割机床,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的
11、智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。,2.,制造与过程控制,自动化工厂、柔性制造系统（,FMS,）、无人物流小车、机器人、加工中心、核电站、污水处理系统、发（变）电站、能源控制系统、石化企业的控制设备、建筑设备等。,3,、智能仪器仪表上,数字式测角仪,交直流电压电流表,位移传感器,单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采
12、用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。,4,、家用电器,1.,智能冰箱,2,智能饭煲,3,智能食品配料机,可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。,5.,家庭中的应用,每个家庭使用的嵌入式处理器约,30,40,个。,一台,PC,机中就可能使用了,10,来个嵌入式处理器。,其他家电中，电冰箱、微波炉、洗衣机、录像机、电子钟、洗碗机、,DVD,播放机、电视机、音响设备、通用遥控器、电子玩具、电子宠物等。,7,、医用设备,医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超
13、声诊断设备,病床呼叫系统等等,电池分析仪,医用呼吸机,麻醉信息管理系统,8.,汽车中的嵌入式系统,汽车内部正迅速发展成为一个具有相当规模的局域网，如,CAN,（控制局域网）总线网络。,汽车中的,GPS,系统与电子导航系统（电子地图）、防碰撞系统（安全气囊）、油,/,气比控制、车用电脑、音响、车灯、智能化的侧视镜。,据资料介绍，,S,级的梅塞德斯轿车，每辆车内平均装有,64,个微处理器。,小知识,：,嵌入式系统是指,操作系统,和功能,软件,集成于,计算机硬件,系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似与,BIOS,的工作方式。具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。特别适
14、合于要求实时的和多任务的体系。,工业控制中智能家用电器、智能仪器设备、数控机床、自动生产线、智能玩具、相关的数据采集处理显示等等。,日常生活中常见的霓虹灯显示、比赛抢答器、报警器、电子时钟、点阵和液晶显示屏等等。,END,应用实例,推荐参考书：,1.,张毅刚 等,MCS-51,单片机应用设计,哈工大出版社（很配套，比咱们的教材讲的深）,2,.,徐爱钧 彭秀华,单片机高级语言,C51,应用程序设计,（很实用的书）,3.AT89S52,的,Datasheet,（从互联网下载）,4.,网络文章：从,Cygnal C8051F,看,8,位单片机发展之路 北京航空航天大学何立民,5.,郑学坚 周斌,微型计算机原理及应用,清华大学出版社（这本书可以好好看看）,
计算机原理及应用第二章-单片机基础课件
