北信单片机课件第一讲1.ppt

第一章概论1、什么是单片机？2、单片机的特点是什么？3、单片机的应用领域？4、单片机的指标有哪些？5、主要的单片机产品6、单片机的发展状况单片机究竟是什么单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/O)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。这种微型计算机因其制作在一块芯片上而被称为单片机。单片机是大规模集成电路技术发展的产物。单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制（就是快速反应）方面的需要。因此，它在硬件结构、指令系统、I/O端口、功率消耗及可靠性等方面均有其独特之处，其最显著的特点之一就是具有非常有效的控制功能。因此，单片机又常常被人称为微控制器（MCU或μC）。一、单片机的应用单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设、军事及家用电器等领域均得到广泛的应用。按照单片机的特点，单片机可分为单机应用和多机应用。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。单片机应用的主要领域有:1）测控系统。用单片机可构成各种工业控制系统、数据采集系统等。例如，温室人工气候控制、水闸自动控制、电镀生产线自动控制、汽轮机电液调节系统、车辆检测系统、机器人轴处理器等。（2）智能仪表。用单片机改造原有的测量、控制仪表，向着数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化发展。如温度、压力、流量、浓度等的测量、显示及仪表控制。通过采用单片机软件编程技术，使测量仪表中长期存在的误差修正、线性化处理等难题迎刃而解。（3）机电一体化产品。单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化。这类产品如：简易数控机床，电脑绣花机，医疗器械等。4）智能接口。在计算机控制系统（特别是较大型的工业测控系统）中，普遍采用单片机进行接口的控制与管理，因单片机与主机是并行工作，故大大提高了系统的运行速度。例如：在大型数据采集系统中，用单片机对ADC接口进行控制不仅可提高采集速度，而且还能对数据进行预处理，如数字滤波、线性化处理、误差修正等。（5）智能民用产品。在家用电器、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等产品中引入单片机，不仅使产品的功能大大增强，而且获得了良好的使用效果。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。例如：一个加工中心的计算机系统除完成机床加工运行控制外，还要控制对刀系统、坐标系统、刀库管理、状态监视、伺服驱动等结构。2）并行多控制系统。并行多控制系统主要解决工程应用系统的快速问题，以便构成大型实时工程应用系统。典型的有快速并行数据采集、处理系统、实时图像处理系统等。3）局部网络系统。单片机网络系统的出现，使单片机应用进入了一个新的水平。目前该网络系统主要是分布式测控系统，单片机主要用于系统中的通信控制，以及构成各种测控子级系统，如可编程控制器组成大型的控制系统。二、单片机的发展1、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2000只晶体管/片的4位微处理器Intel4004,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Intel8008,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4KB）,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64KB,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。1内部结构的进步字长，4位、8位、16位、32位。CISC结构-RISC结构。流水线结构。存储器（有ISP功能的OTP，