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1、1.1 单片机的概念,单片机是微型机的一个分支。微型机向着两个不同的方向发展:一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展;另一个则是向稳定可靠、体积小巧和价格低廉的单片机方向发展。但两者在原理和技术上是紧密联系的。,1.1.1 单片机的概念,单片机即单片微型计算机：将CPU、RAM、ROM、中断系统、定时器/计数器以及I/O口电路等主要微机部件，集成在一个芯片上。,SCMCSingle Chip Microcomputer MCUMicro Controller UnitEMCU Embedded Micro Controller Unit,一、单片机和单板机,将CPU芯片、存储器芯片、
2、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。,多板机（系统机）,二、通用单片机与专用单片机,按单片机适用范围区分,可分为通用型和专用型两类。通用型单片机(如8051)适用面广,可根据用户需要设计成各种不同应用的控制系统。专用型单片机是针对某一类产品甚至某一个产品设计生产的。这种应用的特点是针对性强、批量大。由于专用单片机芯片是针对特定产品或应用而专门设计的,已经对系统结构的最简化、软硬件资源利用的最优化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了通盘的考虑。所以，专用单片机具有综合优势。,三
3、、单片机与单片机系统,单片机由CPU、RAM、ROM、中断系统、定时器/计数器以及I/O口电路等主要微机部件组成，但一块芯片不能把计算机的全部电路都集成到上面。如电阻、电容、石英晶体等都很难集成到芯片上。另外，在实际应用中,常常需要扩展外围电路和外围芯片。区别：单片机一般指芯片本身。通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。,四、单片机应用系统与开发系统,单片机应用系统是利用单片机为某应用目的所设计的专门的单片机系统。单片机开发系统是单片机系统开发调试的工具。和一般通用计算机相比,在硬件上增加了目标系统的在线仿真器、编程器等部件,增加了目标
4、系统的汇编和调试程序等。MDS Microcomputer Development System,ICE In Circuit Emulator专门的单片机开发系统，本身也是一个单片机系统，只不过它是一个用于设计系统的系统。,五、单片机的程序设计语言和软件,在单片机开发系统中使用机器语言、汇编语言和高级语言，而在单片机应用系统中只使用机器语言。汇编语言：对机器语言的改进，与单片机硬件关系密切。高级语言：编译型语言有PLM51、C-51、C、MBASIC-51等，解释型的有MBASIC和MBASIC52等。,单片机的应用程序设计大多是控制程序，一般不是很长。单片机应用范围广泛，面对多种多样的控制
5、对象、目标和系统，很少有现成的程序可供借鉴。,1.1.2 单片机的发展,第一阶段（19761978年）：低性能单片机的探索阶段。以Intel公司的MCS-48为代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有8位CPU、定时/计数器、并行I/O口、RAM和ROM等。主要用于工业领域。,第二阶段（19781982年）：高性能单片机阶段。这一类单片机带有串行I/O口，8位数据线、16位地址线可以寻址的范围达到64K字节、控制总线、较丰富的指令系统等。这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和发展。51系列单片机问世，逐渐成为单片机主流系列。,第三阶段（19821990年）：16位单片机阶段。16位单片机除
6、CPU为16位外，片内RAM和ROM容量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。例如Intel公司的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内带有10位A/D转换器和高速输入/输出部件等。,第四阶段（1990年）：微控制器全面发展阶段。各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。,单片机现状单片机经过约30年的发展，已经形成有几千种型号上百种品牌的半导体产业。目前主流的单片机：51内核的系列单片机。MCS-51系列、AT89C系列、华邦系列、义隆系列、和泰系列等 Microchip公司的PI
7、C系列单片机Motorola公司的68系列Texas Instrument公司的MSP16bit系列单片机ARM内核的32bit系列单片机,目前应用最广的还是8位机，占据单片机市场半数以上。,1.1.3 单片机的应用,1.控制系统在线应用,一、单片机应用的特点,2.软硬件结合,3.应用现场环境恶劣,4.应用的广泛性及其重要意义,以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。微控制技术是对传统控制技术的一次革命，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。,二、单片机的应用领域,1.工业自动化方面,2.仪器仪表方面,3.家用电器方面,4.信息和通信产品方面,5.军事装备方面,
