第一章 概 述

第一章概述1.1单片机的概念大、中、小型计算机的控制核心是中央处理单元CPU（CentureProssesorUnit），其主机往往是由多块印刷板构成的，CPU与外部设备之间可能是通过I/O通道或I/O处理机联系的，系统的输入/输出操作由I/O通道或I/O处理机控制完成，如图1-1所示。主存储器中央处理单元CPU外设I/O通道或I/O处理机主机系统机1.1.1计算机的组成微处理器MPUABDBCB内存I/O接口1I/O接口n……外设1外设n……主机微机系统微型计算机的控制核心是微处理器MPU（MicroprosessorUnit），实际上，人们并不严格区分CPU和MPU的叫法，往往统称为CPU。通常MPU、内存和I/O接口是做在一块印刷电路板上的（也有做在几块印刷电路板上的，如STD总线控制机），MPU一般是通过I/O接口与外部设备联系，输入/输出操作往往是在CPU直接控制下完成的，如图1-2所示。1.1.2微型计算机的组成单片微型计算机的核心是微处理器MPU，与一般微型计算机所不同的是它将微处理器、内存、I/O接口、中断逻辑、定时器/计数器等集成到一个集成电路芯片上，有的单片机还集成了A/D、D/A转换器等电路，如图1-3所示。这种结构特别适用于测控领域，因此，也称其为微控制器（Microcontroller），简写为MCU，但国内大多数人习惯上都叫单片机，故本书也沿用这种叫法。1.1.3单片微型计算机的组成单片机单片机系统作为单片机的一个典型系列，MCS-51是Intel公司1980年推出的8位单片机，长期以来一直是单片机的主流机型，国内应用十分普遍。除MPU以外，其内部集成了4个8位双向并行接口，1个全双工串行接口，2～3个16位定时器/计数器，1个两级5个中断源的中断逻辑，128～256字节的数据RAM，一定容量的程序ROM（个别机型无片内程序ROM）。其组成框图如图1-4所示。1.1.4MCS-51系列单片机的组成`中断控制逻辑MPU总线控制振荡电路并行接口4个ROMRAM定时器/计数器串行接口1个1.2单片机的分类1.2.1按字长分类1、4位单片机4位单片机主要用于控制诸如洗衣机、微波炉等家用电器及高档电子玩具。2、8位单片机8位单片机是目前单片机中的主流机型。由于8位单片机的功能强、价格低廉、品种齐全，因而被广泛应用于各个领域。3、16位单片机4、32位单片机5、64位单片机1.2.2按用途分类1、通用型单片机：将资源全部提供给用户使用，如片内寄存器、存储器、中断系统、定时器/计数器、I/O接口等。2、专用型单片机：针对各种特殊应用场合而专门设计的单片机。1.3单片机的特点1．形小体轻功耗低2．控制功能强，运算速度快，性价比高3．应用系统研制周期短，软、硬件开发灵活方便1.4单片机的应用1.工业控制：各种测控系统等。2.仪器仪表：智能仪器仪表等。3.家电、玩具：全自动家用电器等。4.计算机外设和通讯设备：磁盘驱动器控制等。5.数据处理：图形处理、数字信号处理等。6.汽车控制：点火系统控制等。7.国防应用：导弹控制。1.5单片机应用系统的开发单片机应用系统是指根据具体应用的需要，以单片机为核心，连接外部电路或设备所构成的具有特定功能的系统。图1-5是一个基于单片机的函数发生器原理框图，是一个实际的应用系统。单片机锁存器显示电路D/A转换器译码电路放大驱动器模拟信号输出图1.5基于单片机的函数发生器原理框图单片机