第0章-單片機(jī)原理與應(yīng)用-緒論-2014

單片機(jī)原理與應(yīng)用電子科學(xué)系遲正剛E-mail：chigang@.c639961)20140221課程介紹單片機(jī)的定義單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)單片機(jī)課程的主要內(nèi)容單片機(jī)課程的目標(biāo)單片機(jī)課程的重點(diǎn)與要求單片機(jī)課程的教學(xué)方法單片機(jī)課程的教材及參考書(shū)一、單片機(jī)的定義單片機(jī)全稱是單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer,SCM），又稱微控制器MCU（MicroControllerUnit）。

區(qū)別：微處理器Microprocessor

=微型CPU所謂單片機(jī)，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或EEPROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器以及串行口，并行I/O接口等部件，構(gòu)成的一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)質(zhì)是比微型計(jì)算機(jī)還微型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。二、單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)集成度高不太復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，一片單片機(jī)就可以搞定。模塊化結(jié)構(gòu)使用方便，升級(jí)擴(kuò)展容易。可靠性高總線在片內(nèi)，不易受到干擾。體積小，易于屏蔽。功能強(qiáng)具有字處理器和位處理器。容易產(chǎn)品化嵌入式系統(tǒng)，智能儀器。三、單片機(jī)課程的主要內(nèi)容主要內(nèi)容分為以下4個(gè)模塊單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)與基本原理

MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)；MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)；MCS-51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（以匯編語(yǔ)言為主，兼顧C(jī)51

）MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部硬件資源及應(yīng)用并行口；中斷系統(tǒng)；定時(shí)/計(jì)數(shù)器；串行口MCS-51單片機(jī)的總線與系統(tǒng)擴(kuò)展存儲(chǔ)器、I/O、總線MCS-51單片機(jī)的應(yīng)用接口技術(shù)A/D、D/A、人機(jī)接口四、單片機(jī)課程的目標(biāo)目標(biāo)通過(guò)課堂理論學(xué)習(xí)、課堂研討、課程實(shí)驗(yàn)以及課程設(shè)計(jì)活動(dòng)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)和各種接口設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的軟硬件設(shè)計(jì)能力，使學(xué)生能夠根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本課程也為學(xué)生將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)DSP、嵌入式微處理器打下良好的基礎(chǔ)，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。核心目標(biāo)設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提高不要把單純的制造（復(fù)制）能力當(dāng)成設(shè)計(jì)能力，山寨也是一種能力，但是，精英是山寨不出來(lái)的。課程重點(diǎn)單片機(jī)硬件系統(tǒng)及基本使用嵌入式系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法具體步驟熟悉硬件硬件資源的合理使用結(jié)構(gòu)化模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法成本約束下的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)課程內(nèi)容圍繞單片機(jī)硬件資源逐步展開(kāi)，從模塊設(shè)計(jì)，到系統(tǒng)合成。軟件編程技術(shù)不是本課程訓(xùn)練的重點(diǎn)，但是要會(huì)用。編程語(yǔ)言以匯編為主，兼顧C(jī)51。五、單片機(jī)課程的重點(diǎn)與要求六、單片機(jī)課程的教學(xué)方法本課程以研討教學(xué)法為主展開(kāi)課程學(xué)習(xí)，教學(xué)項(xiàng)目 學(xué)時(shí) 成績(jī)課堂講授 36學(xué)時(shí)研討(8次) 12學(xué)時(shí) 20%（包括研討報(bào)告）實(shí)驗(yàn)(8個(gè)) 16學(xué)時(shí) 20%（包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告）期末考試 60%課程設(shè)計(jì) 單獨(dú)開(kāi)設(shè)研討教學(xué)法的特點(diǎn)特點(diǎn)：合作學(xué)習(xí)：課堂研討以小組為單位

自主學(xué)習(xí)：課下，學(xué)生做，教師輔導(dǎo)； 課上，學(xué)生講，教師點(diǎn)評(píng)。考核：以小組考核為主，兼顧個(gè)人表現(xiàn)。分組：

3~4人一組。每班16組。研討、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)同一組。研討教學(xué)法的實(shí)施研討方法：下達(dá)任務(wù)。提前一周下達(dá)課題，以小組為單位進(jìn)行準(zhǔn)備。課前輔導(dǎo)。在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行交流輔導(dǎo)。課堂討論。小組成員介紹課題任務(wù)完成情況，解答疑問(wèn)。提交報(bào)告。研討課后，每組提交1份該課題的研究報(bào)告。研討要求：獨(dú)立完成：每次課堂研討時(shí)，各組都要完成至少1個(gè)研討課題。所有任務(wù)都要求獨(dú)立完成。不允許出現(xiàn)copy報(bào)告（成績(jī)計(jì)0分）。積極參與：每組至少有2次機(jī)會(huì)在課堂上介紹自己的研討課題。研討題目：研討題目以教材內(nèi)容（包括習(xí)題、例題）為基礎(chǔ)，并做必要拓展。單片機(jī)課程實(shí)驗(yàn)資源介紹目前電子系與單片機(jī)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)室有兩個(gè)。PROTUES仿真實(shí)驗(yàn)室有40個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可以通過(guò)校園網(wǎng)登陸服務(wù)器遠(yuǎn)程使用。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室有16套實(shí)驗(yàn)設(shè)備，（實(shí)驗(yàn)箱+仿真器+PC機(jī)）。要求同學(xué)們自己裝備的實(shí)驗(yàn)軟件與設(shè)備。每人一臺(tái)PC機(jī)，安裝星研仿真器的虛擬仿真軟件和PROTUES仿真軟件（7.2版本）。每組制作一個(gè)51單片機(jī)學(xué)習(xí)板。結(jié)合課程設(shè)計(jì)任務(wù)，材料及基本工具由實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一提供，制作在實(shí)驗(yàn)室完成。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課基本原則

每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包括基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)采用按小組考核方式。考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)完成情況和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析即實(shí)驗(yàn)報(bào)告?；緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容必須完成?？裳a(bǔ)做實(shí)驗(yàn)。不允許出現(xiàn)copy報(bào)告（成績(jī)計(jì)0分）。實(shí)驗(yàn)成績(jī)占總成績(jī)的20%。實(shí)驗(yàn)分班進(jìn)行，共8個(gè)實(shí)驗(yàn)，每次做2個(gè)，即每班共有4次實(shí)驗(yàn)課（一般安排下午）。七、單片機(jī)課程教材及參考書(shū)李群芳，《單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)（第4版）》，電子工業(yè)出版社，2012。教材電氣教研室，《單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》，惠州學(xué)院，2014。實(shí)驗(yàn)用韓曉東，《單片機(jī)課程同步實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》，清華大學(xué)出版社，2013。課程設(shè)計(jì)用參考書(shū)張毅剛，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》（第二版），高等教育出版社，2010李強(qiáng)，《51系列單片機(jī)應(yīng)用軟件編程技術(shù)》，北京航空航天大學(xué)出版社，2009徐愛(ài)鈞，《8051單片機(jī)實(shí)踐教程——asm51匯編語(yǔ)言與C51高級(jí)語(yǔ)言應(yīng)用》，電子工業(yè)出版社，2009第0章緒論1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與分類(lèi)2嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成3單片機(jī)及其特點(diǎn)附錄:微機(jī)原理基本概念復(fù)習(xí)1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與分類(lèi)1.1計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展概述計(jì)算機(jī)的誕生

1945年底，世界上第一臺(tái)使用電子管制造的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院研制成功（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator——ENIAC，即電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)），并在1946年2月15日舉行了計(jì)算機(jī)的正式揭幕典禮。這臺(tái)電子計(jì)算機(jī)總共用了18800個(gè)電子管，耗電140千瓦，占地150平方米，重達(dá)30噸，每秒鐘可進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。電子計(jì)算機(jī)的誕生是人類(lèi)最偉大的發(fā)明之一計(jì)算機(jī)的發(fā)展按照組成計(jì)算機(jī)的元器件的技術(shù)發(fā)展水平作為分類(lèi)的依據(jù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了4代。第一代計(jì)算機(jī)是電子管計(jì)算機(jī)（1947-1958年）

以電子管（EVL）為基本邏輯元件。主存儲(chǔ)元件為汞延遲線，數(shù)字表示為定點(diǎn)數(shù)據(jù)，語(yǔ)言軟件為機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言。第二代計(jì)算機(jī)是晶體管計(jì)算機(jī)（1958~1964年）以晶體管（TTL）為基本邏輯元件。主存儲(chǔ)元件為磁芯存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)表示有浮點(diǎn)數(shù)據(jù)與變址，語(yǔ)言軟件獲得了發(fā)展，有FORTRAN、BASIC、COBOL等第三代計(jì)算機(jī)是集成電路計(jì)算機(jī)（1964~1971年） 以中小規(guī)模集成電路（SSI、MSI）為基本邏輯元件。主存儲(chǔ)器為 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，系統(tǒng)采用微程序技術(shù)與虛擬存儲(chǔ)，并有多種高級(jí) 語(yǔ)言和成熟的操作系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1971年~）。采用大規(guī)模集成電路（LSI、VLSI）為基本邏輯元件。主存儲(chǔ)器為大規(guī)模、高密度半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用并行、多機(jī)、分布式及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并發(fā)展到了多媒體機(jī)型。第五代計(jì)算機(jī)？應(yīng)用生物技術(shù)、納米技術(shù)和量子技術(shù)。從應(yīng)用的角度來(lái)看發(fā)展趨勢(shì)：向小的方向發(fā)展：成本更低，使用更方便，更靈活向大的方向發(fā)展：超級(jí)計(jì)算機(jī)我國(guó)成功研制超百萬(wàn)億次計(jì)算機(jī)曙光5000，（中新網(wǎng)2008-08-31）超級(jí)計(jì)算機(jī)是體現(xiàn)國(guó)家科技發(fā)展水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。局部突發(fā)性災(zāi)難預(yù)報(bào)(如洪水、海嘯)，納米技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析和功能預(yù)測(cè)、氣象領(lǐng)域的短期天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域都需要超級(jí)計(jì)算機(jī)的協(xié)助。

微處理器的集成度每隔18個(gè)月就會(huì)翻一番，芯片的性能也隨之提高一倍

------摩爾定律GordonE.MooreIntel公司的創(chuàng)始人之一1.2計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)已經(jīng)廣泛地介入到人類(lèi)的日常生活中。按照計(jì)算機(jī)的用途、性能的不同，存在不同的分類(lèi)方法。對(duì)于最常見(jiàn)的PC（PersonalComputer）機(jī)，按照用途不同，可以分為3種類(lèi)型：家用PC商用PC工業(yè)控制用PC家用和商用PC的性能差別不大，而工業(yè)控制用PC（工控機(jī)）則強(qiáng)調(diào)高可靠性。PC機(jī)最大特點(diǎn)就是通用性和兼容性，由此帶來(lái)低成本和高性能?，F(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)

以數(shù)控機(jī)床為例，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

采用通用PC機(jī)組成微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是便于實(shí)現(xiàn)，但通用PC機(jī)的可靠性不夠1）

采用工業(yè)PC（IPC）2）

采用可靠性更高的系統(tǒng)組成方案幾種常見(jiàn)的工業(yè)控制系統(tǒng)組成方案：PC＋DOS系統(tǒng)PC＋windows系統(tǒng)MCU系統(tǒng)（無(wú)OS）MCU＋嵌入式操作系統(tǒng)PLC系統(tǒng)MCU（MicroControllerUnit）微控制器PLC（ProgrammableLogicController

）可編程序控制器計(jì)算機(jī)的新分類(lèi)以應(yīng)用為中心、按計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用和非嵌入式應(yīng)用進(jìn)行分類(lèi)，將其分為：嵌入式計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、針對(duì)具體應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。注意：嵌入式系統(tǒng)雖為專(zhuān)用系統(tǒng)，但是，可以采用通用芯片組建而成。當(dāng)然嵌入式系統(tǒng)也可以采用專(zhuān)用芯片。采用專(zhuān)用芯片構(gòu)成的系統(tǒng)，其成本較高，目前只在少數(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用。2嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成2.1嵌入式計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1）嵌入式處理器通用CPU微控制器（MCU，又稱為單片機(jī)）數(shù)字信號(hào)處理器（DSP,DigitalSignalProcessor）2）常規(guī)外設(shè)及接口3）專(zhuān)用外設(shè)及接口4）操作控制臺(tái)和報(bào)警設(shè)備2.2嵌入式計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)1）嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)——已經(jīng)產(chǎn)品化，適應(yīng)于大型系統(tǒng)windows是分時(shí)多任務(wù)的操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控程序——實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的任務(wù)進(jìn)行管理，對(duì)系統(tǒng)中的突發(fā)事件進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)，適應(yīng)于中型系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)性，對(duì)多任務(wù)處理能力有限（即多中斷的處理能力）對(duì)照PLC的工作方式，其實(shí)時(shí)性如何滿足？無(wú)操作系統(tǒng)——系統(tǒng)的硬件資源的管理和對(duì)事件的實(shí)時(shí)響應(yīng)全部歸到用戶程序，適應(yīng)于小型系統(tǒng)。2）用戶程序?qū)崿F(xiàn)用戶的功能要求。必要時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)資源的管理。2.3嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)：

在三、五年以前，一般的看法是專(zhuān)用的、功能不很復(fù)雜的場(chǎng)合使用無(wú)操作系統(tǒng)的MCU系統(tǒng)（單片機(jī)系統(tǒng)），而通用性的，功能復(fù)雜、要求人機(jī)界面友好的場(chǎng)合使用PC機(jī)＋windows結(jié)構(gòu)，因其資源豐富，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。但是，目前隨著單片機(jī)系統(tǒng)資源的逐漸豐富，以及嵌入式操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，更重要的是出于對(duì)可靠性的追求，人們又更多的傾向于使用“單片機(jī)＋嵌入式操作系統(tǒng)”來(lái)取代“PC機(jī)＋windows”的工控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

注：無(wú)操作系統(tǒng)的MCU應(yīng)用于工業(yè)控制已經(jīng)有很久的歷史了，但嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的稱謂是隨著嵌入式操作系統(tǒng)的成熟而流行起來(lái)。本書(shū)以市場(chǎng)占有率最高的MCS-51單片機(jī)為核心，介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法。但是在嵌入式操作系統(tǒng)方面，僅限于實(shí)時(shí)監(jiān)控程序。3單片機(jī)及其特點(diǎn)3.1單片機(jī)的定義：

單片機(jī)全稱是單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer,SCM），又稱MCU（MicroControllerUnit）。

所謂單片機(jī)，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或EEPROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷控制器以及串行口，并行I/O接口等部件，構(gòu)成的一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2wyx回

顧：有關(guān)微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)

硬件：微處理器，存儲(chǔ)器，總線，I/O接口軟件：系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常由多塊印刷電路板制成：

主板顯卡聲卡存儲(chǔ)器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPUCPUCPU芯片內(nèi)存條存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時(shí)計(jì)數(shù)器芯片A/D、D/A芯片單板機(jī)

印刷電路板

單硅晶片CPU存儲(chǔ)器控制電路定時(shí)器時(shí)鐘電路I/O口單片機(jī)3.2單片機(jī)的分類(lèi)按用途可分為通用型和專(zhuān)用型兩大類(lèi)：（1）通用型可開(kāi)發(fā)的內(nèi)部資源：RAM、ROM、I/O等功能部件，全部提供給用戶。用戶根據(jù)需要，設(shè)計(jì)一個(gè)以通用單片機(jī)芯片為核心的測(cè)控系統(tǒng)。（2）專(zhuān)用型專(zhuān)門(mén)針對(duì)某些產(chǎn)品的特定用途而制作的單片機(jī)，針對(duì)性強(qiáng)且數(shù)量巨大。對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡(jiǎn)化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了全面的考慮?！皩?zhuān)用”單片機(jī)具有十分明顯的綜合優(yōu)勢(shì)。3.3單片機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史四個(gè)階段:第一階段(1974年～1976年)：?jiǎn)纹瑱C(jī)初級(jí)階段。雙片的形式，且功能比較簡(jiǎn)單。第二階段（1976年～1978年）:低性能單片機(jī)階段。以Intel公司制造的MCS-48單片機(jī)為代表。第三階段(1978年～現(xiàn)在)：高性能單片機(jī)階段。Intel公司的MCS-51系列、Mortorola公司的6801系列等。第四階段(1982年～現(xiàn)在)：8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及16位單片機(jī)、32位單片機(jī)推出階段。3.4單片機(jī)的應(yīng)用

單片機(jī)基本特點(diǎn)：體積?。篠O-8封裝，3mm*3mm重量輕：小于1克價(jià)格便宜：常用型號(hào)低于￥5.00功耗低：工作電流<5uA功能強(qiáng)：低端夠用，高端超過(guò)PC使用溫度：民品：

0°C—+70°C工業(yè)品：-40°C—+85°C軍品：

-65°C—+125°C單片機(jī)卓越的性能，得到了廣泛的應(yīng)用，已深入到各個(gè)領(lǐng)域

1.工業(yè)自動(dòng)化 5.武器裝備

2.智能儀器儀表 6.終端及外部設(shè)備控

3.消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品 7.多機(jī)分布式系統(tǒng)

4.通訊

3.5單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1）CPU的改進(jìn)（1）采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高處理能力（2）增加數(shù)據(jù)總線寬度，內(nèi)部采用16位數(shù)據(jù)總線。（3）串行總線結(jié)構(gòu)，菲利浦公司的I2C總線（Inter－Icbus）。用兩根信號(hào)線代替現(xiàn)行的8位數(shù)據(jù)總線。2）存儲(chǔ)器的發(fā)展（1）加大存儲(chǔ)容量。（2）片內(nèi)EPROM采用E2PROM或閃爍（Flash）存儲(chǔ)器（3）程序保密化。3）片內(nèi)I/O的改進(jìn)（1）增加并行口的驅(qū)動(dòng)能力，能直接輸出大電流和高電壓。（2）增加I/O口的邏輯控制功能。（3）設(shè)置了一些特殊的串行接口功能，構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。4）外圍電路內(nèi)裝化器件集成度的不斷提高，把眾多的外圍功能部件集成在片內(nèi)－－系統(tǒng)的單片化。5）低功耗化CMOS化CHMOS工藝?？傊?，向高性能、高速、低壓、低功耗、低價(jià)格、外圍電路內(nèi)裝化方向發(fā)展。3.6MCS-51系列單片機(jī)20世紀(jì)80年代后期:Intel公司以專(zhuān)利的形式把8051內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給廠家。如：ATMEL、PHILIPS、ANALOGDEVICES、DALLAS公司。這些廠家生產(chǎn)的兼容單片機(jī)，與8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝。80C51系列：所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)不應(yīng)直接稱為MCS-51系列單片機(jī)，MCS只是Intel公司專(zhuān)用的單片機(jī)系列符號(hào)。MCS-51系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類(lèi)：（1）基本型、（2）增強(qiáng)型、（3）低功耗型、（4）專(zhuān)用型、（5）超8位型、（6）片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型51系列單片機(jī)分類(lèi)（1）基本型

典型產(chǎn)品：8031/8051/8751（2）增強(qiáng)型

典型產(chǎn)品：8032/8052/8752

內(nèi)部RAM增到256字節(jié)，8052、8752的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展到8KB，16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器增至3個(gè)。（3）低功耗型

典型產(chǎn)品：80C31/87C51/80C51。采用CMOS工藝，適于電池供電或其它要求低功耗的場(chǎng)合。（4）專(zhuān)用型

8044/8744，用于總線分布式多機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。美國(guó)Cypress公司的EZUSR-2100單片機(jī)－USB接口。51系列單片機(jī)分類(lèi)（5）超8位型

典型產(chǎn)品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系列單片機(jī)。將MCS-96系列（16位單片機(jī)）I/O部件如：高速輸入/輸出（HSI/HSO）、A/D轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制（PWM）、看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）等移植進(jìn)來(lái)構(gòu)成新一代MCS-51產(chǎn)品。功能介于MCS-51和MCS-96之間。目前已得到了較廣泛的使用。（6）片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型

美國(guó)ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，受到應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎。MCS-51系列以及80C51系列單片機(jī)有多種類(lèi)型，但掌握好MCS-51的基本型（8031、8051、8751或80C31、80C51、87C51）是十分重要的。它們是具有MCS-51內(nèi)核的各種型號(hào)單片機(jī)的基礎(chǔ)，也是各種增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生品種的核心。3.7單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)條件單片機(jī)芯片以80C51為主開(kāi)發(fā)工具PROTEUS仿真軟件——EDA軟件，基于原理圖的虛擬仿真星研仿真器——替代目標(biāo)板的CPU，進(jìn)行實(shí)際系統(tǒng)仿真資料手冊(cè)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（惠州學(xué)院2014）詳細(xì)資料：網(wǎng)絡(luò)：下載使用手冊(cè)圖書(shū)館：借閱相關(guān)參考書(shū)籍3.8其他單片機(jī)簡(jiǎn)介精簡(jiǎn)指令集簡(jiǎn)介：

1997年ATMEL公司挪威設(shè)計(jì)中心的A先生與V先生共同研發(fā)出的精簡(jiǎn)指令集(RISC—ReducedInstructionSetComputer)的高速8位單片機(jī)，簡(jiǎn)稱AVR。

AVR單片機(jī)拋棄復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)(CISC)追求指令完備的做法。采用精簡(jiǎn)指令集，以字作為指令長(zhǎng)度單位，將操作數(shù)與操作碼安排在一字之中，指令長(zhǎng)度固定、指令格式與種類(lèi)相對(duì)較少、尋址方式也相對(duì)較少，絕大部分指令都為單周期指令。取指周期短，又可預(yù)取指令，實(shí)現(xiàn)流水作業(yè)，故可高速執(zhí)行指令。有多種單片機(jī)采用RISC方式現(xiàn)介紹幾種1）

PIC系列單片機(jī)美國(guó)Microchip公司的產(chǎn)品。特性如下：（1）最大的特點(diǎn)是從實(shí)際出發(fā)，重視性能價(jià)格比，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種型號(hào)來(lái)滿足應(yīng)用需求。PIC系列從低到高有幾十個(gè)型號(hào)。PIC12C508單片機(jī)僅有8個(gè)引腳，是世界最小的單片機(jī)。有512字節(jié)ROM、25字節(jié)RAM、一個(gè)8位定時(shí)器、一根輸入線、5根I/O線，價(jià)格非常便宜。用在摩托車(chē)點(diǎn)火器非常適合。PIC16C74有40個(gè)引腳，其內(nèi)部資源為4KB

ROM、192BRAM、8路A/D、3個(gè)8位定時(shí)器、3個(gè)串行口、1個(gè)并行口、11個(gè)中斷源、33個(gè)I/O腳。（2）其他特點(diǎn)：精簡(jiǎn)指令集使執(zhí)行效率提高、其引腳具有防瞬態(tài)能力、保密性好、片內(nèi)集成了看門(mén)狗定時(shí)器、設(shè)有休眠和省電工作方式。422）EM78系列單片機(jī)臺(tái)灣義隆公司推出的八位EM78系列單片機(jī)已有多年，并廣泛應(yīng)用在家用電器、工業(yè)控制、儀器等方面，其優(yōu)良的單片機(jī)結(jié)構(gòu)和性能為用戶所認(rèn)同?！M(jìn)入內(nèi)地較晚EM78系列單片機(jī)將眾多功能集于一身，這其中包括ALU、ROM、RAM、I/O、堆棧、中斷控制器、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門(mén)狗、電壓檢測(cè)器、復(fù)位電路、振蕩電路等。——與51系列類(lèi)似EM78系列單片機(jī)指令系統(tǒng)采用與大家熟知的MCS-51指令風(fēng)格設(shè)計(jì)，共計(jì)58條指令，大家通過(guò)較短的時(shí)間便能掌握運(yùn)用。EM78系列單片機(jī)有二十種之多，用戶可根據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品的要求，選擇合適的EM78單片機(jī)。以外部封裝為例，有以下幾種：型號(hào)引腳數(shù)型號(hào)引腳數(shù)p15314

p156E18

p44728、32p45140、42、44

p45820、243.9嵌入式微處理器嵌入式微處理器(EmbeddedMicroProcessorUnit，

EMPU)的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用設(shè)計(jì)中，將嵌入式微處理器裝配在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，可大幅減小系統(tǒng)體積和功耗。為滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。代表性產(chǎn)品為ARM系列，ARM是AdvancedRISCMachines的縮寫(xiě)，其中RISC是精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)的縮寫(xiě)。同時(shí)ARM也是設(shè)計(jì)ARM處理器的美國(guó)公司的簡(jiǎn)稱。ARM家族主要有5個(gè)產(chǎn)品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。443.10飛思卡爾單片機(jī)概述

1）低端8位單片機(jī)——MC9RS08KA8位微控制器正逐漸向小型化應(yīng)用發(fā)展。飛思卡爾籍著MC9RS08KA進(jìn)入超低端市場(chǎng)?！鬗C9RS08KA特性高達(dá)2KB的第三代Flash，可以按字節(jié)極快速地寫(xiě)入程序靈活的時(shí)鐘選項(xiàng)具有8位預(yù)標(biāo)量的8位模數(shù)定時(shí)器模擬比較器，輸入信號(hào)僅需使用1個(gè)引腳具有3位預(yù)標(biāo)量的實(shí)時(shí)中斷觸發(fā)器4條雙向輸入/輸出（I/O）線路系統(tǒng)保護(hù)，包括低壓檢測(cè)（LVD）功能后臺(tái)調(diào)試系統(tǒng)提供6引腳DFN、8引腳塑料雙列直插引腳（PDIP）和8引腳窄體小外形集成電路（NB-SOIC）封裝2）高端8位單片機(jī)——MC9S08AWMC9S08AW系列單片機(jī)可應(yīng)用在家電、汽車(chē)、安全系統(tǒng)、工業(yè)控制與照明控制等。

◆MC9S08AW特性增強(qiáng)型掉電檢測(cè)?？偩€頻率最高可達(dá)20MHz第三代Flash存儲(chǔ)器可選：16K、32K和60K片上調(diào)試接口內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器帶有用8個(gè)可編程通道的定時(shí)器10位、16通道ADC廣泛的串行信口56條I/O線允許的溫度范圍為：-40°C~+125°C4種封裝選項(xiàng)：64QFP、64LQFP、48QFN和44LQFP。3）16位單片機(jī)系列——汽車(chē)電子專(zhuān)用

飛思卡爾（Motorola）有著30多年汽車(chē)電子的領(lǐng)導(dǎo)地位。飛思卡爾提供所有16位汽車(chē)電子解決方案?！嗅槍?duì)性的多產(chǎn)品系列。例如：面向儀表板應(yīng)用；面向底盤(pán)節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行器和傳感器應(yīng)用；面向汽車(chē)車(chē)身電子應(yīng)用；面向通用低端；面向通用高端等一系列產(chǎn)品。以管腳封裝為例：低端產(chǎn)品提供48到80個(gè)管腳的封裝形式，中端產(chǎn)品提供64到112個(gè)管腳的封裝。高端產(chǎn)品提供80到208個(gè)管腳的封裝。4）微控制器MC9S12DG128

MC9S12DGl28微控制單元是一個(gè)16位的單片機(jī)，包含有：一個(gè)16位的中央處理單元(HCSl2CPU)，16位的數(shù)據(jù)線128KB的FlashE2PROM，8KB的RAM，2KB的E2PROM，2個(gè)異步串行通訊接口(SCI)，2個(gè)同步串行外圍接口(SPI)，1個(gè)含8個(gè)輸入捕捉通道或輸出19比較通道的增強(qiáng)型捕捉定時(shí)器，2個(gè)8路10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。1個(gè)8路的脈寬調(diào)制模塊(PWM)，1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)鏈路控制器(BDLC)，29個(gè)獨(dú)立的數(shù)字I／O口(通道A，通道B，通道K，通道E)，20個(gè)獨(dú)立的帶有中斷和喚醒功能的數(shù)字I／O口，3個(gè)兼容CAN2．0A／B協(xié)議的單元(MSCANl2)，1個(gè)Byteflight單元和1個(gè)12C總線接口。LQFP-112和QFP-80封裝選擇

MC9S12DGl28結(jié)構(gòu)圖MC9S12DGl28封裝圖5）微控制器MC9S12XS128MC9S12XS128單片機(jī)較MC9S12DG128有很多改進(jìn)。速度更快、性能更高，操作簡(jiǎn)化，可靠性提高。是當(dāng)前Freescale最先進(jìn)的單核16位單片機(jī)。增加一個(gè)全局寄存器，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)尋址空間的連續(xù)尋址。CPU指令增減。將原來(lái)只有累加器A、B或D可進(jìn)行的算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令擴(kuò)展到X、Y寄存器也能進(jìn)行。累加器D則增加了擴(kuò)展到32位的加、減運(yùn)算指令。還增加了一套擴(kuò)展比較指令，將C標(biāo)志、Z標(biāo)志擴(kuò)展到32位數(shù)的比較。不可中斷的讀-改-寫(xiě)指令原來(lái)是對(duì)字節(jié)的8位操作，在S12X系列CPU中擴(kuò)展為16位操作。不通過(guò)CPU寄存器，從存儲(chǔ)器直接到存儲(chǔ)器的Move指令也由原來(lái)的單一尋址方式，擴(kuò)展到所有尋址方式。S12XSCPU不再支持模糊邏輯指令

A/D變換精度從10位提高到12位閃存讀寫(xiě)、容錯(cuò)與糾錯(cuò)增加了一個(gè)片內(nèi)溫度傳感器。6）32位單片機(jī)系列飛思卡爾32位處理器系列不斷豐富創(chuàng)新功能，并為今后多種行業(yè)的控制應(yīng)用確立了標(biāo)準(zhǔn)。

１、PowerArchitecture處理器２、68K/ColdFire３、ARM?

處理器４、MCORE處理器

52（1）總線(BUS)

總線是連接CPU與各功能部件并進(jìn)行信息傳遞的公共通道。總線通常分為三種，即數(shù)據(jù)總線(DB)