[工學(xué)]第1章單片機概述(已修改)
2025-10-26 00:18 本頁面
【正文】 2021/11/10 1 單片機原理與應(yīng)用 電子課件 第 1 章 單片機概述 2021/11/10 2021/11/10 2 課程介紹 2021/11/10 2021/11/10 3 本章主要內(nèi)容： 2021/11/10 單片機 (Single Chip Microputer)是單片微型計算機的簡稱，是指在一塊半導(dǎo)體芯片中集成有中央處理器 (CPU)、存儲器 (RAM和 ROM)、基本 I/O接口以及定時器 /計數(shù)器等必要部件所構(gòu)成的完整的微型計算機 單片機的概念及其主要特點 2021/11/10 4 2021/11/10 2021/11/10 5 單片機的概念及其主要特點 單片機 一詞來源于 “ Single Chip Microputer”即 “ SCM”，按照面向?qū)ο?、突出控制功能，在片?nèi)集成了許多外圍電路及外設(shè)接口，突破了傳統(tǒng)意義的計算機結(jié)構(gòu)，發(fā)展成 microcontroller的體系結(jié)構(gòu)，目前國外已普遍稱之為 微控制器 MCU（ Micro Controller Unit）。鑒于它完全作嵌入式應(yīng)用，故又稱為嵌入式微控制器 Embedded Microcontroller）。 2021/11/10 2021/11/10 6 主要特點 : 單片機具有集成度高、體積小、功耗低、可靠性高、使用靈活方便、控制功能強、優(yōu)異的性能價格比和開發(fā)方便簡單等特點。 利用單片機可以較方便地構(gòu)成控制系統(tǒng)。 2021/11/10 2021/11/10 7 單片機的分類及發(fā)展趨勢 目前，單片機芯片系列、品種、規(guī)格繁多，先后經(jīng)歷了 4位機、 8位機、 16位機、新一代 8位機、 32位機等幾個有代表性的發(fā)展階段。 4位單片機 現(xiàn)在主要用在各種規(guī)模較小的家電類消費產(chǎn)品上，在整個單片機市場中所占的比例逐年減少； 8位單片機 是目前世界上品種最為豐富、應(yīng)用最為廣泛的單片機，也是我國單片機市場的主流產(chǎn)品。從國內(nèi)流行的品種上來看，主要分為 51系列及其兼容機型和非 51系列單片機。 2021/11/10 2021/11/10 8 8位單片機的特點是通用性強，但控制功能有限，不能滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域、不同測控系統(tǒng)的要求。 在 20世紀 90年代中后期，各大芯片廠商在原有單片機內(nèi)核的基礎(chǔ)上， 除了進一步強化原有功能外，針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，將不同功能、用途的外部接口電路嵌入到單片機 CPU內(nèi)，形成了規(guī)格、品種繁多的新一代 8位單片機芯片。 2021/11/10 2021/11/10 9 在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)， 8位單片機，尤其是強化了控制接口功能的 新一代 8位單片機依然是單片機的主流產(chǎn)品。因此，本書后面章節(jié)主要依托 ATMEL公司的 AT89SXX機 來講解 8位單片機的原理及應(yīng)用。 2021/11/10 2021/11/10 10 16位單片機 的數(shù)據(jù)處理速度和能力比 8位單片機有較大的提高，其中 TI公司的 MSP430 16位系列單片機憑借其省電和超低功耗的特性，已在水、電、暖的遠程抄表、 IC卡、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等對電源功耗有著嚴格要求的行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。盡管 16位單片機進入市場已有十余年，但一直未能取代 8位機成為主流產(chǎn)品。 2021/11/10 2021/11/10 11 32位單片機是單片機 的發(fā)展趨勢，隨著技術(shù)的發(fā)展、開發(fā)成本和產(chǎn)品價格的下降，將會與 8位單片機并駕齊驅(qū)并在市場上有趕超 8位單片機的趨勢，目前 32位單片機主要用在高端產(chǎn)品上。 在 32位單片機生產(chǎn)廠家中， 以 32位 ARM嵌入式微處理器應(yīng)用相對廣泛。 ARM嵌入式微處理器由英國 ARM公司設(shè)計， ARM公司是一家以設(shè)計半導(dǎo)體技術(shù)為主業(yè)的知識產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，自身不生產(chǎn)芯片，以轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可由合作伙伴來生產(chǎn)芯片。 2021/11/10 2021/11/10 12 INTER、 IBM、 SAMSUNG、 OKI、 LG、 NEC、 SONY、PHILIPS等 30多家半導(dǎo)體公司與 ARM公司簽定了 ARM嵌入式技術(shù)使用許可協(xié)議。軟件系統(tǒng)合作伙伴包括微軟、Symbian和 MRI等一系列當(dāng)今最具實力的軟件開發(fā)和供應(yīng)商。因此 ARM嵌入式微處理器一上市便在 32位單片機市場上成為一枝獨秀的主流產(chǎn)品。 2021/11/10 2021/11/10 13 CPU核仍以 CISC為主，但向 RISC演化。 CPU核仍以當(dāng)初 Intel確立的哈佛結(jié)
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