单片机基础知识

目 录1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 单片机的基本概念 单片机的发展概况 单片机的特点及应用 常用单片机简介 单片机系统的开发方法

第1章 概述

主要介绍单片机的基本概念，单片机的 发展概况，单片机的应用及其特点，以及 一些常用的单片机。 通过本章的学习，我们可以了解到什么是 单片机，单片机的发展历史。并且对单片 机的应用和开发方法有个初步的认识。

1.1 单片机的基本概念微机是微型计算机的简称，它是由主 机和外部设备等组成的。如图1.1所示 。 单片机就是把微机的主机部分(图 1.1虚线框内的)集成到一块集成电路 芯片上所得到的。

1.1 单片机的基本概念

地址总线接 口 适 配 器

微 处 理 器

存 储 器

外 部 设 备

数据总线 控制总线

图1-1 微机的组成

1.1 单片机的基本概念

单片机：将中央处理器，随机存储器，只读存储 器，中断系统，定时器/计数器以及I/O接口电路 等主要微型计算机的部件集成在一块芯片上，使 其具有计算机的基本功能。就叫做单片微型计算 机(Single Chip Micro Computer,SCMC),简 称单片机。

1.2 单片机的发展概况主要内容1.2.1 单片机的历史 1.2.1 单片机技术的发展

1.2.1 单片机的历史一 、4位单片机阶段 1975年美国德克萨斯仪器公司(TI)首次推出4位单片机 TMS-1000,4位单片机主要用于家用电器、电子玩具等。

二、 8位单片机阶段 1976年9月，美国Intel公司首先推出了MCS-48系列8位单 片机。8位单片机由于功能强，被广泛用于工业控制、智能 接口、仪器仪表等各个领域。

1.2.1 单片机的历史

三、16位单片机阶段 1983 年Intel公司推出了16位单片机MCS-96系 列。 16位单片机可用于高速复杂的控制系统。 四、32位单片机 近年来，各个计算机生产厂家已进入更高性能的 32位单片机研制、生产阶段。

1.2.2 单片机技术的发展一、片内程序存储器的发展单片机的程序存储器(ROM)经历了 ROM—EPROM—E2PROM—FLASH MEMORY的发展，容量也由小变大。 单片机在运行时由于干扰等原因，可能会 出现软件混乱。 看门狗电路就是用于在CPU处于软件混乱 时使系统正常工作的一种恢复方法。

二、看门狗定时器

1.2.2 单片机技术的发展

三、节电模式在节电模式下，CPU和部分部件进入睡眠 状态，但片内RAM和寄存器等部件保持工作 状态，以达到节能的目的。

四、加强输入输出功能某有些单片机具备大功率的输入/输出接 口，可直接驱动荧光显示器、LCD和LED。 还有一些增加了接口或定时器的数量，或 者增加了新型的接口。

1.2.2 单片机技术的发展

五、单片机制造工艺提高半导体制作工艺的提高，使单片机的体积 可以做的更小，时

钟频率更高。可以集成更 多的存储器和部件。降低产品的价格。

六、在线编程和调试技术一些新型的单片机实现了在系统编程( ISP)和在应用编程(IAP)功能。

1.3 单片机的特点及应用主要内容1.3.1 单片机的特点 1.3.2 单片机的应用

1.3.1 单片机的特点一、单片机的存储器ROM和RAM是严 格区分的 ROM称为程序存储器，只存放程序、固 定常数及数据表格。 RAM则为数据存储器，用作工作区及存 放用户数据。 二、采用面向控制的指令系统 为满足控制的需要，单片机有更强的逻 辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力 。

1.3.1 单片机的特点

三、单片机的I/O引脚通常是多功能的 由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需 要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于 何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。四、单片机的外部扩展能力强 在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进 行扩展(如扩展ROM、RAM,I/O接口，定时器/计数器， 中断系统等),与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系 统设计带来极大的方便和灵活性。

1.3.1 单片机的特点

五、体积小，成本低，运用灵活 易于产品化，它能方便地组成各种智能化的控制设备和仪 器，做到机电一体化。 六、面向控制 能针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获 得最佳的性能价格比。 七、适应性强、抗干扰 在各种恶劣的环境下都能可靠地工作，这是其它类型计算 机无法比拟的。 八、方便实现多机和分布式控制 使整个控制系统的效率和可靠性大为提高

1.3.2 单片机的应用单片机的应用范围十分广泛，主要应用领域有：① ③ ④ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩

工业控制 ②仪器仪表 计算机外部设备与智能接口 商用产品 ⑤家用电器 消费类电子产品 通讯设备和网络设备 儿童智能玩具 汽车，建筑机械，飞机等大型机械设备 交通控制设备