绪 论单片机原理与接口技术主讲,郭文川
E-mail:guowenc69@126.com
绪 论课程内容绪论第一章 微型计算机基本知识第二章 MCS-51单片机的结构和原理第三章 MCS-51单片机的指令系统第四章 汇编语言程序设计第五章 MCS-51单片机中断系统与定时 /计数器第六章 MCS-51单片机的串行通信接口第七章 存储器与存储器扩展第八章 MCS-51单片机接口技术第九章 单片机与数 /模及模 /数转换接口第十章 单片机应用设计举例绪 论要求：
1,不能无故缺课
2,作业和实验独立完成考试：
1,闭卷考试：占 70%
2,实验、设计：占 30%
绪 论参考书：
1.喻萍，郭文川主编：单片机原理与接口技术，化学工业出版社,2006
2.李广第：单片机基础，北京航天航空大学出版社（多版）
3,李全利，迟荣强编著,单片机原理及接口技术,高等教育出版社,2004.1
4,张迎新等,单片机初级教程 —— 单片机基础,北京航空航天大学,2000.6
绪 论绪 论一、单片机的定义二、单片机的发展历史三、单片机的应用四、单片机系列简介五、单片机的软硬件系统六,MCS— 51单片机系列绪 论一、单 片机的定义,
把 CPU,RAM,ROM,定时器 /计数器以及 I/O接口电路 等计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机 。
二,单片机的发展历史：
自 1971年美国 Intel公司首先推出 4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为 5个阶段,
绪 论第 1阶段 （ 1971～ 1976）,单片机发展的初级阶段 。
1971年 11月 Intel公司首先设计出集成度为 2 000只晶体管 /
片的 4位微处理器 Intel 4004,并配有 RAM,ROM和移位寄存器,构成了第一台 MCS—4微处理器,而后又推出了 8位微处理器 Intel 8008,以及其它各公司相继推出的 8位微处理器 。
绪 论第 2阶段 （ 1976～ 1980）,低性能单片机阶段 。
以 1976年 Intel公司推出的 MCS—48系列为代表,采用将
8位 CPU,8位并行 I/O接口,8位定时 /计数器,RAM和
ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有限 （ 不大于 4 KB）,也没有 串行 I/O,RAM,ROM
容量小,中断系统也较简单,但功能可满足一般工业控制和智能化仪器,仪表等的需要 。
绪 论第 3阶段 （ 1980～ 1983）,高性能单片机阶段 。
这一阶段推出的高性能 8位单片机普遍带有串行口,
有 多级中断处理 系统,多个 16位定时器 /计数器 。 片内
RAM,ROM的容量加大,且寻址范围可达 64 KB,个别片内还带有 A/D转换接口 。
绪 论第 4阶段 （ 1983～ 80年代末 ）,16位单片机阶段 。
1983年 Intel公司又推出了高性能的 16位单片机
MCS—96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使芯片集成度高达 12万只晶体管 /片 。
第 5阶段 （ 90年代 ）,单片机在集成度,功能,
速度,可靠性,应用领域等全方位向更高水平发展 。
绪 论三,单片机的应用单片机的特点：体积小,重量轻,价格便宜,功耗低,
控制功能强,运算速度快等特点 。
单片机在国民经济建设,军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用 。 按照单片机的特点,其应用可分为 单机应用与多机应用 。
1,单机应用在一个应用系统中,只使用 1片单片机称为单机应用,这是目前应用最多的一种方式 。
应用的主要领域,
绪 论
(1) 测控系统 。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统,自适应控制系统,数据采集系统等,达到测量与控制的目的 。
(2) 智能仪表 。 用单片机改造原有的测量,控制仪表,
促进仪表向数字化,智能化,多功能化,综合化,柔性化方向发展 。
(3) 机电一体化产品 。 单片机与传统的机械产品相结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化 。
绪 论
(4) 智能接口 。 在计算机控制系统,特别是在较大型的工业测,控系统中,用单片机进行接口的控制与管理,
加之单片机与主机的并行工作,大大提高了系统的运行速度 。
(5) 智能民用产品 。 如在家用电器,玩具,游戏机,
声像设备,电子秤,收银机,办公设备,厨房设备等许多产品中,单片机控制器的引入,不仅使产品的功能大大增强,性能得到提高,而且获得了良好的使用效果 。
绪 论
2,多机应用单片机的多机应用系统可分为功能集散系统,并行多机处理及局部网络系统 。
(1) 功能集散系统 。 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统 。
(2) 并行多机控制系统 。 并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题,以便构成大型实时工程应用系统 。
(3) 局部网络系统 。
绪 论四,单片机系列简介单片机生产厂商,如,Intel,Motorola,Philips、
Siemens,NEC,ADM,Zilog等公司,其主流产品有几十个系列,几百个品种 。
共同的特点：集 CPU,RAM,ROM（ 或 EPROM）,
I/O接口,定时器 /计数器,中断系统为一体 。 其原理大同小异 。
Intel公司的系列产品：
MCS — 48系列,
MCS— 51系列,
MCS— 96系列 。
绪 论
Intel单片机系列性能简介绪 论五,单片机的软硬件系统：
（ 1） 硬件系统：
运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备 。
图 0-1 计算机结构框图输入设备 存储器运算器控制器输出设备数据控制信号指令数据控制信号控制信号数据控制信号绪 论
（ 2）单片机的软件系统：
系统软件、应用软件和程序设计语言。
单片机由于硬件支持和需要所限，其软件系统比较简单。
单片机简单的操作系统程序，通常称之为 监控程序 。
为单片机中最重要的系统软件。
单片机的程序设计语言为 汇编语言。
重要内容,指令系统及汇编语言程序设计 。
绪 论半导体工艺,HMOS和 CHMOS。
片内 ROM的配置,4K和 8K。
六,MCS— 51单片机系列绪 论小结：
本部分主要介绍了单片机的定义、发展简史、应用现状、
MCS－ 51单片机的系列。
要求：
掌握单片机的定义和特点；
了解常用单片机的系列；
掌握 MCS-51系列单片机的分类。
课后作业：
查阅资料了解单片机的应用现状；寻找 1～ 2个学习单片机的网站。
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绪 论课程内容绪论第一章 微型计算机基本知识第二章 MCS-51单片机的结构和原理第三章 MCS-51单片机的指令系统第四章 汇编语言程序设计第五章 MCS-51单片机中断系统与定时 /计数器第六章 MCS-51单片机的串行通信接口第七章 存储器与存储器扩展第八章 MCS-51单片机接口技术第九章 单片机与数 /模及模 /数转换接口第十章 单片机应用设计举例绪 论要求：
1,不能无故缺课
2,作业和实验独立完成考试：
1,闭卷考试：占 70%
2,实验、设计：占 30%
绪 论参考书：
1.喻萍，郭文川主编：单片机原理与接口技术，化学工业出版社,2006
2.李广第：单片机基础，北京航天航空大学出版社（多版）
3,李全利，迟荣强编著,单片机原理及接口技术,高等教育出版社,2004.1
4,张迎新等,单片机初级教程 —— 单片机基础,北京航空航天大学,2000.6
绪 论绪 论一、单片机的定义二、单片机的发展历史三、单片机的应用四、单片机系列简介五、单片机的软硬件系统六,MCS— 51单片机系列绪 论一、单 片机的定义,
把 CPU,RAM,ROM,定时器 /计数器以及 I/O接口电路 等计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机 。
二,单片机的发展历史：
自 1971年美国 Intel公司首先推出 4位微处理器以来,它的发展到目前为止大致可分为 5个阶段,
绪 论第 1阶段 （ 1971～ 1976）,单片机发展的初级阶段 。
1971年 11月 Intel公司首先设计出集成度为 2 000只晶体管 /
片的 4位微处理器 Intel 4004,并配有 RAM,ROM和移位寄存器,构成了第一台 MCS—4微处理器,而后又推出了 8位微处理器 Intel 8008,以及其它各公司相继推出的 8位微处理器 。
绪 论第 2阶段 （ 1976～ 1980）,低性能单片机阶段 。
以 1976年 Intel公司推出的 MCS—48系列为代表,采用将
8位 CPU,8位并行 I/O接口,8位定时 /计数器,RAM和
ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构,虽然其寻址范围有限 （ 不大于 4 KB）,也没有 串行 I/O,RAM,ROM
容量小,中断系统也较简单,但功能可满足一般工业控制和智能化仪器,仪表等的需要 。
绪 论第 3阶段 （ 1980～ 1983）,高性能单片机阶段 。
这一阶段推出的高性能 8位单片机普遍带有串行口,
有 多级中断处理 系统,多个 16位定时器 /计数器 。 片内
RAM,ROM的容量加大,且寻址范围可达 64 KB,个别片内还带有 A/D转换接口 。
绪 论第 4阶段 （ 1983～ 80年代末 ）,16位单片机阶段 。
1983年 Intel公司又推出了高性能的 16位单片机
MCS—96系列,由于其采用了最新的制造工艺,使芯片集成度高达 12万只晶体管 /片 。
第 5阶段 （ 90年代 ）,单片机在集成度,功能,
速度,可靠性,应用领域等全方位向更高水平发展 。
绪 论三,单片机的应用单片机的特点：体积小,重量轻,价格便宜,功耗低,
控制功能强,运算速度快等特点 。
单片机在国民经济建设,军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用 。 按照单片机的特点,其应用可分为 单机应用与多机应用 。
1,单机应用在一个应用系统中,只使用 1片单片机称为单机应用,这是目前应用最多的一种方式 。
应用的主要领域,
绪 论
(1) 测控系统 。 用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统,自适应控制系统,数据采集系统等,达到测量与控制的目的 。
(2) 智能仪表 。 用单片机改造原有的测量,控制仪表,
促进仪表向数字化,智能化,多功能化,综合化,柔性化方向发展 。
(3) 机电一体化产品 。 单片机与传统的机械产品相结合,使传统机械产品结构简化,控制智能化 。
绪 论
(4) 智能接口 。 在计算机控制系统,特别是在较大型的工业测,控系统中,用单片机进行接口的控制与管理,
加之单片机与主机的并行工作,大大提高了系统的运行速度 。
(5) 智能民用产品 。 如在家用电器,玩具,游戏机,
声像设备,电子秤,收银机,办公设备,厨房设备等许多产品中,单片机控制器的引入,不仅使产品的功能大大增强,性能得到提高,而且获得了良好的使用效果 。
绪 论
2,多机应用单片机的多机应用系统可分为功能集散系统,并行多机处理及局部网络系统 。
(1) 功能集散系统 。 多功能集散系统是为了满足工程系统多种外围功能的要求而设置的多机系统 。
(2) 并行多机控制系统 。 并行多机控制系统主要解决工程应用系统的快速性问题,以便构成大型实时工程应用系统 。
(3) 局部网络系统 。
绪 论四,单片机系列简介单片机生产厂商,如,Intel,Motorola,Philips、
Siemens,NEC,ADM,Zilog等公司,其主流产品有几十个系列,几百个品种 。
共同的特点：集 CPU,RAM,ROM（ 或 EPROM）,
I/O接口,定时器 /计数器,中断系统为一体 。 其原理大同小异 。
Intel公司的系列产品：
MCS — 48系列,
MCS— 51系列,
MCS— 96系列 。
绪 论
Intel单片机系列性能简介绪 论五,单片机的软硬件系统：
（ 1） 硬件系统：
运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备 。
图 0-1 计算机结构框图输入设备 存储器运算器控制器输出设备数据控制信号指令数据控制信号控制信号数据控制信号绪 论
（ 2）单片机的软件系统：
系统软件、应用软件和程序设计语言。
单片机由于硬件支持和需要所限，其软件系统比较简单。
单片机简单的操作系统程序，通常称之为 监控程序 。
为单片机中最重要的系统软件。
单片机的程序设计语言为 汇编语言。
重要内容,指令系统及汇编语言程序设计 。
绪 论半导体工艺,HMOS和 CHMOS。
片内 ROM的配置,4K和 8K。
六,MCS— 51单片机系列绪 论小结：
本部分主要介绍了单片机的定义、发展简史、应用现状、
MCS－ 51单片机的系列。
要求：
掌握单片机的定义和特点；
了解常用单片机的系列；
掌握 MCS-51系列单片机的分类。
课后作业：
查阅资料了解单片机的应用现状；寻找 1～ 2个学习单片机的网站。
