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1、單片微型計(jì)算機(jī)原理 及應(yīng)用第1章單片計(jì)算機(jī)概述§1-1現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大分支MPU—微處理器（用于大數(shù)量數(shù)值計(jì)算無止盡要求，滿足數(shù)字模擬仿真，數(shù)字信號(hào)處理，圖象分析，人工智能等領(lǐng)域）。重要指標(biāo)：數(shù)據(jù)總線寬度及外圍尋址能力。數(shù)據(jù)總線寬度從8—16—32—64位過渡，指令系統(tǒng)上突出了數(shù)字運(yùn)算和邏輯運(yùn)算MCU—微控制器（用于快速實(shí)時(shí)對(duì)外部事件、對(duì)象實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集，判斷、處理、參數(shù)控制等要求，構(gòu)成工控系統(tǒng)，適應(yīng)各種對(duì)象的控制需要）重要指標(biāo)：高速I/O口，計(jì)數(shù)器的捕獲，比較功能，A/D，D/A轉(zhuǎn)換,功率驅(qū)動(dòng)I/O口，位尋址及位操作，程序運(yùn)行監(jiān)督等，
2、數(shù)據(jù)總線寬度及外圍尋址只是單片機(jī)眾多指標(biāo)之一?！?-2微型計(jì)算機(jī)單板機(jī)單片機(jī)1.微型計(jì)算機(jī)若將運(yùn)算器與控制器集成在一塊硅片上，稱該芯片為中央處理器CPU或MPU。若再將它與大規(guī)模集成電路制成的主存儲(chǔ)器，I/O接口電路用總線結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來就構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)2.單板機(jī)將CPU、RAM、ROM、I/O接口封裝在一塊印刷電路板上，就成為單板機(jī)3.單片機(jī)若在一塊半導(dǎo)體芯片上，能容納一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)的4個(gè)基本組成部分，則這種芯片就被稱為單片微型計(jì)算機(jī)§1-3單片機(jī)的發(fā)展簡況及應(yīng)用1976年INTEL公司推出第一個(gè)8位單片機(jī)系列（MCS-48）至今，經(jīng)歷了外
3、圍集成、總線完善、功能集成、全方位發(fā)展階段，已走過了三代發(fā)展歷程一、第一代單片機(jī)始于1976年，主要實(shí)現(xiàn)單個(gè)芯片上計(jì)算機(jī)的集成，為初級(jí)階段。典型產(chǎn)品：Intel公司MCS-48系列、Motorola公司6801系列、Zilog公司Z8系列特點(diǎn)：采用專門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將CPU及外圍單元集成在一塊芯片上，指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向控制功能要求，具有較強(qiáng)的控制功能。8位CPU，并行I/O口，8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，RAM等。無串行I/O口，尋址范圍不大于4K。二、第二代單片機(jī)1978—1983。高性能單片機(jī)階段。典型代表：Intel的MCS-51系列特點(diǎn)：完善外部總
4、線，確立了單片機(jī)的基本控制功能。單片機(jī)均帶有串行I/O口，具有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)，16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，尋址范圍可達(dá)到64K三、第三代單片機(jī)1983—至今。8位單片機(jī)鞏固完善，16位單片機(jī)推出普及應(yīng)用及32位單片機(jī)也投入使用典型產(chǎn)品：各大公司紛紛開發(fā)出自己的單片機(jī)系列，如Motorola,Philips,Intel等技術(shù)特點(diǎn)：全速發(fā)展單片機(jī)的控制功能。16位單片機(jī)除CPU為16位以外，片內(nèi)RAM/ROM容量進(jìn)一步擴(kuò)大，片內(nèi)RAM增加為232B，ROM為8KB，且片內(nèi)帶有高速I/O部件，保證程序可靠運(yùn)行的WDT，多通道10位A/D轉(zhuǎn)換器，具有8級(jí)
5、中斷，人機(jī)接口等等?！?-4我國單片機(jī)16年探索時(shí)期（80年代初）起步時(shí)期（1986—1990）開拓時(shí)期（1990—1995）發(fā)展時(shí)期（1995—至今）5新時(shí)期新理念探索起步開拓發(fā)展§1-5單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以MCS-51系列舉例：①在數(shù)據(jù)RAM區(qū)開辟了一個(gè)工作寄存器區(qū)，區(qū)內(nèi)共分4組，每組8個(gè)寄存器，共計(jì)32個(gè)工作寄存器，提供21個(gè)特殊功能寄存器，完成定時(shí)，串口，中斷等功能②存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上：從空間將程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，采用不同尋址方式，用兩個(gè)不同地址指針。PC-程序存儲(chǔ)器，DPTR-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器③I/O接口特點(diǎn)：通道口引線在程序控制下都可有第二功
6、能，用戶可靈活使用。④內(nèi)部有一個(gè)全雙功的串行接口，可同時(shí)發(fā)送接收數(shù)據(jù)⑤有專門的位處理機(jī)。§1-6單片機(jī)的開發(fā)及開發(fā)工具開發(fā)：提出任務(wù)→定型生產(chǎn)→投入使用的過程稱對(duì)微機(jī)進(jìn)行開發(fā)包括：系統(tǒng)（產(chǎn)品）總體方案論證，設(shè)計(jì)硬件，軟件開發(fā)，目標(biāo)樣機(jī)的調(diào)試等。開發(fā)過程明顯特點(diǎn)：微計(jì)算機(jī)化的產(chǎn)品軟，硬件分不開為此設(shè)計(jì)了專門的微型機(jī)開發(fā)系統(tǒng)MDSP3圖1-2單片計(jì)算機(jī)開發(fā)系統(tǒng)一般應(yīng)具有4方面的基本功能：①硬件電路診斷、檢查②用戶程序輸入、修改③程序運(yùn)行、調(diào)試、單步、斷點(diǎn)運(yùn)行④程序可固化到EPROM中去§1-7單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域工業(yè)自動(dòng)化智能儀表及集成智能傳感器家
7、用電器領(lǐng)域辦公自動(dòng)化五汽車、航空航天電子系統(tǒng)§1—8嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)一定義：將計(jì)算機(jī)軟件和硬件結(jié)合起來，構(gòu)成一個(gè)專門的計(jì)算裝置，完成特定的功能或任務(wù)。是一個(gè)大系統(tǒng)或大電子設(shè)備中的一部分，工作在一個(gè)與外界發(fā)生交互并受到時(shí)間約束的環(huán)境中，在無人工干預(yù)的情況下進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。其中軟件用以實(shí)現(xiàn)有關(guān)功能并使其系統(tǒng)具有適應(yīng)性和靈活性；硬件用以滿足性能甚至安全的需要。二特性：1完成單一或一組緊密相關(guān)的特定功能2具有高性能和實(shí)時(shí)的要求，且這些要求正不斷增加3系統(tǒng)作為設(shè)備的一部分，其運(yùn)行一般不需要人工干預(yù)系統(tǒng)的電源可靠性和安全性通常是影響設(shè)計(jì)的重要因素處理器的選
8、擇是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵一步用途：用途很廣，如移動(dòng)通信設(shè)備（手機(jī)）、數(shù)字相機(jī)或攝像機(jī)、洗衣機(jī)、微波爐、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、工業(yè)儀器/儀表、汽車剎車、引擎控制等。對(duì)于各個(gè)嵌入式系統(tǒng)其要求
