单片机教案第1章.doc

单片机教案第单片机教案第 1 1 章章本文由 whb7910496 贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看21 天学 单片机开发 天学 51 单片机开发 天学第一讲： 系列单片机概述 第一讲：51 系列单片机概述北京源智天下科技有限公司联系方式：课程安排? ? ? ? ? ? ?了解 51 系列单片机 了解 系列单片机 介绍 51 系列单片机的典型引脚结构 介绍 系列单片机的典型引脚结构 介绍 51 系列单片机的内部结构 介绍 系列单片机的内部结构 中央处理器结构 存储器结构 单片机指令时序 掉电保护 低功耗模式北京源智天下科技有限公司1-2联系方式：了解 51 系列单片机 了解 系列单片机? ?单片机——单片微型计算机（Single-Chip 单片微型计算机（ 单片机 单片微型计算机 Microcomputer）的简称 ） 1946 年，世界上第一台电子数字计算机 年 世界上第一台电子数字计算机ENIAC 在美国 在美国 宾夕法尼亚大学研制成功 宾夕法尼亚大学研制成功 单片机内部集成如下部件： 单片机内部集成如下部件：– – – – 中央处理器（ 中央处理器（Central Processing Unit，CPU） ， ） 只读存储器（ 只读存储器（Read Only Memory，ROM） ， ） 随机存取存储器（ 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM） ， ） 定时器/计数器及 计数器及 I/O（ 定时器 计数器及 （Input/Output）接口等部件。

）接口等部件单片机成为最重要的可编程硬件控制单元北京源智天下科技有限公司1-3联系方式：了解 51 系列单片机 了解 系列单片机发展历史： 发展历史：– 1970 年~1974 年：诞生了第一代 位的单片机这类单片 年 位的单片机 年 诞生了第一代 4 位的单片机 机已经具有了并行I/O 接口 以及一些常用的 A/D 和 D/A 接口， 机已经具有了并行 接口，以及一些常用的 和 等资源这在当时来说是非常强大的， 等资源这在当时来说是非常强大的，通过灵活的控制 能力，使其应用于电视机、收音机和电子玩具中 能力，使其应用于电视机、收音机和电子玩具中 – 1974 年~1978 年：单片机进入 位时代这个时期以 位时代 年 年 单片机进入 8 位时代 这个时期以 Intel 公司的 MCS-48 系列单片机最具代表性此时的单片机内 系列单片机最具代表性 公司的 系列单片机最具代表性 部集成了更为强大的 8 位 内核、 接口、 部集成了更为强大的 位 CPU 内核、多个并行 接口、 内核 多个并行 I/O 接口 同时增加了定时器/计数器以及小容量的 计数器以及小容量的 RAM 和 ROM 等。

同时增加了定时器 计数器以及小容量的 和 等 – 1978 年~1983 年：Intel 公司的 公司的 MCS-51 系列为代表，标志 系列为代表， 年 年 公司的 系列为代表 着进入高档 8 位单片机时代 这个时期的单片机工作频率、 位单片机时代 着进入高档 位单片机时代这个时期的单片机工作频率、 硬件资源和 RAM/ROM 容量等都有极大的突破，创新地 容量等都有极大的突破， 硬件资源和 容量等都有极大的突破 加入了串口通信接口以及多级中断处理系统 加入了串口通信接口以及多级中断处理系统我们现在 所广泛使用的单片机都仍以该内核为基础，因此， 所广泛使用的单片机都仍以该内核为基础，因此，也常 成为 51 系列单片机 系列单片机 成为 系列单片机北京源智天下科技有限公司1-4联系方式：了解 51 系列单片机 了解 系列单片机随后，单片机市场便进入百花齐放、百家争鸣时代 随后，单片机市场便进入百花齐放、百家争鸣时代各 个厂商不仅在增强单片机的性能， 个厂商不仅在增强单片机的性能，同时还推出了不同类 型的单片机 型的单片机– – – – – – PIC 系列 系列 AVR 系列 系列 ARM 系列 系列 C8051F 系列 系列 PSoC 系列 系列 等等北京源智天下科技有限公司1-5联系方式：了解 51 系列单片机 了解 系列单片机单片机的应用领域– 家电产品，例如在电视、、冰箱、空调、洗衣机、家用防 家电产品，例如在电视、、冰箱、空调、洗衣机、 盗报警器等。

在这里设备中，单片机主要用于功能控制 盗报警器等在这里设备中，单片机主要用于功能控制 – 随身影音设备，例如 随身影音设备，例如 MP3、MP4、录音笔等在这里设备中， 、 、录音笔等在这里设备中， 单片机用于系统控制和功能管理 单片机用于系统控制和功能管理 – 电子玩具，例如各种电动玩具、发声玩具、玩具机器人、遥控 电子玩具，例如各种电动玩具、发声玩具、玩具机器人、 电动车、遥控航模等在这里设备中， 电动车、遥控航模等在这里设备中，单片机实现了核心功能 的控制和智能人机接口 的控制和智能人机接口 – 机电一体化设备，例如车床、铣床、数控机床等在这类设备 机电一体化设备，例如车床、铣床、数控机床等 单片机作为机电一体化设备的控制器， 中，单片机作为机电一体化设备的控制器，可以简化机械产品 的结构设计，实现智能的生产和操作控制， 的结构设计，实现智能的生产和操作控制，并扩展原有设备的 功能 – 数据通信，例如无线数传、大容量存储设备等在这类设备中 数据通信，例如无线数传、大容量存储设备等 单片机依靠串口、并口或者高速USB 接口等，实现计算机之 接口等， ，单片机依靠串口、并口或者高速 接口等 计算机与外围设备之间的控制和数据传输等。

间、计算机与外围设备之间的控制和数据传输等 – 测控设备，例如数据采集系统、示波器、智能仪表等在这里 测控设备，例如数据采集系统、示波器、智能仪表等 设备中，依靠单片机强大控制和通信能力，实现测试、 设备中，依靠单片机强大控制和通信能力，实现测试、测量和 控制等功能 控制等功能 北京源智天下科技有限公司1-6联系方式：了解 51 系列单片机 了解 系列单片机单片机的发展方向– 高速早期的 51 内核只有几 高速早期的 内核只有几 内核只有几 MHz 的运行频率，现在各个公司推 的运行频率， 的运行频率 出的 51 单片机产品均能够达到几十 单片机产品均能够达到几十 MHz 的运行频率，例如 的运行频率， 出的 单片机产品均能够达到几十 的运行频率 Atmel 公司的 公司的 AT89S 系列的单片机最大运行于 系列的单片机最大运行于 33MHz，还有其 公司的 系列的单片机最大运行于 ， 他一些公司的产品也都具有很高的速度 他一些公司的产品也都具有很高的速度 – 缩短指令执行周期早期的 内核指令一般需要 缩短指令执行周期早期的 51 内核指令一般需要 内核指令一般需要 1~4 个指令周 个指令周 期来完成，最快的单周期指令也需要 6 个时钟周期 相当于 12 个时钟周期， 期来完成，最快的单周期指令也需要 个时钟周期，相当于 个时钟振荡周期。

新的增强型 51 内核大大缩短了指令的执行周 个时钟振荡周期新的增强型 内核大大缩短了指令的执行周 例如 MAXIM 的高速单片机每机器周期使用一个时钟，速度 的高速单片机每机器周期使用一个时钟， 期，例如 的高速单片机每机器周期使用一个时钟 是标准8051 的 33 倍还有其他一些公司也相应提高了指令的执 是标准 的 倍 行时间 行时间 – 低功耗单片机主要应用于各种嵌入式设备中，这类设备最大 低功耗单片机主要应用于各种嵌入式设备中， 的共性便是采用电池供电，需要具有出色的功耗控制否则，的共性便是采用电池供电，需要具有出色的功耗控制否则， 一个产品很快没电了，便毫无使用价值了 一个产品很快没电了，便毫无使用价值了现在的单片机功耗 都在逐步下降，同时还提供了丰富的低功耗模式可供选择， 都在逐步下降，同时还提供了丰富的低功耗模式可供选择，大 大延长了电池的使用时间 大延长了电池的使用时间 – 高度集成性现在的单片机集成了越来越多的功能，例如 高度集成性现在的单片机集成了越来越多的功能，例如 A/D 转换、 转换、 接口、 接口、 接口、 转换、D/A 转换、SPI 接口、I2C 接口、USART 接口、USB 接口 转换 接口 接口 接口 接口 接口等等。

、CAN 接口等等在有些设计项目中，甚至仅靠一个单片机便 接口等等 在有些设计项目中， 可以完成所有的工作，真正实现“单片”的含义 可以完成所有的工作，真正实现“单片”的含义 – 减小封装尺寸单片机在提高强度的接口功能的同时，其封装 减小封装尺寸单片机在提高强度的接口功能的同时， 体积也在逐步减少这样，可以减少电路板的使用面积， 体积也在逐步减少这样，可以减少电路板的使用面积，使最 终产品小型化目前的、 终产品小型化目前的、笔记本等的日益小型化便是很好 的体现 的体现 北京源智天下科技有限公司1-7联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构北京源智天下科技有限公司1-8联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构电源引脚– VCC（Pin40）：正电源引脚 （ ）：正电源引脚 ）：正电源引脚 正电源接 4.0～ 电压， 正电源接 ～5.0V 电压，正常 电压 工作电压为+5V 工作电压为 – GND（Pin20）：接地引脚 ）：接地引脚 （ ）：接地引脚北京源智天下科技有限公司1-9联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构时钟引脚– XTAL1（Pin19）：用作片内振 （ ）：用作片内振 ）： 荡电路的输入端。

荡电路的输入端 – XTAL2（Pin18）：用作片内振 ）：用作片内振 （ ）： 荡电路的输出端或者外部时钟 源的输入引脚 源的输入引脚北京源智天下科技有限公司1-10联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构P0 端口即 端口即 P0.0～P0.7，占据 端口即 ～ ， Pin39～Pin32 共 8 个引脚P0 端 个引脚 端 ～ 共 个引脚 口具有两个功能， 口具有两个功能，既可以用作双 向数据总线口， 向数据总线口，也可以分时复用 输出低 8 位地址总线 位地址总线 输出低 位地址总线Q北京源智天下科技有限公司1-11联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构P1 端口即 P1.0～P1.7，占据 端口即 端口 ～ ， Pin1～Pin8共 8 个引脚P1 端口 个引脚 端口 ～ 共 个引脚 一般用做通用I/O 端口 端口， 一般用做通用 端口，是 8 位准 位准 并行的，具备 4 个 并行的，具备 个 TTL 负载的驱 负载的驱 动能力 端口可以用做位处理 端口可以用做位处理， 动能力P1 端口可以用做位处理， 既各位都可以单独输出或输入数 据。

Q北京源智天下科技有限公司1-12联系方式：51 系列单片机的典型引脚结构 系列单片机的典型引脚结构P2 端口即 端口即 P2.0～P2.7，占据 端口即 ～ ， Pin21～Pin28 共 8 个引脚。