认识单片机和单片机最小系统.doc

项目一认识单片机及单片机最小系统
知道单片机的概念
了解单片机的应用领域
了解AT89S51单片机命名规则、封装形式和外形实物
熟悉AT89S51单片机各引脚的功能
了解单片机内部结构
学会制作单片机最小系统
了解单片机应用系统的建立过程
自从1946年美国宾夕尼亚大学研制了世界上第一台数字电子计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator puter)以来,计算机的发展经历了四个时代。在短短的几十年中,已发展出大规模和超大规模集成电路的计算机,其运算速度每秒钟可达上万亿次以上。近年来,计算机正朝着巨型化、智能化、网络化、微型化的方向发展。
微型化的发展也就是微型计算机的发展。在微型计算机中,单片微型计算机(简称单片机)是其重要的成员。单片机的发展也非常迅速,它依靠一定的硬件基础,根据特定环境,能完成一定的需求。因其结构比较简单、工作任务针对性较强,使得在国民经济的各个领域中都能看见它的踪迹。
自从1974年美国仙童(Fairchild)公司运用计算机技术生产了世界上第一块单片机(F8)以来,在短短的几十年中,作为微型计算机中的一个重要分支,单片机的应用面极广,发展速度也很惊人。
随着计算机技术的发展,微型计算机应用越来越广泛,越来越多的电器也具有了“自动”、“智能”、“微电脑控制”等功能。例如微电脑控制电磁炉、全自动洗衣机,智能电风扇等。那么这些“自动”、“智能”、“微电脑控制”到底是什么呢?又怎么去实现的呢?
能够实现这些功能的主角就是——单片机。

所谓单片机,就是一块集成电路芯片。它采用超大规模集成技术把具有数据处理能力(如算术运算、逻辑运算、数据传输、中断处理)的微型中央处理器(CPU)、随机存取数据存储器(RAM)、只读程序存储器(ROM)、输入/输出电路(I/O接口),甚至还包括振荡电路、定时计数器、串行通信接口(SCI)、显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)、脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块芯片上,构成一个小而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
这样一块集成电路具有一台计算机的基本功能,因而被称为单片微型计算机(Single Chip puter),简称“单片机(SCM)”,也被称为微控制单元或者微控制器(MCU),MCU(Micro Controller Unit)。所以,单片机就是一台芯片级的微型计算机。
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统,可以通过软件控制来实现,并能够实现智能化。现在单片机的应用领域非常广泛,其应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。它是控制技术的一次革命,是一座重要的里程碑。
图1-1-1 各种各样的单片机

单片机广泛应用于家用电器、数码电子产品、医用电子设备、智能仪器仪表、计算机网络和通信、实时工业生产管理及过程控制等领域,大致可分为以下几个范畴。
1、在家用电器/数码电子产品中的应用
现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,大到电冰箱、洗衣机、空调、彩电、电饭煲,小到笔记本电脑、数码摄像/照相机、智能手机等,无所不在。家用电器是单片机的一个重要应用领域,前景十分广阔。图1-1-2列出了一些现在市面上较流行的家电、码数产品。
图1-1-2 单片机在洗衣机等家用电器中的应用
2、在医用电子设备中的应用
单片机在医用设备中的用途也相当广泛,如医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备及病床呼叫系统等。
图1-1-3 单片机在过敏皮试仪、超声波诊断仪、X光机等医疗器设备中的应用
3、在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中。结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素和压力等物理量的测量。采用单片机控制可使仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比采用电子或数字电路要更加强大。例如,精密的测量设备(功率计、示波器和各种分析仪等)。
图1-1-4是一个PH/ORP仪表,用于环境监测、工矿企业、科学研究、水产养殖场等场合的pH值的测定并经内部处理后显示在LCD显示屏上。
图1-1-4 单片机在智能仪器仪表中的应用
4、在计算机网络和通信中的应用
单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件。现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机、电话、小型程控交换机、楼宇自动通信呼