第1章 希望对大家有所帮助.ppt

21天学51单片机开发
第一讲:51系列单片机概述
课程安排
了解51系列单片机
介绍51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
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
了解51系列单片机
单片机——单片微型计算机(Single-Chip puter)的简称
1946年,世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学研制成功。
单片机内部集成如下部件:
中央处理器(Central Processing Unit,CPU)
只读存储器(Read Only Memory,ROM)
随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)
定时器/计数器及I/O(Input/Output)接口等部件。
单片机成为最重要的可编程硬件控制单元
了解51系列单片机
发展历史:
1970年~1974年:诞生了第一代4位的单片机。这类单片机已经具有了并行I/O接口,以及一些常用的A/D和D/A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。
1974年~1978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。此时的单片机内部集成了更为强大的8位CPU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RAM和ROM等。
1978年~1983年:Intel公司的MCS-51系列为代表,标志着进入高档8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,也常成为51系列单片机。
了解51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。各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。
PIC系列
AVR系列
ARM系列
C8051F系列
PSoC系列
等等
了解51系列单片机
单片机的应用领域
家电产品,例如在电视、电话、冰箱、空调、洗衣机、家用防盗报警器等。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MP3、MP4、录音笔等。在这里设备中,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。
机电一体化设备,例如车床、铣床、数控机床等。在这类设备中,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,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,单片机依靠串口、并口或者高速USB接口等,实现计算机之间、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。
了解51系列单片机
单片机的发展方向
高速。早期的51内核只有几MHz的运行频率,现在各个公司推出的51单片机产品均能够达到几十MHz的运行频率,例如Atmel公司的AT89S系列的单片机最大运行于33MHz,还有其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51内核指令一般需要1~4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个时钟振荡周期。新的增强型51内核大大缩短了指令的执行周期,例如MAXIM的高速单片机每机器周期使用一个时钟,速度是标准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。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,大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A/D转换、D/A转换、SPI接口、I2C接口、USART接口、USB接口、CAN接口等等。在有些设计项目中,甚至仅靠一个单片机便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。目前的手机、笔记本等的日益小型化便是很好的体现。
51系列单片机的典型引脚结构
51系列单片机的典型引脚结构
电源引脚
VCC(Pin40):正电源引脚。~,正常工作电压为+5V。
GND(Pin20):接地引脚。
51系列单片机的典型引脚结构
时钟引脚
XTAL1(Pin19):用作片内振荡电路的输入端。
XTA