第1章-單片機(jī)概述模板

1、太原理工大學(xué)太原理工大學(xué) 電氣與動力工程學(xué)電氣與動力工程學(xué)院院1 1第第1 1章章 單片機(jī)概述單片機(jī)概述2第第1 1章章 單片機(jī)概述單片機(jī)概述第第2 2章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)第第3 3章章 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)第第4 4章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第第5 5章章 單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和仿真（單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和仿真（ProteusProteus）第第6 6章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)中斷系統(tǒng)單片機(jī)中斷系統(tǒng)第第7 7章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)的定時單片機(jī)的定時/ /計(jì)數(shù)器

2、計(jì)數(shù)器第第8 8章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)串行口單片機(jī)串行口第第9 9章章 AT80S51AT80S51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù)單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù)教學(xué)教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容：3教材：教材：n1. 1. 何秋生，何秋生，單片機(jī)原理及應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）（第二版） 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社n2.2.賈好來，賈好來，單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社n3. 3. 張毅剛，張毅剛，單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版），（第二版），高等教育出版社高等教育出版社41. 1. 介紹單片機(jī)介紹單片機(jī)基基礎(chǔ)知識、發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域

3、及發(fā)展趨勢礎(chǔ)知識、發(fā)展歷史、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢。2. 2. 介紹介紹8 8位單片機(jī)的主流機(jī)型，較大市場份額的位單片機(jī)的主流機(jī)型，較大市場份額的MCS-51MCS-51系系列單片機(jī)及其兼容的單片機(jī)（統(tǒng)稱為列單片機(jī)及其兼容的單片機(jī)（統(tǒng)稱為5151系列單片機(jī)）系列單片機(jī)）3.3.詳詳細(xì)介紹細(xì)介紹美國美國ATMELATMEL公司的公司的AT89C5x/AT89S5xAT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)系列單片機(jī)及代表性產(chǎn)品及代表性產(chǎn)品AT89S51AT89S514. 4. 簡要介紹簡要介紹其其他他類型類型的單片機(jī)。的單片機(jī)。5. 5. 初步了解初步了解嵌入式處理器嵌入式處理器：單片機(jī)，數(shù)字信號處理

4、器單片機(jī)，數(shù)字信號處理器（DSPDSP）、嵌入式微處理器）、嵌入式微處理器第一章教學(xué)第一章教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容：5 5n單片機(jī)單片機(jī)2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代問世年代問世，廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化、自廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化、自動檢測與控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化設(shè)備、汽車電動檢測與控制、智能儀器儀表、機(jī)電一體化設(shè)備、汽車電子、家用電器等各個方面。子、家用電器等各個方面。1.1 1.1 什么是單片機(jī)什么是單片機(jī)n一片半導(dǎo)體硅片集成一片半導(dǎo)體硅片集成：中央處理單元（中央處理單元（CPUCPU）、存儲器（）、存儲器（RAMRAM、ROMROM）、并行）、并行I/OI/O、串行、串行I/OI/O、定時器、定

5、時器/ /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算機(jī)的微型計(jì)算機(jī)，簡稱簡稱單片機(jī)單片機(jī)。6789 9n按照其用途可分為按照其用途可分為通用型通用型和和專用型專用型兩大類。兩大類。（1 1）通用型通用型單片機(jī)單片機(jī)就是其內(nèi)部可開發(fā)的資源（如存就是其內(nèi)部可開發(fā)的資源（如存儲器、儲器、I/OI/O等各種外圍功能部件等）可以全部提供等各種外圍功能部件等）可以全部提供給用戶。給用戶。（2 2）專用型專用型單片機(jī)是專門針對某些產(chǎn)品的單片機(jī)是專門針對某些產(chǎn)品的特定用途特定用途而制作的單片機(jī)。而制作的單片機(jī)。n無論無論“專用專用”單片機(jī)在用途上有多么單片機(jī)在用

6、途上有多么“專?！?，其基本結(jié)構(gòu)，其基本結(jié)構(gòu)和工作原理都是和工作原理都是以通用單片機(jī)為基礎(chǔ)以通用單片機(jī)為基礎(chǔ)的。的。101.2 1.2 單片機(jī)的發(fā)展歷史單片機(jī)的發(fā)展歷史n單片機(jī)單片機(jī)按按其處理的其處理的二進(jìn)制位數(shù)二進(jìn)制位數(shù)主要分為：主要分為：4 4位位單片機(jī)、單片機(jī)、8 8位位單片機(jī)、單片機(jī)、1616位位單片機(jī)和單片機(jī)和3232位位單片機(jī)。發(fā)展大致分為單片機(jī)。發(fā)展大致分為4 4個階段個階段。n第一階段第一階段（19741974年年19761976年）：單片機(jī)年）：單片機(jī)初級階段初級階段。功能比較簡單。功能比較簡單。19741974年年1212月，仙童公司推出了月，仙童公司推出了8 8位的位的F8

7、F8單單片機(jī)，實(shí)際上只包括了片機(jī)，實(shí)際上只包括了8 8位位CPUCPU、64B RAM64B RAM和和2 2個并行口。個并行口。n第二階段第二階段（19761976年年19781978年）：年）：低性能單片機(jī)階段低性能單片機(jī)階段。19761976年年IntelIntel的的MCS-48MCS-48單片機(jī)（單片機(jī)（8 8位）極大地促進(jìn)了單片位）極大地促進(jìn)了單片機(jī)的變革和發(fā)展，機(jī)的變革和發(fā)展，19771977年年GIGI公司公司推出了推出了PIC 1650PIC 1650，但這，但這個階段仍處于低性能階段。個階段仍處于低性能階段。1011n第三階段第三階段（19781978年年19831983年

8、）：年）：高性能單片機(jī)階段高性能單片機(jī)階段。19781978年，年，ZilogZilog公司公司推出推出Z8Z8單片機(jī)單片機(jī)，19801980年，年，IntelIntel公公司司在在MCS-48MCS-48系列系列基礎(chǔ)上基礎(chǔ)上推出推出MCS-51MCS-51系列系列，MortorolaMortorola推推出出68016801單片機(jī)單片機(jī)。使單片機(jī)的性能及應(yīng)用躍上新的臺階。使單片機(jī)的性能及應(yīng)用躍上新的臺階。此后，此后，各公司的各公司的8 8位單片機(jī)迅速發(fā)展。推出的單片機(jī)普位單片機(jī)迅速發(fā)展。推出的單片機(jī)普遍帶有遍帶有串行串行I/OI/O口口、多級中斷系統(tǒng)多級中斷系統(tǒng)、1616位定時器位定時器/

9、/計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器器，片內(nèi)片內(nèi)ROMROM、RAMRAM容量加大，且尋址范圍可達(dá)容量加大，且尋址范圍可達(dá)64KB64KB，有的片內(nèi)還帶有有的片內(nèi)還帶有A/DA/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。由于這類單片機(jī)的性能價格比高，所以被廣泛應(yīng)用，由于這類單片機(jī)的性能價格比高，所以被廣泛應(yīng)用，是目前應(yīng)用數(shù)量最多的單片機(jī)。是目前應(yīng)用數(shù)量最多的單片機(jī)。1112n第四階段第四階段（19831983年現(xiàn)在）：年現(xiàn)在）：8 8位單片機(jī)鞏固發(fā)展及位單片機(jī)鞏固發(fā)展及1616位位單片機(jī)、單片機(jī)、3232位單片機(jī)位單片機(jī)推出階段推出階段。n1616位典型產(chǎn)品位典型產(chǎn)品IntelIntel公司公司的的MCS-96MCS-96系列系列單片機(jī)。而

10、單片機(jī)。而3232位單位單片機(jī)除了具有更高的集成度外，其數(shù)據(jù)處理速度比片機(jī)除了具有更高的集成度外，其數(shù)據(jù)處理速度比1616位單位單片機(jī)提高許多，性能比片機(jī)提高許多，性能比8 8位、位、1616位單片機(jī)更加優(yōu)越。位單片機(jī)更加優(yōu)越。n2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代年代單片機(jī)制造業(yè)大發(fā)展時期，單片機(jī)制造業(yè)大發(fā)展時期，MortorolaMortorola、IntelIntel、ATMELATMEL、德州儀器（、德州儀器（TITI）、三菱、日立、飛利浦、）、三菱、日立、飛利浦、LGLG等公司開發(fā)一大批性能優(yōu)越的單片機(jī)，極大推動單片機(jī)等公司開發(fā)一大批性能優(yōu)越的單片機(jī)，極大推動單片機(jī)的應(yīng)用。近年，又有不少的應(yīng)

11、用。近年，又有不少新型的高集成度的單片機(jī)產(chǎn)品新型的高集成度的單片機(jī)產(chǎn)品涌涌現(xiàn)出來，出現(xiàn)了產(chǎn)品豐富多彩的局面。目前，除現(xiàn)出來，出現(xiàn)了產(chǎn)品豐富多彩的局面。目前，除8 8位單片位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，1616位單片機(jī)、位單片機(jī)、3232位單片機(jī)也得到廣大位單片機(jī)也得到廣大用戶青睞。用戶青睞。12131.3 1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的特點(diǎn)n單片機(jī)是單片機(jī)是集成電路技術(shù)集成電路技術(shù)與與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物，高速發(fā)展的產(chǎn)物，給工業(yè)自動化等領(lǐng)域帶來了一場重大革命和技術(shù)進(jìn)步給工業(yè)自動化等領(lǐng)域帶來了一場重大革命和技術(shù)進(jìn)步。13n為什么為什么應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛？具有？具有以

12、下優(yōu)點(diǎn)以下優(yōu)點(diǎn)：n（1 1）功能齊全，應(yīng)用可靠。）功能齊全，應(yīng)用可靠。n（2 2）簡單方便，易于普及。單片機(jī)技術(shù)是易掌握技術(shù)。）簡單方便，易于普及。單片機(jī)技術(shù)是易掌握技術(shù)。n（3 3）發(fā)展迅速，前景廣闊。短短幾十年，單片機(jī)經(jīng)過）發(fā)展迅速，前景廣闊。短短幾十年，單片機(jī)經(jīng)過4 4位位機(jī)、機(jī)、8 8位機(jī)、位機(jī)、1616位機(jī)、位機(jī)、3232位機(jī)位機(jī)等幾大發(fā)展階段。等幾大發(fā)展階段。n（4 4）嵌入容易，用途廣泛嵌入容易，用途廣泛，體積小、性能價格比高，應(yīng)體積小、性能價格比高，應(yīng)用靈活性強(qiáng)用靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)在嵌入式微控制系統(tǒng)中具有十分重要的等特點(diǎn)在嵌入式微控制系統(tǒng)中具有十分重要的地位。地位。14n1 1工業(yè)

13、檢測與控制工業(yè)檢測與控制n工業(yè)過程控制、智能控制、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和傳輸、測工業(yè)過程控制、智能控制、設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集和傳輸、測試、測量、監(jiān)控等。試、測量、監(jiān)控等。機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)電一體化技術(shù)（機(jī)器人）。（機(jī)器人）。n2 2儀器儀表儀器儀表n目前儀器儀表的目前儀器儀表的自動化自動化和和智能化智能化要求越來越高要求越來越高。智能傳感器。智能傳感器n3 3消費(fèi)類電子產(chǎn)品消費(fèi)類電子產(chǎn)品（家用電器）（家用電器）n4 4通訊通訊，調(diào)制解調(diào)器、傳真機(jī)，調(diào)制解調(diào)器、傳真機(jī)n5 5武器裝備武器裝備n6 6各種終端及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備各種終端及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備n7 7汽車電子設(shè)備汽車電子設(shè)備141.4 單片機(jī)的應(yīng)用

14、單片機(jī)的應(yīng)用 151.5 1.5 單片機(jī)的發(fā)展趨勢單片機(jī)的發(fā)展趨勢n單片機(jī)的發(fā)展趨勢將是單片機(jī)的發(fā)展趨勢將是向大容量、高性能化，外圍電路內(nèi)向大容量、高性能化，外圍電路內(nèi)裝化等方面發(fā)展裝化等方面發(fā)展。1 1CPUCPU的改進(jìn)的改進(jìn)n（1 1）增加）增加CPUCPU數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線寬度。例如，各種。例如，各種1616位單片機(jī)和位單片機(jī)和3232位單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理能力要優(yōu)于位單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理能力要優(yōu)于8 8位單片機(jī)。另外，位單片機(jī)。另外，8 8位單位單片機(jī)內(nèi)部采用片機(jī)內(nèi)部采用1616位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線，其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一，其數(shù)據(jù)處理能力明顯優(yōu)于一般般8 8位單片機(jī)。位單片機(jī)。n（2 2）

15、采用）采用雙雙CPUCPU結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)處理能力。結(jié)構(gòu)，以提高數(shù)據(jù)處理能力。15162 2存儲器的發(fā)展存儲器的發(fā)展n（1 1）片內(nèi)程序存儲器普遍采用）片內(nèi)程序存儲器普遍采用閃爍（閃爍（FlashFlash）存儲器）存儲器?？??？刹挥猛鈹U(kuò)展程序存儲器，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。不用外擴(kuò)展程序存儲器，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。n（2 2）加大存儲容量加大存儲容量。目前有的單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器容。目前有的單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器容量可達(dá)量可達(dá)128KB128KB甚至更多。甚至更多。3 3片內(nèi)片內(nèi)I/OI/O的改進(jìn)的改進(jìn)n（1 1）增加并行口的驅(qū)動能力，以減小外部驅(qū)動芯片。）增加并行口的驅(qū)動能力，以減小外部驅(qū)動芯片。n（2 2

16、）設(shè)置了一些設(shè)置了一些特殊的串行特殊的串行I/OI/O功能功能，為，為構(gòu)成分布式、網(wǎng)構(gòu)成分布式、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)絡(luò)化系統(tǒng)提供方便條件。提供方便條件。16174 4低功耗化低功耗化nCMOSCMOS化，功耗小。消耗電流僅在化，功耗小。消耗電流僅在A A或或nAnA量級，適于電池供量級，適于電池供電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品。電的便攜式、手持式的儀器儀表以及其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品。5 5外圍電路內(nèi)裝化外圍電路內(nèi)裝化n眾多外圍電路全部裝入片內(nèi)，即眾多外圍電路全部裝入片內(nèi)，即系統(tǒng)的單片化系統(tǒng)的單片化。例如，例如，美美國國CygnalCygnal公司的公司的C8051F020 C8051F0

17、20 8 8位單片機(jī)。片上集成有位單片機(jī)。片上集成有8 8通道通道A/DA/D、兩路兩路D/AD/A、內(nèi)置、內(nèi)置溫度傳感器溫度傳感器、定時器定時器、6464個通用個通用I/OI/O口、口、電源監(jiān)測電源監(jiān)測、看門狗看門狗、多種類型的、多種類型的串行接口串行接口（兩個（兩個UARTUART、SPISPI）等。）等。一片芯片就是一個一片芯片就是一個“測控測控”系統(tǒng)。系統(tǒng)。17單片機(jī)正在單片機(jī)正在向多功能、高性能、高速度（時鐘達(dá)向多功能、高性能、高速度（時鐘達(dá)40MHz）、低）、低電壓（電壓（2.7V即可工作）、低功耗、低價格（幾元錢）、外圍電即可工作）、低功耗、低價格（幾元錢）、外圍電路內(nèi)裝化以及存

18、儲器容量不斷增大路內(nèi)裝化以及存儲器容量不斷增大的方向發(fā)展。的方向發(fā)展。1818191.6 MCS-511.6 MCS-51系列與系列與AT89C5xAT89C5x系列單片機(jī)系列單片機(jī)n2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來，發(fā)展迅速，世界一些年代以來，發(fā)展迅速，世界一些著名廠商投放市著名廠商投放市場的產(chǎn)品就有幾十個系列場的產(chǎn)品就有幾十個系列，數(shù)百個品種數(shù)百個品種，IntelIntel公司的公司的MCS-48MCS-48、MCS-51MCS-51，MotorolaMotorola公司的公司的68016801、68026802，ZilogZilog公公司的司的Z8Z8系列，系列，RockwellRock

19、well公司的公司的65016501、65026502等。此外，荷蘭等。此外，荷蘭的的PhilipsPhilips公司、日本的公司、日本的NECNEC公司、日立公司等也相繼推出公司、日立公司等也相繼推出了各自的產(chǎn)品。了各自的產(chǎn)品。n盡管機(jī)型很多，但是在盡管機(jī)型很多，但是在2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以及年代以及9090年代，年代，在我國在我國使用最多使用最多的的8 8位單片機(jī)還是位單片機(jī)還是IntelIntel公司公司的的MCS-51MCS-51系列系列單片機(jī)單片機(jī)以及與其兼容的單片機(jī)（稱為以及與其兼容的單片機(jī)（稱為5151系列單片機(jī)系列單片機(jī)）。）。19201.6.1 MCS-511.6.1

20、 MCS-51系列單片機(jī)系列單片機(jī)nMCSMCS是是IntelIntel公司單片機(jī)的系列符號，如公司單片機(jī)的系列符號，如MCS-48MCS-48、MCS-51MCS-51、MCS-96MCS-96系列單片機(jī)。系列單片機(jī)。nMCS-51MCS-51系列單片機(jī)主要包括系列單片機(jī)主要包括n基本型基本型：8031/8051/87518031/8051/8751（低功耗型（低功耗型80C31/80C51/87C5180C31/80C51/87C51）增強(qiáng)型增強(qiáng)型：8032/8052/87528032/8052/8752。已為我國廣大技術(shù)人員所熟悉和掌握。已為我國廣大技術(shù)人員所熟悉和掌握。在上世紀(jì)在上世紀(jì)

21、8080年代和年代和9090年代，年代，MCS-51MCS-51系列是在我國應(yīng)用系列是在我國應(yīng)用最為廣泛的單片機(jī)機(jī)型之一最為廣泛的單片機(jī)機(jī)型之一。nMCS-51MCS-51系列品種豐富，經(jīng)常使用的是系列品種豐富，經(jīng)常使用的是基本型基本型和和增強(qiáng)型增強(qiáng)型。2021（1 1）基本型）基本型n典型產(chǎn)品：典型產(chǎn)品：8031/8051/87518031/8051/8751。n80318031內(nèi)部包括內(nèi)部包括1 1個個8 8位位CPUCPU、128B RAM128B RAM，2121個特殊功能寄存?zhèn)€特殊功能寄存器（器（SFRSFR）、）、4 4個個8 8位并行位并行I/OI/O口口、1 1個全雙工串行口個

22、全雙工串行口，2 2個個1616位定時器位定時器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器，5 5個中斷源個中斷源，但，但片內(nèi)無片內(nèi)無程序存儲器程序存儲器，需，需外擴(kuò)程序存儲器芯片。外擴(kuò)程序存儲器芯片。n80518051是在是在80318031的基礎(chǔ)上，片內(nèi)又的基礎(chǔ)上，片內(nèi)又集成有集成有4KB ROM4KB ROM作為程序作為程序存儲器。所以存儲器。所以80518051是一個程序不超過是一個程序不超過4KB4KB的小系統(tǒng)。的小系統(tǒng)。ROMROM內(nèi)內(nèi)的程序是公司制作芯片時，代為用戶燒制的。的程序是公司制作芯片時，代為用戶燒制的。n87518751與與80518051相比，片內(nèi)集成的相比，片內(nèi)集成的4KB EPROM4K

23、B EPROM取代了取代了80518051的的4KB 4KB ROMROM來作為程序存儲器。來作為程序存儲器。212223（2 2）增強(qiáng)型）增強(qiáng)型IntelIntel公司在基本型基礎(chǔ)上，推出公司在基本型基礎(chǔ)上，推出增強(qiáng)型增強(qiáng)型- -5252子系列子系列，典型產(chǎn)典型產(chǎn)品品：8032/8052/87528032/8052/8752。內(nèi)部內(nèi)部RAMRAM增到增到256B256B，80528052、片內(nèi)程序片內(nèi)程序存儲器存儲器擴(kuò)展到擴(kuò)展到8KB8KB，1616位定時器位定時器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器增至增至3 3個，個，6 6個中斷源，個中斷源，串行口通信速率提高串行口通信速率提高5 5倍。倍。 23MCS

24、-51系列系列設(shè)計(jì)上的成功設(shè)計(jì)上的成功，以及，以及較高的市場占有率較高的市場占有率，已成，已成為許多廠家、電氣公司競相選用的對象。為許多廠家、電氣公司競相選用的對象。2424 近年來，世界上單片機(jī)芯片生產(chǎn)廠商推出的近年來，世界上單片機(jī)芯片生產(chǎn)廠商推出的與與80518051（80C5180C51） 兼容的主要產(chǎn)品兼容的主要產(chǎn)品如如表表1-21-2所示。所示。1.6.2 AT89C5x（AT89S5x）系列單片機(jī)）系列單片機(jī)25n在眾多的在眾多的衍生機(jī)型衍生機(jī)型中，中，ATMELATMEL公司的公司的AT89C5x/AT89S5xAT89C5x/AT89S5x系列，系列，尤其是尤其是AT89C51

25、/AT89S51AT89C51/AT89S51和和AT89C52/AT89S52AT89C52/AT89S52在在8 8位單片機(jī)位單片機(jī)市場中市場中占有較大的市場份額占有較大的市場份額。nATMELATMEL公司的公司的技術(shù)優(yōu)勢是閃爍（技術(shù)優(yōu)勢是閃爍（FlashFlash）存儲器技術(shù)）存儲器技術(shù)，將，將FlashFlash技術(shù)與技術(shù)與80C5180C51內(nèi)核相結(jié)合，形成了片內(nèi)帶有內(nèi)核相結(jié)合，形成了片內(nèi)帶有FlashFlash存存儲器的儲器的AT89C5x/AT89S5xAT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)。系列單片機(jī)。nAT89C5x/AT89S5x系列與系列與MCS-51系列系列在原有功

26、能、引腳在原有功能、引腳以及指令系統(tǒng)方面完全兼容以及指令系統(tǒng)方面完全兼容。2526n使用使用AT89C51AT89C51的系統(tǒng)，在保留原來軟硬件的條件下，完全的系統(tǒng)，在保留原來軟硬件的條件下，完全可以用可以用AT89S51AT89S51直接代換。直接代換。n與與AT89C5xAT89C5x系列相比，系列相比，AT89S5xAT89S5x系列的系列的時鐘頻率以及運(yùn)算速時鐘頻率以及運(yùn)算速度有了較大的提高度有了較大的提高，例如，例如，AT89S51AT89S51工作頻率的上限為工作頻率的上限為24MHz24MHz，而，而AT89S51AT89S51則為則為33MHz33MHz。AT89S51AT89

27、S51片內(nèi)集成有雙數(shù)據(jù)片內(nèi)集成有雙數(shù)據(jù)指針指針DPTRDPTR，看門狗定時器、具有低功耗空閑工作方式和掉，看門狗定時器、具有低功耗空閑工作方式和掉電工作方式。目前，電工作方式。目前，AT89S5xAT89S5x系列已逐漸取代系列已逐漸取代AT89C5xAT89C5x系列。系列。n表表1-31-3為為ATMELATMEL公司公司AT89C5x/AT89S5xAT89C5x/AT89S5x系列單片機(jī)主要產(chǎn)品系列單片機(jī)主要產(chǎn)品片內(nèi)硬件資源片內(nèi)硬件資源。依據(jù)實(shí)際需求來選擇合適的型號。依據(jù)實(shí)際需求來選擇合適的型號。262727AT89C1051與與AT89C2051為為低檔機(jī)型，低檔機(jī)型，均為均為20只

28、只引腳。引腳。“LV”代表代表低電壓低電壓，工作電壓為工作電壓為2.76V本書本書以以AT89S51作為作為51單片機(jī)單片機(jī)的的代表性機(jī)型代表性機(jī)型來介紹單片來介紹單片機(jī)的原理及應(yīng)用。機(jī)的原理及應(yīng)用。28n在我國，除在我國，除8 8位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，位單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用外，1616位單片機(jī)也得位單片機(jī)也得到了廣大用戶的青睞到了廣大用戶的青睞，例如，美國，例如，美國TITI公司公司的的1616位單片機(jī)位單片機(jī)MSP430MSP430和臺灣的和臺灣的凌陽凌陽1616位單片機(jī)位單片機(jī)。n1616位位單片機(jī)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有單片機(jī)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有8 8位位單片機(jī)應(yīng)用的那樣廣泛和普及，單片機(jī)應(yīng)用的那樣廣泛和普及

29、，8 8位單片機(jī)的性能已能夠滿足大部分的實(shí)際需求，性能價位單片機(jī)的性能已能夠滿足大部分的實(shí)際需求，性能價格比也較好。格比也較好。n與與MCS-51MCS-51系列單片機(jī)兼容的各種系列單片機(jī)兼容的各種5151單片機(jī)單片機(jī)，目前仍然是，目前仍然是8 8位單片機(jī)的位單片機(jī)的主流品種主流品種，若干年內(nèi)仍是自動化、機(jī)電一體化、，若干年內(nèi)仍是自動化、機(jī)電一體化、儀器儀表、工業(yè)檢測控制應(yīng)用的儀器儀表、工業(yè)檢測控制應(yīng)用的主角主角。28291.7 1.7 其其他他的的5151單片機(jī)單片機(jī)n世界各半導(dǎo)體器件廠家推出世界各半導(dǎo)體器件廠家推出的的以以80518051為內(nèi)核的，各種集成為內(nèi)核的，各種集成度高、功能強(qiáng)的的

30、增強(qiáng)型單片機(jī)。這些單片機(jī)目前也得到度高、功能強(qiáng)的的增強(qiáng)型單片機(jī)。這些單片機(jī)目前也得到廣大設(shè)計(jì)工程師的青睞。廣大設(shè)計(jì)工程師的青睞。291.7.2 C8051Fxxx1.7.2 C8051Fxxx單片機(jī)單片機(jī)n美國美國CygnalCygnal公司公司產(chǎn)品產(chǎn)品，集成度高，集成度高，80518051內(nèi)核內(nèi)核。n典型產(chǎn)品典型產(chǎn)品為為C8051F020C8051F020。內(nèi)部采用內(nèi)部采用流水線結(jié)構(gòu)流水線結(jié)構(gòu)，大部分指令的完成時間為，大部分指令的完成時間為1 1或或2 2個時鐘周期，個時鐘周期，峰值處理能力峰值處理能力為為25 25 MIPSMIPS。30n片內(nèi)片內(nèi)資源：資源：1 1個個8 8位位ADCAD

31、C、1 1個個1212位位ADCADC、1 1個雙個雙1212位位DACDAC；64kB64kB片內(nèi)片內(nèi)FlashFlash程序存儲器，程序存儲器，256B RAM256B RAM，128B SFR128B SFR；8 8個個I IO O端口端口，共共6464根根I IO O口線；口線；5 5個個1616位通用定時器；位通用定時器；5 5個捕捉比較模塊的可編程計(jì)數(shù)定時器陣列（個捕捉比較模塊的可編程計(jì)數(shù)定時器陣列（PCAPCA），），1 1個個UARTUART串行口、串行口、1 1個個SMBus/ISMBus/I2 2C C串口、串口、1 1個個SPISPI串行口；串行口；2 2路電壓比較器，路

32、電壓比較器，VDDVDD監(jiān)視器監(jiān)視器( (電源監(jiān)測電源監(jiān)測) )，內(nèi)置溫度傳感，內(nèi)置溫度傳感器。器。30311.9 1.9 各類嵌入式處理器簡介各類嵌入式處理器簡介3232n隨著集成電路技術(shù)及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，隨著集成電路技術(shù)及電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種體系結(jié)構(gòu)各種體系結(jié)構(gòu)的處理器品種繁多的處理器品種繁多，且都，且都嵌入到系統(tǒng)中嵌入到系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸和控制功能，各類據(jù)傳輸和控制功能，各類嵌入式處理器為核心嵌入式處理器為核心的嵌入式系的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，統(tǒng)的應(yīng)用，是是當(dāng)今電子信息技術(shù)應(yīng)用的當(dāng)今電子信息技術(shù)應(yīng)用的一大熱點(diǎn)一大熱點(diǎn)。n具有各種不同體系結(jié)構(gòu)的處理器，構(gòu)成了具

33、有各種不同體系結(jié)構(gòu)的處理器，構(gòu)成了嵌入式處理器家嵌入式處理器家族族，是嵌入式系統(tǒng)的核心。，是嵌入式系統(tǒng)的核心。n全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過10001000多種，按多種，按體體系結(jié)構(gòu)主要分為如下幾類系結(jié)構(gòu)主要分為如下幾類：嵌入式嵌入式微控制器微控制器（單片機(jī)單片機(jī)）、嵌入式嵌入式微處理器微處理器、嵌入式數(shù)字信號處理器（簡稱、嵌入式數(shù)字信號處理器（簡稱DSPDSP）。）。33DSP（Digital Signal Processor)341.9.1 嵌入式微控制器（單片機(jī)）嵌入式微控制器（單片機(jī)）n單片機(jī)最大特點(diǎn)是單片機(jī)最大特點(diǎn)是單片化，單片化，價廉價廉

34、，功耗和成本下降、可靠功耗和成本下降、可靠性提高性提高。是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。341.9.3 嵌入式微處理器嵌入式微處理器嵌入式微處理器的嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。但在但在工作工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。一般都做了各種增強(qiáng)。代表性產(chǎn)品為代表性產(chǎn)品為ARM系列系列. 能能運(yùn)行實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)，所以，所以能處理復(fù)雜的系統(tǒng)管理任務(wù)和處理工作。因此，能處理復(fù)雜的系統(tǒng)管理任務(wù)和處理工作。因此，大量應(yīng)用大量應(yīng)用媒媒體手機(jī)信息家電（機(jī)頂盒、數(shù)字電視）體手機(jī)信息家電（機(jī)頂盒、數(shù)字電視）、軍事軍事等等.351.9.2 1.9.2 嵌入式嵌入式DSPDSP處理器處理器(DSP)(DSP)nDSPDSP（Dig