机电一体化单片机.pptx

基于单片机的微控制器及其设计

电子计算机的问世及其经典结构01电脑的学名为电子计算机，是由早期的电动计算器发展而来的。1946年2月15日，第一台电子数字计算机问世，这标志着计算机时代的到来。ENIAC（“埃尼阿克”）用于计算弹道。是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近100千瓦的电力02

ENIAC是电子管计算机，时钟频率仅有100KHz，但能在1秒钟的时间内完成5000次加法运算。12（EDVAC-ELECTRONICDISCRETEVARIABLEAUTOMATICCOMPUTER）3匈牙利籍数学家冯·诺依曼在方案的设计上做出了重要的贡献。1946年6月，他又提出了“程序存储”和“二进制运算”的思想，进一步构建了计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成这一计算机的经典结构。

电子计算机技术的发展，相继经历了五个时代：﹡电子管计算机；1946﹡晶体管计算机；1956﹡集成电路计算机；1959﹡大规模集成电路计算机；1970﹡超大规模集成电路计算机。计算机的结构仍然没有突破冯·诺依曼提出的计算机的经典结构框架。

微型计算机的应用形态从应用形态上，微机可以分成三种：◆多板机（系统机）将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。工业PC机也属于多板机。◆单板机将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。

◆单片机在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。单板机单片机系统机（多板机）系统机（桌面应用）属于通用计算机，主要应用于数据处理、办公自动化及辅助设计。单片机（嵌入式应用）属于专用计算机，主要应用于智能仪表、智能传感器、智能家电、智能办公设备、汽车及军事电子设备等应用系统。单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。

实际工作中并不是任何需要计算机的场合都要求计算机有很高的性能，一个控制电冰箱温度的计算机难道要用Pc？一台能够工作的计算机要有这样几个部份构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）、输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。而在单片机中，这些部份，全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上述部份外，还集成了其它部份如A/D，D/A等。在个人计算机上这些部份被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。应用的关键是看是否够用，是否有很好的性能价格比。所以8051出来十多年，依然没有被淘汰，还在不断的发展中。

4.1.1单片机的由来单片机专业名称—MicroControllerUnit(微控制器件)。它是由INTEL公司发明的最早的系列是MCS-48，后来有了MCS-51我们经常说的51系列单片机就是MCS-51microcontrollersystem它是一种8位的单片机。1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。后来INTEL公司把它的核心技术转让给了世界上很多的小公司，所以世界上就有许多公司生产51系列兼容单片机,比如飞利浦的87LPC系列,华邦的W78系列,达拉斯的DS87系列,现代的GSM97系列等等。目前在我国比较流行的就是美国ATMEL公司的89C51,89S51，它是一种带FlashROM的单片机。010302

4.1.2主要单片机的分类AVR系列单片机也是ATMEL公司生产的一种8位单片机，它采用的是一种叫RISC（精简指令集单片机）的结构，所以它的技术和51系列有所不同，开发设备也和51系列是不通用的，它的一条指令的运行速度可以达到纳秒级（即每秒1000000000次），是8位单片机中的高端产品，由于它的出色性能，目前应用范围越来越广，大有取代51系列的趋势。PIC系列单片机它是美国MICROCHIP公司生产的另一种8位单片机，它采用的也是RISC的指令集，它的指令系统和开发工具与51系列更是不同，但由于它的低价格和出色性能，目前国内使用的人越来越多，国内也有很多的公司在推广它，不过它