第1章 单片机入门知识
单片机具有功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉等优点。目前,单片机控制系统正以**的速度取代着经典电子控制系统,逐步取代现有的多片微机应用系统。学习单片机并掌握其应用技术已经成为广大理工科院校的学生和科技人员**的技能。
1.1 单片微型计算机概述
1946年美国宾夕法尼亚大学为了弹道设计的需要,设计了世界上**台数字电子计算机。自**台计算机问世以来,随着电子技术的发展,电子计算机经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路4个发展阶段,即通常所说的第1代、第2代、第3代、第4代电子计算机。微型计算机属于第4代电子计算机,它是计算机技术和大规模集成电路技术相结合的产物。微型计算机的出现是数字电子计算机广泛应用到人们日常工作、生活领域中的一个重大转折点,它对社会产生了极大的影响。
随着大规模集成电路技术的不断发展,导致微型机向两个主要方向发展:一是向高速度、大容量、多媒体和网络应用等方向发展;二是向稳定可靠、体积小、功耗低、价格廉、专用型方向发展。20世纪70年代中期,单片机诞生。随着单片机的出现,人们将计算机嵌入到对象体系中,使实现对象的智能化控制成为可能。从此,计算机开始进入各种专用的智能化控制领域。
1.1.1 计算机、微型计算机与单片机的区别
计算机按其规模大小和功能强弱可以分成5种:巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。无论哪种计算机都由硬件系统(简称硬件,指计算机中看得见、摸得着的物理实体)和软件系统(为使计算机正常工作而设置的命令)共同构成。硬件只是使计算机具备了处理数据的可能,要使计算机脱离人的干预自动进行工作,还需要有软件的配合。硬件与软件相辅相成,缺一不可。 随着电子技术和计算机技术的进一步发展,单片机技术已成为计算机技术的一个独特分支,单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、国防工业、工业控制、日常生活等众多领域,它不仅使人类进入一个新的科学技术和工业革命,而且是发展新技术、改造老技术的强有力的武器。单片机技术加快了智能控制系统的革命,促进了生产力的发展和人类智能化的进程。目前,单片机控制系统正以**的速度取代着经典电子控制系统。学习单片机并掌握其设计使用技术已经成为当代大学生和一些工程技术人员**的技能。很多企业迫切需要大量熟练掌握单片机技术,并能开发、应用和维护管理单片机控制系统的**工程技术人员。为了适应这一人才培养目标,配合机电类、电子类、通信类及计算机类等相关专业的专业建设和教材改革的需要,我们编写了这本教材。
本书在介绍单片机时,是以80C51系列为例进行讲述的。而在介绍具体型号时选用了Atmel公司的AT89系列产品。89系列单片机源于经典的MCS-51系列,实际上属于80C51系列。考虑到教学的连续性及89系列单片机开发装置的普及性,本书的单片机芯片采用89S51单片机(因为Atmel公司AT89C51已停产,取代89C51的产品是89S51),在做一般性介绍时还是以80C51系列单片机为代表。
本书结合职业教育的特点,以“必需、够用”为原则,以“任务驱动”为导向,首先介绍了单片机入门知识(第1章),并以80C51系列单片机为核心,系统地介绍了单片机的基本结构及原理(第2章)、指令系统(第3章)、汇编语言程序设计(第4章)、并行口及应用(第5章)、中断系统及应用(第6章)、定时计数器及应用(第7章)、串行口及应用(第8章)、单片机的扩展技术(第9章)、单片机应用系统设计实例(第10章)。