单片机基础(01)
1.1单片机的基本概念
单片机是一种典型的嵌入式计算机,它把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、通信接口、中断系统等模块集成到一块芯片上,因而常被称为单片微型计算机,简称单片机。
单片机的英文叫法在国内有两种: MCU : Micro-Controller Unite 微控制器 SCM : Single Chip Microcomputer 单片机
一个通用计算机系统应包含的基本部件:
基于传统电子技术和单片机设计的电路有什么区别?
基于单片机和数字逻辑芯片的电子系统的区別
- 传统数字电路设计方法是根据系统功能要求,通过组合各种独立的集成电路芯片,构成系统。系统一旦设计好后,功能需要修改时,需要重新设计电路;
- 基于微处理器设计方法中,设计相对通用的硬件电路,通过软件编程实现系统的逻辑关系。软件编程不仅能实现非常强大逻辑功能(几乎任何逻辑),设计难度也有所降低,而且当系统功能需要小范围修改时,硬件可以不改动,只需重新编写程序即可,这大大节约了经济成本和人工成本。
1.2 单片机发展和应用领域
单片机发展及分类
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单片机初始阶段(1971~1976):以4位单片机和刚出现的8位单片机为代表。
1974年,美国Fairchild公司研制出第一台8位单片机F8。 1975年,美国TI公司研制的4位单片机TMS-1000。
4位单片机目前依然存在,主要用于价格便宜,低功耗的设备中,如低档玩具,电子秤,家用电器等,主要生产国是日本。
计算机的位数代表的含义?
计算机内部以及CPU与外部设备间通信时,一次同时处理的二进制数据的位数,位数越多,表示计算机处理数据的能力越强。
- 低性能8位单片机阶段 (1976~1978)
1978年以前各厂家生产的8位单片机,速度慢,集成度低,性能相对较低,称为低档8位单片机。例如Intel公司的MCS-48单片机。
- 高性能8位单片机阶段(1978~至今)
一些高性能的8位单片机,使单片机发展进入了新阶段。8位单片机因其功能强, 能够满足目前大多数应用要求,价格较低,种类最多。例如Intel公司的MCS-51单片机。
- 其他高性能单片机的发展(1982~至今)
随着应用需求对单片机性能的提升,出现了16位,32位等速度更快,性能更强的单片机。例如Intel公司的MCS-96系列,TI公司的MSP430系列等。
但是在仪表,测控等领域,16位,32位单片机只是在少数特殊场合才有使用,8位单片机,始终占据着单片机市场的主要份额。
单片机的应用领域
- 工业自动化检测、控制
- 智能仪器仪表
- 计算机外设和智能设备
- 家用电器和消费电子
常见51系列兼容单片机简介
- 美国Intel公司的MCS-51系列单片机
- 美国Atmel公司的89系列
- 荷兰NXP(恩智浦,原Philips)公司的LPC89系列,80C55X系列等
- 美国 Silicon Labs公司的C8051F系列
- 台湾Winbond华邦公司的W78C5X系列
单片机系统开发流程
- 方案设计、原理图设
- PCB印刷电路板设计
- 电路板制作
- 软件调试
1.3 有符号整数在计算机中的表示
有符号整数在计算机中有三种表示法:
有符号整数在计算机内的表示(以8位机为例)
原码
反码
补码
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