第一章 MCS-51单片机入门及实训概述
单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。随着大规模集成电路技术的发展,可以将具有数据处理能力(如算术运算、逻辑运算、数据传送、中断处理等)的微处理器(CPu)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出(I/O)等电路集成到一块芯片上,构成一个小而完善的计算机系统。有的还包括定时器/计数器、串行通信口、显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)、脉宽调制电路(PwM)、模拟多路转换器及A/D转换器等电路,这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。它能够单独地完成现代工业控制系统所要求的智能化控制功能。虽然单片机只是一个芯片,但从组成和功能上,它已具有微机系统的含义。由于单片机能独立执行内部程序,所以又称它为微型控制器。
不同的单片机有着不同的硬件结构和指令系统,即它们的技术特征不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,设计人员必须了解其性能是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的技术特征包括功能特性、控制特性和电气特性等,这些信息可以从生产厂商的技术手册中得到。指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式、数据处理和逻辑处理方法、输入/输出特性等。开发环境包括指令的兼容性及可移植性,软、硬件资源等。要利用单片机开发实际应用系统,就必须掌握其硬件结构特征、指令系统和开发环境。
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或数字电路构成的控制系统,可以用软件来实现产品智能化。现在单片机控制范畴不断扩大,如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等,其应用领域越来越广泛。单片机的应用意义远不限于它的应用范畴或由此带来的经济效益,更重要的是它已从根本上改变了传统的控制方法和设计思想。
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