微机系统概念：微处理器、微型计算机和微机系统之间的关系如图1-1所示。 图1-1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间的关系。 单片机中英文名称：单片机、单片机、单片机、微控制器、微控制器（MCU）嵌入式单片机、embeddedmicrocontroller1.2单片机的发展第一阶段（1976~1978年）：低功耗的探索阶段- 高性能微控制器。 以Intel的MCS-48为代表，采用单片结构，即在一块芯片中包含8位CPU、定时器/计数器、并行I/O口、RAM和ROM。 主要应用于工业领域。 第二阶段（1978~1982）：高性能单片机阶段。 这种类型的微控制器具有串行 I/O 端口。 8位数据线和16位地址线可以寻址64K字节的范围。 控制总线、更丰富的命令系统等。这类单片机的应用范围很广，并且在不断地改进和发展。 单片机的发展历史可分为四个阶段： 第三阶段（1982~1992）：16位单片机阶段。 16位单片机除了16位CPU外，还进一步增加了片上RAM和ROM容量以及更强的实时处理能力，体现了单片机的特点。 例如Intel的MCS-96主振频率为12M，片内RAM为232字节，ROM为8K字节，中断处理能力为8级，片内有10位A/ D转换器和高速输入/输出。 零件等
第四阶段（1993~）：专用单片机、单片机全面发展阶段，百花齐放。 在尽可能兼容的同时，各公司的产品都在向速度快、计算能力强、寻址范围大、体积小、价格低的方向发展。 1.3 MCS-51 和80C51 系列简介 MCS-51 是指美国INTEL 公司生产的一系列单片机的总称。 该系列单片机包括很多品种，如8031、8051、8751、8032、8052、8752等，其中8051是最早、最典型的产品。 该系列的其他单片机都是在8051的基础上进行了增加、减少、改变。因此，人们习惯用8051来称呼MCS51系列单片机，而8031在几年前就已在我国推出。 最流行的微控制器，所以你会在很多场合看到8031这个名字。 INTEL已将MCS-51的核心技术授权给许多其他公司，因此许多公司都在制造以8051为核心的微控制器。 当然，功能也或多或少地发生了变化，以满足不同的需求。 其中，89C51就是其中之一。 2008年我国非常流行的一款单片机，由美国ATMEL公司研发生产。 （1）MCS-51单片机与8051、8031、89C51等的关系。 （2）P3~7页介绍。 注：各系列、各型号单片机之间的一些区别和联系 (3) 几个术语介绍WDT、WATCHDOGTIMER。 看门狗定时器。
C、INTELICBUS、I线是PHILIPS公司推出的。 串行扩展总线技术是新一代单片机技术发展的显着特征。 目前，IC总线技术已被多家著名公司采用，并广泛应用于视频、音频系统中。 推广IC总线技术有利于提高我国单片机的应用水平。 CAN，控制器区域网络。 该总线基于串行通信ISO11898标准，其初始协议是为车载数据传输而定义的。 如今，CAN总线已广泛应用于移动设备、工业自动化和汽车领域。 CAN总线标准包括物理层和数据链路层。 链路层定义了不同的信息类型、总线访问的仲裁规则以及故障检测和故障处理方法。 CAN能够在当今自动控制领域的发展中发挥重要作用。 PCA，可编程计数器阵列温度加热电流温度时间图1-2 PWM 控制原理图 • PWM，脉宽调制。 1.4 单片机的应用领域 (1)家电领域。 洗衣机、空调、微波炉、电视、录像机 (2)办公自动化。 打印机、复印机、电话、传真机。 (3)商业营销。 电子秤、收银机、条码阅读器。 (4)工业自动化。 机器人技术，过程控制。 (5)智能仪表。 (6)汽车电子。 (7)航空航天。 等 1.5 单片机系统、模拟器和编程器的开发 1.6 本教程的特点 (1) 目前，各公司生产的单片机种类繁多（C51 系列、PIC 系列、AVR 系列、Sungyang 系列等），但由于只要你专注学习一个，使用典型的单片机就可以掌握它的核心，并且可以做（2）中的动手实验。
(3)与普通计算机学习方法不同。 普通的是应用，主要学习软件，基本不学习硬件。 单片机必须学习硬件、引脚、功能模块、接口等，因为没有硬件知识就无法应用。 学习时长：4个重点：单片机的基本组成、引脚功能、结构及特点、存储器结构、工作方法。 重点：MCS-51单片机的结构和特点，以及存储器结构。 2.1 单片机的基本部件（51系列） 单片机的结构特点： 计算机的基本部件都集成在一块芯片上。 (1)中央处理器、并行可编程I/O、可编程串口、定时器/计数器、计时电路及元件。 (2)记忆。 两种结构，哈佛结构和普林斯顿结构。 由于单片机“面向控制”的实际应用特点，一般需要较大的程序存储器，因此常用哈佛结构，如图2-2所示。 随机存取存储器（RAM，randomaccessmemory），只读存储器（ROM，readonlymemory）存储器ROM片外部ROM，片上ROM，片上淹没ROM，一次性，片上可编程ROM用于大批量的EPROM，2716， 2764PROM、2817、2864EPROM、87C51PROM、89C51RAM 片外 RAM、6264 片内 RAM、256B2.280C51 单片机引脚功能及结构框图 80C51 单片机的引脚功能参见 P12 图 2-2。 在黑板上画出图，同时介绍各个引脚的功能。
注：T2 为 80C52 定时器/计数器 2 的计数输入端，T2EX 为 80C52 定时器/计数器 2 的定时输入。 80C51 单片机结构框图参见 P13 图 2-3。 (1)计算器。 主要由8位算术逻辑运算单元ALU、8位累加器ACC(A)、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW、8位临时寄存器TMP1和TMP2等组成。 (2)控制器。 它主要由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、堆栈指针SP、数据指针DPTR、时钟发生器和时序控制逻辑组成。 2.3 80C51 CPU 的结构和特点 2.3.1 中央控制器 1. PC 和 DPTR (1) 参见 P14~16，举例说明它们的结构和特点 (2) 它们的区别。 2、指令寄存器IR、指令译码器和控制逻辑的简要介绍请参见P16。 包括ALU、ACC、临时寄存器、B寄存器、PSW、1.ALU（简要说明参见P16~17）。 2、ACC（最常用的寄存器）（1）是ALU的输入，是ALU运算结果的存储单元。 (2)转运站。 (3) 有些传输指令不经过ACC。 3. B 寄存器 •2.3.2 运算符 4. PSW CY AC F0 RS1 S0OV (1) P，奇偶校验标志。 指示ACC中1的个数是奇数还是偶数。
在串行通信中很有用。 (2) OV，当输出标志ADD A、#DATA（或其他）和SUBB #DATA（或其他）时，即bit 6 到bit 7 有进位（借位）但bit 7 没有进位时从 C 进位（借位），或者当第 6 位到第 7 位有进位（借位）但第 7 位到 C 有进位（借位）时，OV=1，否则 OV=0。 当A和B相乘时，如果乘积为255，则OV=1，表示B中有DIVA。当B时，如果除数为0，则OV=1。 (3) 寄存器区域选择控制位RS1和RS0将在下一节中解释。 (4)F0，支持可以使用的通用标志位。 可以进行分行转移。 (5)AC，辅助进位标志。 当从低4位到高4位发生进位或借位时，AC=1。 (6)CY，进位标志。 2.3.3 时钟电路和CPU 工作时序 (1) 时钟电路如图2-8 所示，它解释了三个输出的操作。 (3) 指令时序，简要说明。 1）是电源控制寄存器PCON中的一个位，低功耗工作模式。 2）OSC=1.2~40MHz，C1=C2=12pF。 作业P36：2，3 2.4 存储器结构和地址空间 由于单片机“面向控制”的实际应用特点，一般需要较大的程序存储器，因此常用哈佛结构，参见P22上的图2-11。 2.4.1 程序存储器 80C31 无片内 ROM，80C51 有 4K 一次性淹没 ROM，87C51 有 4K EPROM，89C51 有 4K E2PROM。
0003H~002BH是中断服务程序的入口地址，禁止被主程序使用。 2.4.2 数据存储器 2.4.2.1 片内数据存储器 (1) 片内数据RAM 区域。 根据寻址方式的不同，可分为以下4个区域。 (1) 工作寄存器(00H~1FH) 特点：执行速度最快。 其使用方法请参考如下流程： CLRPSW.3 CLR PSW.4 MOV R0,#01H； (00H) = 01H SETB PSW.3 MOV R0, #01H; (08H) = 01H CLR PSW.3 SETB PSW.4 MOV R0, #01H; (10H)=01H SETB PSW.3 MOV R0, #01H; (18H)=01H (2) 位寻址区20H~2FH 共16 个字节对应00H~7FH 共128 个位。 参见26页表2-2。 特点：既可以字节寻址，又可以位寻址。 采用 SFR 布尔（位）处理器构建。 例：下面连续执行结果都是一样的。 CPL 0DH MOV A, 21H ANL A, #00010000B JZ LB1 ANL 21H, #11101111B SJMP LB2 LB1: ORL 21H, #00010000B LB2: SJMP (三) 字节寻址区 (30H~7FH) 注：适用于 MCS-52 系列 适用于微控制器，80H~FFH RAM 区域只能使用间接寻址方式访问。
讲完SFR再举个例子。 （4）栈区的特点：先进后出，入栈时SP加1，出栈时SP减1。 作用：调用子程序和中断时保护场景。 系统复位时，SP=07H。 使用时要格外小心。 （2）特殊功能寄存器SFR的高128字节中，51系列占用21个，52系列占用26个，其余访问无效。 参见27页表2-3、表2-4。 SFR 中低位地址为 0H 和 8H 的特殊功能寄存器，除具有字节寻址能力外，还具有 12 位寻址能力，见 P29 表 2-5。 52系列高128字节寻址方式，128-26 102B。 寄存器间接寻址。 MOV R0，#8FH MOV @R0，#01H； MOV A、@R0对51系列无效； MOV R0，#80H，对51系列MOV @R0，A无效； 工作在P0口，不高 52系列 128字节 2.4.2.2 片外数据存储器 64K字节。 使用 MOVX 指令和 DPTR、R0 或 R1 寄存器进行间接寻址访问。 MOV DPTR，#1000H MOVX @DPTR，A MOV DPTR，#0029H MOVX A，@DPTR MOV R0，#30H MOVX @R0，A； 该指令不能超过256B 2.5 布尔（位）处理器（介绍） 2.6 80C51 单片机工作模式 2.6.1 复位功能：PC=0000H，跳出死机。 复位影响： (1) SFR 状态参见 P31 表 2-7； (2) 复位期间，ALE=1。 如图2-14(b)中P31上的按键复位电路。 2.6.2 程序执行模式 Job P36:4, 6, 9, 10 2.6.3 低功耗工作模式
