全书的主要内容

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• 第一章 单片机概述• 第二章 MCS-51 单片机的硬件结构• 第三章 MCS-51 的指令系统• 第四章 MCS-51 的汇编语言程序设计• 第五章 MCS-51 的中断系统• 第六章 MCS-51 的定时器 / 计数器• 第七章 MCS-51 的串行口• 第八章 MCS-51 的系统扩展设计• 第九章 MCS-51 的可靠性和应用系统设计

全书的主要内容

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§1.1 什么是单片机 ?

第 1章 单片机概述

单片机即单片机微型计算机，是将计算机主机(CPU 、内存和 I/O 接口 ) 集成在一小块硅片上的微型机。 单片机为工业测控而设计，又称微控制器。具有三高优势 ( 集成度高、可靠性高、性价比高 ) 。

主要应用于工业检测与控制、计算机外设、智能仪器仪表、通讯设备、家用电器等。 特别适合于嵌入式微型机应用系统。

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计算机

巨

大

中

小

微多片机（ PC）

单片机

微型计算机与单片机

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一、微型机与单片机的基本组成对比

微型机

CPU

存储器

输入 / 输出接口

★ 单片机 SCMC(Single Chip MicroComputer)

---- 属于微型机的一种 ---- 具有一般微机的基本组成和功能又称为微控制器 MCU （ MicroController Unit ）

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微处理器

CPU

ROM RAM I/O 接口 外设

地址总线 AB

数据总线 DB

控制总线 CB

微型机组成框图

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时钟 OSC

CPU

各种 I/O 定时器 / 计数器

程序存储器ROM

数据存储器RAM

中断

MCS-51 单片机组成框图

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1 、单片机：又称单片微控制器 , 它不是完成某一个逻辑功能的芯片 , 而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：它主要是将微处理器、部分存储器、输入输出接口都集成在一块集成电路芯片上，一块芯片就成了一台计算机 。2 、单板机：将计算机的各个部分都组装在一块印制电路板上，包括微处理器 / 存储器 / 输入输出接口，还有简单的七段发光二极管显示器、小键盘、插座等。功能比单片机强，适于进行生产过程的控制。可以直接在实验板上操作，适用于教学。 3 、 PC 机 (Personal Computer ) :面向个人单独使用的一类微机，实现各种计算、数据处理及信息管理等。

几个概念

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§1.2 单片机的历史及发展概况

发展历史

第一阶段 (1974-1976): 单片机初级阶段。

第二阶段 (1976-1978): 低性能单片机阶段。

第三阶段 (1978- ): 高性能单片机阶段。

第四阶段 (1982- ): 8 位单片机巩固发展及 16 位单片 机、 32 位单片机推出阶段。

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§1.3 单片机的主要生产厂家和机型

自单片机诞生以来的近 30 年中，单片机已有 70 多个系列的近 500 个机种。国际上较有名、影响较大的公司及他们的产品如下所述：

Intel 公司的 MCS—48 、 MCS—51 、 MCS—96系列； Motorola 公司的 6801 、 6802 、 6803 、 6805 、68HCl l 系列产品； Zilog 公司的 Z8 、 Super8 系列产品； 仙童 (Fairchild) 公司和 Mostek 公司的 F8 、 3870 系 列产品；

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NEC 公司的 μCOM—87 系列产品； Rockwell 公司的 6500 、 6501 系列产品。 Atmel 、 PHILIPS 、 LG 等公司的 51 兼容机。★

根据近年来国外实地考察， Intel 公司的单片机在市场上占有量为 67 ％，其中 MCS-51 系列产品又占54 ％。在我们国内虽然上述各公司的产品均有引进，但由于各种原因，至今在我国所应用的单片机仍然是以 MCS-48 、 MCS-51 、 MCS-96 为主流系列。随着这一系列的深入开发，其主流系列的地位会不断巩固下去。因而我们在此主要介绍 Intel 公司的单片机系列。

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2 、 MCS-51 系列和 AT89 系列单片机

MCS-51 是指由美国 INTEL 公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如 8031 ， 8051 ， 8751 ， 8951 ， 8032 ， 8052 ， 8752 ， 8952 等，其中 8051 是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在 8051 的基础上进行功能的增、减、改变而来的，所以人们习惯于用 8051 来称呼 MCS-51 系列单片机，而 8031 是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到 8031 的名称。

（ 1 ） MCS-51系列

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MCS-51 系列单片机分类

资源 配置子 系列

片内 ROM 形式 片 内 ROM 容 量

片 内 RAM 容 量

定时 /计数器

中断源

无 ROM

EPROM

E2PROM

51 子系列 8031

8051

8751

8951

4KB 128B

2×16 5

52 子系列 8032

8052

8752

8952

8KB 256B

3×16 6

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8051

1234567891011121314151617181920

4039383736353433323130292827262524232221

P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 RST/VPD

RXD/ P3.0TXD/ P3.1INT0/ P3.2INT1/ P3.3 T0/ P3.4 T1/ P3.5 WR/ P3.6 RD/ P3.7 XTAL2 XTAL1 Vss

VccP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0

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INTEL 公司将 MCS-51 的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以 805

1 为核心的单片机，当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中 89C51 就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国 A

TMEL 公司开发生产的。

（ 2 ） AT89 系列

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(1) 优异的性能价格比。

单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作。 此外，程序多采取固化形式也可以提高可靠性。

(2)集成度高、体积小、有很高的可靠性。

§1.4 单片机的特点及发展趋势

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为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、 I/O 口的逻辑操作以及位处理功能。单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。

(3) 控制功能强。

(4) 单片机的系统扩展、系统配置较典型、规 范，容易构成各种规模的应用系统。

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1 ．单片机应用的特点

软硬件结合、多学科交叉；

应用现场环境恶劣 （电磁干扰、电源波动、冲击振动、高低温湿度等）；

应用领域广泛且意义重大 （硬件软化 -- 微控制技术）。

§1.5 单片机的应用

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2 ．单片机的应用领域

①在工业自动化方面（过程控制、数据采集和测控技术、机器人技术、机械电子计算机一体化技术）；

②仪器仪表方面（测试仪表和医疗仪器 -- 数字化、智能 化、高精度、小体积、低成本、便于增加显示报警和自诊断功能）；

③在家用电器方面（冰箱、洗衣机、空调机、微波炉、电视机、音像设备等）；

④信息和通信产品方面（计算机的键盘、打印机、磁 盘驱动器；传真机、复印机、电话机、考勤机）；

⑤在军事方面（飞机、大炮、坦克、军舰、导弹、火箭、雷达等）。

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作业：

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