单片微型计算机原理概览

"单片机原理与应用第一章" 本章节主要介绍了单片机的基础知识，包括微型计算机的组成、工作原理以及单片机的发展历程和应用领域。内容详细讲解了从第一代电子管计算机到现代的超大规模集成电路计算机的演变过程，强调了冯·诺依曼结构在计算机发展中的核心地位。 1. 微型计算机的组成及工作原理： 微型计算机的核心由中央处理器（CPU）、存储器（包括随机存取存储器RAM和只读存储器ROM）以及输入输出设备（I/O）组成。工作原理基于冯·诺依曼体系结构，即程序存储控制，数据和指令都存储在内存中，CPU通过执行预存的指令来完成各种计算和控制任务。 1.1 典型单片机产品简介： 以MCS-51系列单片机为例，这是一种广泛应用的8位单片机，具有内置的CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和I/O端口等功能。它的工作时钟频率、存储容量和扩展能力因型号不同而有所差异，广泛应用于各种嵌入式系统中。 1.2 单片机的应用模式和应用： 单片机常被用于自动化控制、数据采集、通信协议处理、仪器仪表等领域。其应用模式包括独立运行、作为系统的一部分或与其他微处理器配合使用。单片机的应用实例包括家用电器、汽车电子、医疗设备、工业控制系统等。 1.3 数制与编码： 了解二进制、八进制、十进制和十六进制等数制间的转换是单片机编程的基础。此外，计算机内部数据表示通常采用二进制补码形式，而ASCII码和Unicode编码则用于字符表示。 1.4 计算机数值数据表示与运算： 在微型计算机中，数值数据的表示方式包括定点和浮点，定点数又分为原码、反码和补码。计算机进行算术和逻辑运算时，需要考虑这些表示方式的影响。 1.5 单片机系统组成： 单片机系统除了核心的单片机外，还包括必要的外围电路，如时钟电路提供工作时钟，复位电路确保系统正常启动，以及扩展存储器以增加程序和数据的存储空间。单片机应用系统则是一个完整的解决方案，包括单片机、系统电路和针对特定应用的附加硬件。 后续章节将深入探讨MCS-51系列单片机的芯片结构、指令系统、汇编语言编程、存储器扩展、中断与定时系统、I/O口扩展、串行数据通信以及模拟信号与数字信号的转换接口。这些内容是掌握单片机应用开发的关键，对于学习者来说，理解和熟练掌握这些知识是成为合格的单片机工程师的必备条件。