一、绪论

1.1 单片机概述

单片微型计算机是微型计算机发展的一个分支，具有结构简单、控制功能强、抗干扰性能和可靠性好、性价比高、便于实现嵌入式应用、易于产品化等特点，在机电一体化、通信 产品、汽车电子、家用电器、智能仪器仪表、工业控制、专用控制装置等领域都得到了广泛应用，推动着各行各业的技术进步和产品更新，成为人们工作、生活不可或缺的重要工具和得力助手。

1.2单片机的概念

单片微型计算机简称单片机，是由中央处理器(控制器、运算器)、存储器、定时/计数器、并行 I/O 接口、串行 I/O 接口、中断系统等组成的一个大规模或超大规模的集成电路芯片，只要连接晶振、复位电路即可构成单片机最小应用系统。

1.2.1 中央处理器 （CPU）

中央处理器 CPU 主要由运算器和控制器组成。其中:运算器的核心部件是算术/逻辑单元，主要完成算术运算和逻辑运算;而控制器则是计算机的控制核心，其功能是负责从程序存储器中取出指令进行分析、判断，并根据指令发出控制信号，使计算机有条不紊地协调工作。

1.2.2储存器

存储器是具有记忆功能的器件，分为程序存储器和数据存储器，主要功能是存放程序 和数据，程序是用来指示计算机如何操作，而数据则是计算机操作的对象。

1.2.3并行 I/O 接口

并行 I/O 接口通常为独立的双向 I/O 口，它是单片机的重要资源，可通过软件编程设定 其用作输入方式或输出方式。

1.2.4串行 I/O 接口

串行 I/O 接口用于单片机与串行设备或其它单片机系统的通信。串行通信有同步和异步 之分，可用硬件或通用串行收/发器件来实现。

1.2.5输入/输出设备

输入设备的作用是从外界将数据、指令等输入到微机的内存;输出设备的作用是将微 机处理后的结果信息转换为外界能够使用的数字、文字、图形、声音等。微机外部设备的种类和形式很多，常见的输入设备有键盘、鼠标、模/数转换器等，近年来语音、图像等输入 设备已正式进入实用阶段。常见的输出设备有打印机、绘图仪、数/模转换器、显示终端、 音响设备等。另外，常见的软盘或硬盘驱动器、光盘驱动器也属于输入输出设备。

1.2.6定时/计数器

定时/计数器用于单片机内部精确定时或对外部事件进行计数，有的单片机内部提供有多个定时/计数器。

1.2.7时钟振荡器

外接的时钟振荡器为单片机提供系统时钟。

1.2.8中断系统

中断是指 CPU 暂停正在执行的程序转而处理中断源服务程序，在执行完中断服务程序之后再返回原来正在执行的程序断点处继续执行。一般单片机均会提供有若干个中断源，并 具有不同的优先级别供用户选择。

1.2.9总线

总线是控制器、运算器、存储器、I/O 接口之间相连的一组线，分为数据总线、地址总 线和控制总线。

数据总线(Data Bus):数据总线是双向的通信总线。通过它可以实现微处理器、存 储器和输入/输出接口三者之间的数据交换。例如，它可以将微处理器输出的数据传送到存 储器或输入/输出接口，又可以把从存储器中取出的信息或从外设接口取来的信息传送到微 处理器内部去。

地址总线(Address Bus):地址总线是单向总线，用来从 CPU 单向地向存储器或 I/O 接口传送地址信息。

控制总线(Control Bus):控制总线传输的信号可以控制微型计算机各个部件有条不 紊地动作，其中包括由微处理器向其它部件发出的读、写等控制信号，也包括由其它部件输 入到微处理器中的信号。控制总线的多少因不同性能的微处理器而异。