单片机原理及接口技术PPT电子课件教案-第0章_绪论.ppt

1,单片机原理及接口技术,2,课本及参考资料,课本 单片机原理、接口及应用 清华大学出版社 参考书 51单片机c语言应用程序额设计实例精讲 电子工业出版社 单片机keil cx51应用开发技术 邮电出版社 网站 周立功单片机 - 老古开发网 - 单片机c语言论坛 - 51单片机,3,课程内容,51芯片 指令系统、开发工具 interrupt timer/counter uart 接口（ad/memory/key）,4,课程学习方法,数电、模电、微机原理 单片机、protel、keil c 注重实践,多动手,理论要联系实际,5,1、什么是单片机,传统计算机结构 cpu（运算器、控制器） 存储器 i/o 总线系统 单片机是计算机的集成 一块芯片内含有cpu、rom、ram、并行i/o、串行i/o、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。,6,2、单片机的特点,有优异的性能价格比 集成度高、体积小、有很高的可靠性 低功耗、低电压，便于生产便携式产品 控制功能强 外部总线增加了i2c及spi等串行总线方式，进一步缩小了体积，简化了结构,7,3、发展历史,芯片化探索（76-78） fairchild公司f-8，intel的mcs48 结构体系的完善（78-82） mcs51为代表。总线、指令、结构固定 从scm向mcu化过渡（82-90） 16位单片机mcs96 百花齐放（90-） soc,8,4、发展趋势,制作工艺cmos化 长寿命 8位、16位、32位单片机共同发 速度越来越快 低电压与低功耗 低噪声与高可靠性技术 掩膜、otp与mtp,9,5、单片机分类,通用型/专用型 总线型/非总线型 控制型/家电型 常见单片机 atmel atmel at91 series (arm thumb architecture) at90 series avr (atmel norway design) atmel at89 series (intel 8051/mcs51 architecture),10,intel 8-bit：8xc42；mcs48；mcs51；8xc251 16-bit：mcs96系列；mxs296 32-bit：i960 microchip（微芯公司） 8-bit pic10 pic12 pic16 pic18 16-bit pic24f pic24h dspic30 dspic33 32bit pic32,11,freescale semiconductor(飞思卡尔半导体) 8-bit：68hc05；68hc08；68hc11 16-bit：68hc12；68hc16；dsp56800 32-bit：683xx；mpc500,860,8240/8250 philips semiconductors lpc2000,lpc900,lpc700 em78系列otp型单片机: 台湾义隆电子股份有限公司,直接替代pic16cxx,管脚兼容,软件可转换 华邦单片机: 华邦公司的w77,w78系列8位单片机的脚位和指令集与8051兼容,12,13,14,嵌入式操作系统,15,6、应用领域,智能仪表 单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能传感器等。 机电一体化产品 机电一体化产品是集机械技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术于一体，具有智能化特征的各种机电产品。单片机在机电一体化产品的开发中可以发挥巨大的作用。典型产品如机器人、数控机床、自动包装机、点钞机、医疗设备、打印机、传真机、复印机等。,16,军事技术 通常在这些电子系统的集中显示系统、动力监测控制系统、自动驾驭系统、通讯系统以及运行监视器（黑匣子）都会用到单片机技术。,17,工业控制 单片机的应用为传统的仪器仪表行业的产品“更新换代”提供了非常理想的条件。目前各种变送器、电器测量仪表普遍采用单片机系统代替原来的测量系统，使测量系统的各种功能如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音等功能得以实现。,18,实时工业控制 单片机还可以用于各种物理量的采集与控制。电流、电压、温度、液位、流量等物理参数的采集和控制均可以利用单片机方便地实现。在这类系统中，利用单片机作为系统控制器，可以根据被控对象的不同特征采用不同的智能算法，实现期望的控制指标，从而提高生产效率和产品质量。典型应用如电机转速控制、温度控制、自动生产线等 。 分布式系统前端 在较复杂的工业系统中，经常要采用分布式测控系统完成大量的分布参数的采集。在这类系统中，采用单片机作为分布式系统的前端采集模块，系统具有运行可靠，数据采集方便灵活，成本低廉等一系列优点。,19,家电行业 家用电器是单片机的又一重要应用领域，前景十分广阔。如空调器、电冰箱、洗衣机、电饭煲、高档洗浴设备、高档玩具等。 另外，在交通领域中，汽车、火车、飞机、航天器等均有单片机的广泛应用。如汽车自动驾驶系统、航天测控系统、黑匣子等 。,电讯方面,20,单片机技术的应用遍布国民经济与人民生活的各个领域,21,7、开发工具,硬件 烧录器、仿真器 isp jtag 软件 asm keil c iar,22,单片机硬件 电路设计,软 件 设 计,单片机 应用系统,单片机应用系统的开发过程,23,机器语言： 单片机应用系统只使用机器语言（指令的二进制代码，又称指令代码）。机器语言指令组成的程序称目标程序。 mcs-51两个寄存器相加的机器语言指令：00101000 汇编语言： 与机器语言指令一一对应的英文单词缩写，称为指令助记符。汇编语言编写的程序称为汇编语言程序。 mcs-51两个寄存器相加汇编语言指令：add a，r0,机器语言（machine language) 有三类 汇编语言 (assemble) 高级语言 (high level language),8、单片机的程序设计语言和软件,24,高级语言： 高级语言源程序c-51、c、pl/m51等。 简单控制程序不太长。 复杂多种多样的控制对象，少有现成程序借鉴。 简单系统不含管理和开发功能。 复杂系统实时系统，需要监控系统 （甚至实时多任务操作系统）。,编译型高级语言可生成机器代码； 解释型高级语言必须在解释程序支持下直接解释执行。 因此，只有编译型高级语言才能作为微机开发语言。,25,不同计算机语言的应用：,源程序通过编译得到机器能执行的目标程序。,汇编语言程序可以高效率利用计算机资源，目标程序占用内存少，执行速度快，适合于自动测控系统反应快速、结构紧凑的要求。实际应用中，常与c语言配合使用。 高级语言程序容易掌握，通用性好，但编译程序系统开销大，目标程序占用内存多，且执行时间比较长，多用于科学计算、工业设计、企业管理。,26,四、计算机基础,微机系统结构 硬件 cpu（运算器、控制器） 存储器 i/o 软件 系统软件 应用软件 开发工具,27,工作原理 取指、译码、执行 技术指标 字长 容量 速度 时钟频率,28,数据表示 b、d、h