单片机原理与应用凌阳SPCE061A（电子教案）第1章 单片机应用系统

单片机原理与应用凌阳SPCE061A（电子教案）第1章 单片机应用系统 单片机原理与应用凌阳SPCE061A第11章单片机应用系统什么是单片机应用系统1.2凌阳16位单片机1.4单片机的I/O口1.3什么是单片机1.11.1什么是单片机1.1.1单片机的概念对微型计算机而言，如果将CPU、存储器、I/O接口以及定时器/计数器集成在一块芯片上，就称为单片微型计算机（Single ChipMicroputer，SCM），简称单片机，也叫做“微控制器”或者“嵌入式微控制器”。 1.1.2单片机的发展概况第一阶段为8位单片机的初级发展阶段（1976年1980年）。 第二阶段为8位高档单片机的发展阶段（1980年1983年）。 第三阶段为16位单片机发展及微控制器形成阶段。 第四阶段的单片机在集成度、速率、功能、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。 1.1.3单片机的特点（ （1）单片机具有独立的指令系统，可以将我们的设计思想充分体现出来。 （ （2）系统配置以满足控制对象的要求为出发点，使得系统具有较高的性能价格比。 （ （3）应用系统通常将程序驻留在单片机（外）ROM中，抗干扰能力强，可靠性高，使用方便。 （ （4）由于系统规模较小，使其本身不具有自主开发能力，一般需借助专用的开发工具进行系统开发和调试，而实际应用系统简单实用、成本低、效益好。 （ （5）应用系统所用存储器芯片可选用EPROM、E2PROM、OTP芯片或利用掩膜形式生产，便于批量开发和应用。 许多单片机（如80C51系列）的开发芯片和扩展应用芯片相互配套，降低了系统成本。 （ （6）由于系统体积小、控制功能强、功耗低，便于嵌入被控设备之内，大大推动了产品的智能化，如数控机床、机器人、智能仪器仪表、洗衣机、电冰箱、电视机等。 1.1.4单片机的应用1家用电器2实时工业控制3智能仪器仪表4终端及外部设备控制5机电一体化1.2什么是单片机应用系统1.2.1单片机应用系统的类型1基本系统2扩展系统1.2.2单片机应用系统的组成1.2.3单片机应用系统的设计1确定任务2总体设计3硬件设计4软件设计5系统调试1.3单片机的I/O口1.3.1通信基础1通信的基本方式（ （1）并行通信（ （2）串行通信2串行通信的分类（ （1）异步通信（ （2）同步通信3串行通信的传输方向（ （1）单工（ （2）半双工（ （3）全双工1.3.2单片机输入/输出接口的功能1输入/输出接口的功能（ （1）锁存数据外部设备的工作速度与单片机不同，传送数据的过程中常常需要等待，为此，I/O接口电路中要设置锁存器，用以暂存数据。 例如，键按下时，键的代码要送入I/O电路中的锁存器锁存，待计算机在合适的时候读取。 （ （2）信息转换计算机通信时，为节省传输线，信息常以串行方式逐位传送；而在计算机内部，为加快运行速度，信息却以并行方式传送。 为此，计算机发送数据时，I/O接口电路要将并行数据转换成串行数据，而接收数据时，要将串行数据转换成并行数据。 有些外围设备（如传感器）提供的信息是模拟量，有些执行部件（如示波器）需要计算机系统提供模拟量，但计算机只能处理数字量，所以，模数转换器和数模转换器也是一种转换信息的接口电路。 （ （3）电平转换计算机输入/输出的信息大多采用TTL电平，高电平+5V代表“1”，低电平0V代表“0”。 如果外围设备的信息不是TTL电平，那么在这些外围设备与计算机连接时，I/O接口电路要完成电平转换的工作。 （ （4）缓冲输入/输出接口电路是挂在计算机总线上的，都应具备缓冲的功能。 （ （5）地址译码计算机通常具有多个外围设备，每个外围设备应赋予一个地址，以便计算机识别。 I/O接口电路中的地址译码器能根据计算机送出的地址找到指定的外围设备。 （ （6）传送联络信号许多外围设备与计算机间要传送状态信息和控制信息，这需要由由I/O接口电路转接。 2单片机输入/输出接口应注意的问题题（ （1）输出接口用于把单片机数据计算或加工的结果以用户需要的形式显示或保存，负责向外界输送由内部电路产生的处理结果、显示信息、控制命令、驱动信号等。 如数码管、液晶显示模块和打印机等可以作为单片机输出。 单片机的I/O口作为输出口时应注意以下问题。 （ （2）输入接口用于将程序或数据输入到单片机中，负责从外界接收检测信号、键盘信号等各种开关量信号。 如行列键盘、按键、模拟开关等可以作为单片机输入。 单片机的I/O口作为输入口时应注意以下问题。 1.4凌阳16位单片机1.4.1nSP TM特点1体积小、集成度