嵌入式系统原理及应用：第1讲 MCS-51概述

1、1嵌入式系统原理及应用2课程结构嵌入式系统原理及应用MCS-51*建立单片机的基本概念*熟练掌握8位机的软硬件设计*CPU替代方式仿真*5个实验MSP430F6638*了解JTAG方式仿真调试*1个实验ARM*32位机的体系结构*嵌入式操作系统的概念*系统开发的基本过程*3个实验3课程的知识结构MCS-51MSP430F6638完备的嵌入式系统ARMc/OS-II操作系统C语言4课程安排理论课:讲述基本原理、结构和设计方法，授课学时安排 MCS-51 20学时 MSP430 2学时 ARM7TDMI 8学时实验课:根据实验指导书的要求自己完成教材：单片机原理及应用 张毅刚 主编 新编MCS-5

2、1单片机应用设计 张毅刚 讲义2册（包括MSP430、ARM体系结构及嵌入式操作系统简单 介绍、仿真调试软件使用、 实验指导书）参考书：MCS-51单片机应用系统设计 何立民 MSP430单片机原理及应用 任宝宏 嵌入式系统开发与应用 田泽 嵌入式实时操作系统c/OS-II 邵贝贝译 5课程目的及要求本课程特点是实践性强。掌握软件编程和硬件电路设计的方法，能够进行简单的51单片机应用系统的设计、调试工作。了解嵌入式系统开发的过程。30课时讲课，时间比较少，希望大家做好预习、复习的工作。实验9次，另外实验考核1次。要重视实验，实验成绩占考核成绩的40%。6MCS-51部分主要内容MCS-51的基

3、本硬件结构程序设计：指令系统、汇编程序的编制定时/计数器串行口中断系统存储器扩展：程序存储器、数据存储器接口设计：扩展I/O、AD/DA、键盘显示等7第1讲 MCS-51概述让我们开始！8主要内容单片机的概念单片机发展历史应用特点典型的单片机产品发展趋势开发条件硬件设计概述9单片机的概念单片机是电子计算机的一种。电子计算机是科技发展的产物。计算机的飞速发展归功于半导体集成技术的发展。计算机的发展趋势微型化巨型化网络化智能模拟化10微型机的概念微型机是由大规模集成电路、超大规模集成电路等组成，具有功能强、结构紧凑、系统可靠性高等特点。微型机中包括一片主要的集成电路中央处理器（CPU），还包括存储

4、器、通用或专用I/O接口电路等。它分单片微机、单板机（笔记本、台式机）。11单片机的概念将组成微型计算机的各功能部件：中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM）、定时/计数器、串行口、I/O接口电路等集成在一块集成电路芯片中，从而构成完整的微型计算机。称之为单片微型计算机，简称单片机，或称微控制器（MCU）。12单片机的分类按用途分类： 通用型：将可开发的资源（ROM、RAM、 I/O、 EPROM）等全部提供给用户。 专用型：其硬件及指令是按照某种特定用途而 设计，例如录音机机芯控制器、打印 机控制器、电机控制器等。按其基本操作处理的数据位数分类： 1位、4位、8位、16位、

5、32位13单片机的发展历史初级阶段（19741976）两片集成芯片（集成工艺限制） 仙童F8低性能阶段（19761978） INTER MCS-48高性能阶段（1978 至今）MCS51更高性能阶段（1983 至今） 多种机型并行发展 8位：ST7系列 16位：MCS96系列MSP430系列 32位：ARM7、68332等148位单片机是工业检测、控制应用的主力军单片机的发展非常迅速，通用型单片机大约有50多个系列，400多个品种，单片机的产品已占整个微机（包括一般的微处理器）产品的80%以上，其中8位机的产量占整个单片机市场的60%。15单片机的应用单片机的特点体积小：基本功能部件满足要求可

6、靠性高：总线大多在内部，屏蔽好，易于提高电磁屏蔽性；适用温度范围宽（民品、工业品、军品）功能强：实时响应速度快；可对I/O口直接操作使用方便：易扩展，硬件设计简单，容易组成不同规模的应用系统；提供开发工具资料性价比高：电路板小；接插件少易产品化：研制周期短16应用特点： 量大面广工业自动化：机器人技术、过程控制、数据采集智能仪表：测量仪实时控制：汽车内各种仪表及控制单元消费类电子产品：空调、手机、洗衣机网络通信：通信协议集成计算机终端及外设：键盘、打印机武器装备：多机分布式系统：多个单片机构成提示单片机的出现使得电路设计简单化单片机的应用17典型单片机产品器件厂家美国：Intel 、Motor

7、ola、 Microchip 、Atmel、TI 荷兰: Philips 德国： Siemens日本：Nec18单片机的发展趋势性能不断提高CPU功能增强：提高运算速度，提高实时性，简化与外围器件的连接内部资源增多：A/D、D/A、存储器EEPROM、flash存储器，而且存储器容量显著增加。片内I/O改进：驱动能力，位处理能力，网络接口低功耗：CMOS化19MCS-51单片机的主要产品 根据51单片机内部存储器的类型不同，MCS-51单片机可分为以下几个基本型：无ROM型 ：8031ROM型：8051EPROM型：8751Flash 存储器型：8951 增强型：8032/8052/8752/8952/C8051FMCS-51系列MCU是我国使用最多的单片机20单片机系统开发条件单片机芯片开发工具资料手册21仿真开发系统的功能用户系统的硬件电路的诊断与检查。程序的加载与修改。程序的运行、调试及状态显示。将程序固化到程序存储器中。 22典型开发系统的构成 用户 系统RS232ICE在线仿真器仿真头电缆23仿真开发过程硬件设计及焊装软件设计 动态在线调试：在仿真器和计算机的监控下，解决用户系统硬件和