《单片机控制技术项目式课程》（第2版）课件 项目1 认识单片机

项目1认识单片机初步认识单片机。掌握单片机的基本概念。了解单片机的发展历史及发展趋势。了解单片机的分类、特点及应用领域。了解行业标准中电子元器件的规范。了解芯片制造过程，培养自主创新意识。学习目标叙述什么是单片机。叙述单片机的发展历史及发展趋势。叙述单片机的分类。叙述单片机的特点及应用领域。工作任务任务1.1单片机是什么任务1.2单片机的发展任务1.3单片机的分类任务1.4单片机的特点及应用领域项目小结项目1认识单片机任务1.1单片机是什么单片机就在我们日常生活中，在我们身边的各种家用电器中。比如洗衣机，单片机在其控制面板中，如图所示：1.1.1单片机在哪里

全自动洗衣机操作面板洗衣机的单片机控制图

1.1.2单片机的样子单片机封装以外形的包装形式不同进行分类，常见的有双列直插式（DIP封装）、塑料J形引脚芯片载体（PLCC封装）和塑料方型扁平式（PQFP封装）等。

(a)DIP封装(b)PLCC封装(c)PQFP封装封装1：PDIP40（PlasticDualInlinePacket40）塑料双列（直插封装）体积大；插拔或焊接方便；容易加工；缺口侧圆形标记处为1脚；调试样机建议采用此封装。封装2

：PLCC44（PlasticJ-leadedChipCarrier）塑料J形引脚芯片载体体积较小插拔或焊接方便。中心正上方圆形标记处为1脚封装3

：封装：TQFP44

（ThinPlasticGullWingQuadFlatPacket）扁体塑料鸥翼状方形平面封装体积最小只能焊接左下方缺口侧圆形标记处为1脚批量生产设计推荐此封装在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路、定时器/计数器等部件，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。

单硅晶片CPU存储器控制电路定时器时钟电路I/O口单片机概念1.1.3单片机的基本概念单片机内部结构示意图注意：单片机本身只是一个集成度高、功能强的电子元件，只有当它与某些器件或设备有机地结合在一起时才构成了单片机应用系统的硬件部分，配置适当的工作程序后，就可以构成一个真正的单片机应用系统，完成特定的任务。第一阶段(1976～1978):单片机的探索阶段。以Intel公司MCS-48为代表。第二阶段(1978～1982):单片机的完善阶段。MCS-51系列单片机。第三阶段(1982～1990):单片机向微控制器发展的阶段。8位单片机的巩固和16位单片机的推出。第四阶段(1990～今):微控制器的全面发展阶段。8位/16位/32位通用型单片机以及小型廉价的专用型单片机。任务1.2单片机的发展1.2.1单片机的发展历史1.2.2单片机的发展趋势单片机今后将向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、存储容量增大、外围电路内装化等方向发展。1．CPU的发展趋势（1）采用双CPU结构，提高处理能力。（2）增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。2．片内存储器的发展趋势（1）加大存储容量。（2）片内EPROM开始EEPROM化（3）闪速存储器（4）串行存储器（5）片内程序的保密措施3．片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力，能直接输出大电流和高电压。（2）增加I/O口的逻辑控制功能。（3）设置了一些特殊的串行接口功能，构成分布式、网络化系统。4．外围功能部件内装化5．低功耗化6．应用软件和系统软件内固化1.按数据总线位数不同分类（1）4位单片机：（2）8位单片机：（3）16位单片机：（4）32位单片机：控制功能较弱，CPU一次只能处理4位二进制数。品种丰富、应用广泛。分为51系列和非51系列。操作速度及数据吞吐能力在性能上比8位机有较大提高。主要有TI的MSP430系列、Intel的MCS-96系列等。字长为32位，是单片机中的顶级产品，具有极高的运算速度。常见ARM处理器架构可分为ARM7、ARM9及ARM11。（1）MCS-51系列单片机MCS-51系列单片机是Intel公司在1980年推出的高性能8位单片机，可分为51和52两个子系列。2.按生产厂家分类基本型增强型（2）80C51系列﹡ATMEL的：89C51、89C52、89C2051等；

80C51是MCS-51系列中的一个典型品种；其它厂商生产的与80C51兼容的单片机统称为80C51系列。当前常用的80C51系列单片机主要产品有：

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Philips、Infineon、Dallas等公司的许多产品。（3）其他常用单片机系列Atmel公司的AVR系列单片机精简指令集（RISC）单片机，其ATtiny系列、AT90S系列与ATmega系列分别对应为低、中、高档产品。主要特点：ROM采用Flash结构，有多种编程方式，数据处理速度快，功耗低，I/O口功能强、驱动能力大，具有A/D转换电路，有功能强大的定时/计数器。Microchip公司的PIC系列单片机主要产品是8位单片机，CPU采用了RISC结构的嵌入式微控制器，共有3个系列：基本级、中级和高级。主要特点：高速度、低电压、低功耗、大电流LCD驱动能力和低价位OTP技术。Motorola公司的单片机品种全、新产品多，4位、8位、16位32位的单片机都能生产。主要特点：在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多,使得高频噪声低,抗干扰能力强,更适合于工控领域及恶劣的环境。任务1.4单片机的特点及应用领域与通用微机相比较，单片机在结构、指令设置上均有其独特之处，主要特点如下：（1）单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。（2）采用面向控制的指令系统。（3）单片机的I/O引脚通常是多功能的。（4）单片机的外部扩展能力很强。1.4.1单片机的特点单片机在控制领域中的主要特点：（1）体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，能方便地组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。（2）能针对性地完成从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性价比。（3）抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠

地工作。（4）可以方便地实现多机控制和分布式控制，使整个控制系统的工作效率和可靠性大大提高。小型、灵活、方便、便宜就是单片机的主要特点。智能仪器仪表数字式测角仪交直流电压电流表数字测温仪单片机结合不同类型的传感器，可实现电压、频率、湿度、温度等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。1.4.2单片机的应用领域

工业控制电梯智能化控制用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理、电梯智能化控制、各种报警系统。

智能流水线家用电器在家用电器领域，单片机的应用越来越广泛。如洗衣机、电冰箱、微波炉，其他音响视频器材等。洗衣机微波炉智能冰箱通信设备现在的通信设备基本上实现了单片机智能控制，从手机，电话机，小型程控交换机、无线对讲机到楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信等。手机电话机小型程控交换机对讲机医用设备病床呼叫系统电池分析仪医用呼吸机超声诊断设备监护仪汽车电子产品自动驾驶系统安全保护系统集中显示系统办公自动化设备打印机复印机传真机绘图仪人脸识别考勤机商业营销设备手持条码阅读器IC卡刷卡机出租车计价器项目小结本项目主要介绍了单片机的概念、发展、分类、特点及应用领域，通过四个任务完成