單片機原理與應(yīng)用基于匯編C及混合編程單片機概述

1、第一章 單片機概述(i sh)1.1、單片機的基本概念1.2、單片機的發(fā)展歷程1.3、8位單片機的主要系列(xli)1.4、單片機的應(yīng)用1共三十五頁課程(kchng)目的 本課程為電子類專業(yè)的主干課程，從理論和實踐兩方面解決計算機應(yīng)用中的多種問題。 本課程是在學(xué)生學(xué)完電子技術(shù)類基礎(chǔ)課程之后，為加強(jiqing)對學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開設(shè)的體現(xiàn)電子技術(shù)、計算機技術(shù)綜合應(yīng)用的綜合性課程。 本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的基本理論、基本知識與基本技能，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計、調(diào)試方法，并了解單片機在測量、控制等電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用。初步具備應(yīng)用單片機進行設(shè)備技術(shù)改造、

2、產(chǎn)品開發(fā)的能力。2共三十五頁課程(kchng)的先修課程(kchng)數(shù)字電路、模擬電子(dinz)技術(shù)、計算機原理、微機原理后期訓(xùn)練單片機課程設(shè)計深入應(yīng)用電子設(shè)計競賽、畢業(yè)設(shè)計。工程應(yīng)用企業(yè)電子產(chǎn)品開發(fā)學(xué)習(xí)特點要記的多，111條指令，40條引腳的功能和用途，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式。 所以必須經(jīng)常復(fù)習(xí)和練習(xí) 3共三十五頁1.1 單片機的基本概念一、什么(shn me)是單片機單片機就是單片微型計算機(Single-Chip Microcomputer)。 單片機是把微型計算機中的微處理器、存儲器、I/O接口、定時器/計數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路(dinl)集成在一塊集成電路(dinl)芯片上形

3、成的微型計算機。簡稱為單片機。 主要特點：體積小、可靠性高。性能價格比高。使用方便。工藝先進。適用于工業(yè)控制、儀器儀表、家電自動化、智能化等。4共三十五頁運算器+控制器輸入(shr)設(shè)備輸出設(shè)備(sh ch sh bi)存儲器輸入設(shè)備運算器輸出設(shè)備控制器存儲器微型計算機系統(tǒng)的硬件部分通常由五部分組成:5共三十五頁在單片機使用上注意(zh y)以下幾個相互有相同點也有區(qū)別的概念。（1）單板機：（2）單片機：（3）多板機：6共三十五頁這種計算機系統(tǒng)通常(tngchng)由多塊印刷電路板制成：多板機 主板顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPU7共三十五頁CPUCPU芯片(xn pin)內(nèi)存條

4、存儲器接口(ji ku)存儲器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時計數(shù)器芯片A/D、D/A芯片單板機 印 刷 電 路 板8共三十五頁 單 硅 晶 片 CPU存儲器控制電路定時器時鐘(shzhng)電路I / O口單片機9共三十五頁典型(dinxng)單片機產(chǎn)品器件(qjin)廠家美國：Intel、 Motorola、 Microchip 、Atmel 荷蘭: Philips 德國：Siemens日本：Nec中國臺灣：Winbond、SST中國大陸：STC10共三十五頁預(yù)備(ybi)知識：元器件實物圖單片機芯片(xn pin)11共三十五頁通信(tng xn)芯片MAX232CPE 時鐘芯片 D

5、S130212共三十五頁瓷片小電容(dinrng)零壓力(yl)插座萬用焊接板13共三十五頁晶 振電阻(dinz)和排電阻(dinz)14共三十五頁EEPROM24C02溫度傳感器18B20AD變換器0832穩(wěn)壓(wn y)片78L0515共三十五頁液晶(yjng)字符顯示屏液晶圖形點陣顯示屏16共三十五頁撥動(b dn)開關(guān)17共三十五頁紅外遙控用 發(fā)射接受(jishu)一體管繼電器18共三十五頁各類接插件19共三十五頁88二極管點陣(din zhn) 八段數(shù)碼管20共三十五頁1.2 單片機的發(fā)展(fzhn)歷程 1.2.1 4位單片機1.2.2 8位單片機 1976年9月，美國Intel公

6、司首先推出了MCS-48系列8位單片機。 1978年以前(yqin)的8位單片機，由于集成度的限制，一般都沒有串行接口，尋址空間小于8KB，性能較低，稱低檔8位單片機。 1975年美國德克薩斯儀器公司（TI）首次推出4位單片機TMS-1000。 價格便宜，主要用于控制洗衣機、微波爐等家用電器及高檔電子玩具。 SHARP的SM系列，東芝的TLCS系列等。21共三十五頁 1978年以后，集成電路水平提高，8位單片機的尋址能力達到(d do)了64KB，片內(nèi)帶串行和并行I/O口這類單片機稱為高檔8位單片機。 INTEL的MCS-51系列等。 近年來，8位單片機性能進一步提高，有些內(nèi)部還集成了ADC、

7、PWM、WDT等，稱為超8位單片機。如INTEL的8X252、宏晶公司的STC單片機等。 8位單片機主要用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個領(lǐng)域。1.2.3 16位單片機 1983年以后，出現(xiàn)了16位單片機。內(nèi)部集成了多個CPU，8KB以上的存儲器，多個并串口，特殊用途的監(jiān)視定時器等電路，主要用于高速(o s)復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 INTEL的MCS-96系列等。22共三十五頁1.2.4 32位單片機 目前，各個計算機生產(chǎn)廠家已相繼(xingj)推出高性能的32位單片機產(chǎn)品。包括數(shù)據(jù)、圖像、語言處理等，英國ARM公司的ARM嵌入式微處理器應(yīng)用廣泛。 主要應(yīng)用領(lǐng)域：移動電話、車載導(dǎo)航、數(shù)字視頻、游

8、戲機、數(shù)碼照相機、電子付費終端、智能卡等。1.2.5 64位單片機 近年來，各單片機生產(chǎn)廠家已進入更高性能的64位單片機研制和生產(chǎn)階段(jidun)。如英國Inmos公司的Transputer T800。 64位單片機在引擎控制、智能機器人、磁盤控制、語音/圖像通信等場合已有應(yīng)用。 23共三十五頁單片機技術(shù)(jsh)的發(fā)展 一、片內(nèi)程序存儲器的發(fā)展單片機的程序存儲器（ROM）經(jīng)歷了ROMEPROME2PROMFLASH MEMORY的發(fā)展，容量也由小變大。 二、看門狗定時器 單片機在運行時由于干擾(gnro)等原因，可能會出現(xiàn)軟件混亂。 看門狗電路就是用于在CPU處于軟件混亂時使系統(tǒng)正常工作的

9、一種恢復(fù)方法。 24共三十五頁 三、節(jié)電模式 在節(jié)電模式下，CPU和部分(b fen)部件進入睡眠狀態(tài)，但片內(nèi)RAM和寄存器等部件保持工作狀態(tài)，以達到節(jié)能的目的。 四、加強輸入輸出功能 某有些單片機具備大功率的輸入/輸出接口，可直接驅(qū)動熒光顯示器、LCD和LED。 還有一些增加了接口或定時器的數(shù)量，或者增加了新型的接口。25共三十五頁 五、單片機制造工藝提高 半導(dǎo)體制作工藝的提高，使單片機的體積可以做的更小，時鐘頻率更高?？梢约筛嗟拇鎯ζ骱筒考?。降低產(chǎn)品的價格。 六、在線編程和調(diào)試技術(shù) 一些(yxi)新型的單片機實現(xiàn)了在系統(tǒng)編程（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP）功能。26共三十五頁1.38位

10、單片機的主要(zhyo)系列目前市場(shchng)上的8位單片機主要分為以MCS51為內(nèi)核的系列單片機和非MCS51內(nèi)核的單片機。其中51內(nèi)核單片機因開發(fā)工具及軟硬件齊全在市場上占主導(dǎo)地位。1.3.151內(nèi)核系列單片機1Intel公司的MCS51系列單片機2Atmel公司的89系列單片機3Philips公司的增強型89C51系列單片機4華邦公司的51內(nèi)核單片機5宏晶科技公司的51內(nèi)核STC系列單片機27共三十五頁1.3.2 非51內(nèi)核(ni h)單片機1. Motorola的M68HC系列2. Atmel公司的AVR系列3. MicroChip PIC系列及兼容(jin rn)芯片28共三十

11、五頁1. 智能(zh nn)儀器儀表交直流電壓電流表 單片機結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度(jiod)、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 采用單片機控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強大。數(shù)字式測角儀1.4 單片機的應(yīng)用 29共三十五頁2. 工業(yè)(gngy)控制數(shù)控車床數(shù)控線切割機床(jchung) 用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等。 30共三十五頁3. 醫(yī)用設(shè)備(shbi) 醫(yī)用呼吸機 各種

12、分析儀 監(jiān)護儀 超聲診斷設(shè)備 病床呼叫系統(tǒng)(xtng)等等電池分析儀醫(yī)用呼吸機麻醉信息管理系統(tǒng)31共三十五頁4. 家用電器(ji yn din q) 智能冰箱、空調(diào) 智能電飯煲 智能食品(shpn)配料機 現(xiàn)在的家用電器基 本上都采用了單片機控制，從電飯褒、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機、彩電、其他音響視頻設(shè)備、再到 電子秤量設(shè)備，五花八門, 無所不在。5. 計算機網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域 手機、電話機 程控交換機 樓宇自動通信呼叫系統(tǒng) 列車無線通信 日常工作中隨處可見的移動電話 集群移動通信 無線電對講機等。 可以這樣說,現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、金融業(yè)等無處不出現(xiàn)單片機的身影?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)、生活工作環(huán)境更是離不開單

13、片機。32共三十五頁單片機應(yīng)用領(lǐng)域：測控系統(tǒng)、智能儀表、智能(zh nn)接口、辦公自動化、光機電一體化設(shè)備、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、汽車電子、消費類電子產(chǎn)品、智能樓宇設(shè)備33共三十五頁單片機系統(tǒng)(xtng)硬件部分軟件部分單片機芯片外圍器件CPU內(nèi)存中斷控制邏輯通用接口運算器寄存器組控制器并行I / O口串行UART定時/計數(shù)器ADC0809、DAC0832825382518255A、81552764、6264指令系統(tǒng)應(yīng)用程序34共三十五頁內(nèi)容摘要第一章 單片機概述。本課程為電子類專業(yè)的主干課程，從理論和實踐兩方面解決計算機應(yīng)用中的多種問題。課程的先修課程。微型計算機系統(tǒng)的硬件部分通常由五部分組成:。A/D、D/A。如INTEL的8X252、宏晶公司的STC單