單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)：第1章概述

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)基礎(chǔ)課Seminar教學(xué)模式：理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合 研討教學(xué)和自主研學(xué)相結(jié)合課程成績 = 平時(shí)10% +考核50% + 研究報(bào)告20%+ 實(shí)驗(yàn)20%課程教學(xué)模式考試形式第 1周單片機(jī)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡介第 2周指令系統(tǒng)匯編語言設(shè)計(jì)（格式）編程舉例第 3周第 4周中斷系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)、控制寄存器工作過程）第 5周中斷系統(tǒng)編程舉例第 6周實(shí)驗(yàn)一.數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)、多字節(jié)十進(jìn)制加法實(shí)驗(yàn)第 7周定時(shí)器與串行口通信（結(jié)構(gòu)、控制寄存器工作過程）第 8周定時(shí)器與串行口編程舉例實(shí)驗(yàn)二鍵盤和LED顯示實(shí)驗(yàn)第 9周外部接口擴(kuò)展（1）（8255、鍵盤、顯示器、A/D、D/A）第 10周外部接口擴(kuò)展（2）（

2、串行總線、總線擴(kuò)展器）實(shí)驗(yàn)三字符型液晶顯示實(shí)驗(yàn)第 11周拓展介紹16位/32位單片機(jī)第12周拓展介紹16位/32位單片機(jī)實(shí)驗(yàn)四.D/A,A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)第13周研討教學(xué)(一)第14周研討教學(xué)(三)研討教學(xué)(二)第15周研討教學(xué)(四)第16周考試第1章 概 述1.1 單片機(jī)的基本概念1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.3 常用單片機(jī)系列介紹1.4 怎樣設(shè)計(jì)、調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)(1) 微型計(jì)算機(jī)：微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、I/O接口電路由總線有機(jī)地連接在一起的整體，稱為微型計(jì)算機(jī)。 (2) 單片機(jī)：將微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、I/O接口電路和相應(yīng) 集成在一塊芯片上，稱其為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。

3、(3) 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.1 單片機(jī)的基本概念實(shí)時(shí)控制器件圖1.1 微機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖 圖1.2 單片機(jī)組成框圖 （1）CPU數(shù)據(jù)處理功能、計(jì)算速度和精度：浮點(diǎn)運(yùn)算，CPU的振蕩頻率、字長，串并行處理、多級高速緩沖等技術(shù)。 （2）內(nèi)存容量、CPU對數(shù)據(jù)的存取速度： 微機(jī)：多體、并讀技術(shù)和段、頁多種管理模式 單片機(jī)：CPU對存儲(chǔ)器的讀寫按直接物理地址來尋址存儲(chǔ)器單元 （3）I/O接口：標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)外設(shè) 微機(jī)：標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)，即插即用 單片機(jī) ：非標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)具體的接口電路單片機(jī)與微機(jī)構(gòu)造中的主要不同點(diǎn)：1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.

4、2.1 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM是嚴(yán)格區(qū)分的。ROM稱為程序 存儲(chǔ)器，只存放程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。(2) 采用面向控制的指令系統(tǒng)。(3) 單片機(jī)的I/O引腳通常是多功能的。(4) 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力強(qiáng)。1.2.2 單片機(jī)的應(yīng)用 (1) 體積小，成本低，運(yùn)用靈活，易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電一體化。 (2) 面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價(jià)格比。 (3) 抗干擾能力強(qiáng)，適用溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其它類型計(jì)算機(jī)無法比擬的。 (

5、4) 可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。 單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有： (1) 工業(yè)控制。單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。如數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線控制、電機(jī)控制、溫度控制等。 (2) 儀器儀表。如智能儀器、醫(yī)療器械、數(shù)字示波器等。 (3) 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與智能接口。如圖形終端機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤/磁帶機(jī)、智能終端機(jī)等。 (4) 商用產(chǎn)品。如自動(dòng)售貨機(jī)、電子收款機(jī)、電子秤等。 (5) 家用電器。如微波爐、電視機(jī)、空調(diào)、洗衣機(jī)、錄像機(jī)、音響設(shè)備等。1.3 常用單片機(jī)系列介紹51 系列單片機(jī)始于INTEL公司, 內(nèi)

6、核均為8051內(nèi)核（1）MCS-51系列（2） C8051F 系列單片機(jī)：Cygnal公司提升執(zhí)行速度；資源充分利用；率先使用基于JTAG接口的仿真調(diào)試方法。（3）AT89 系列單片機(jī)Atmel公司性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，含有Flash存儲(chǔ)器（4）NXP 系列單片機(jī)NXP公司（5）STC 系列單片機(jī)宏晶科技公司低功耗，廉價(jià)穩(wěn)定89C51MSP430 單片機(jī)是 TI 公司于 1996 年推向市場的一款超低功耗 16 位 微控制器(Microcontroller unit, MCU)。由于該芯片除了微控制器，還集成了眾多功能不同的數(shù)字外設(shè)和模擬外設(shè)，故而稱之為混合信號(hào)處理器(Mixed Signa

7、l Processor, MSP)。由于片上外設(shè)資源豐富，最大程度地減少了外圍電路設(shè)計(jì)，極大地方便了用戶使用。因而是一款真正意義的“單片”機(jī)。1.3.2 MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1工作寄存器區(qū)、特殊功能寄存器SFR2把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分成兩個(gè)獨(dú)立的地址空間，采用不同的尋址方式，使用兩個(gè)不同的地址指針，PC指向程序存儲(chǔ)器，DPTR指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3輸入輸出接口引線在程序的控制下都可有第二功能 4.內(nèi)部有一個(gè)全雙工串行口，即可同時(shí)發(fā)送和接收；有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器 ，實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信、分布控制系統(tǒng)。5內(nèi)部有一個(gè)功能相對獨(dú)立的位處理機(jī)，具有較強(qiáng)的位處理功能1.4 怎樣設(shè)計(jì)、調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 1、設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理圖根據(jù)功能、技術(shù)指標(biāo)、對象畫出印制板圖確定芯片、各種元器件、尺寸制作印制板加工廠軟件設(shè)計(jì)：編輯匯編語言、編譯通過硬件設(shè)計(jì)初學(xué)者用protel的升級版本altium designer正規(guī)一點(diǎn)的公司用cadence匯編語言編輯、編譯機(jī)器語言單片機(jī)仿真開發(fā)器PC單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)2、調(diào)試設(shè)計(jì)電路單片機(jī)仿真器必須具有以下基本功能：（1）、能輸入和修改用戶的應(yīng)用程序