單片機(jī)用途及介紹

1、單片機(jī)用途及介紹第1頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二第2頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二1、微型計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 常見的微機(jī)外形臺式微機(jī)便攜式微機(jī)立式微機(jī)第3頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二微型計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 微機(jī)硬件組成 顯示器主機(jī)鍵盤鼠標(biāo)第4頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二微型計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 微機(jī)主板構(gòu)成 第5頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二微型計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 微機(jī)主板構(gòu)成 第6頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二微型計算機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 運(yùn) 算 器控 制 器

2、CPU存 儲 器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu) CPU (Central Processing Unit)第7頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二硬件系統(tǒng)構(gòu)成微機(jī)的實體和裝置軟件系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成實用的微機(jī)系統(tǒng)，兩者是相輔相成、缺一不可的。 軟件系統(tǒng)+微型計算機(jī)系統(tǒng)運(yùn) 算 器控 制 器CPU存 儲 器輸入接口電路輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出接口電路硬件系統(tǒng)微型計算機(jī)系統(tǒng)第8頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二要是計算機(jī)能放進(jìn)我的口袋里多好啊！計算機(jī)能比現(xiàn)在的運(yùn)算速度快10000倍嗎？電子計算機(jī)發(fā)

3、展的兩個主要方向第9頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二 單板機(jī) 將CPU芯片、存儲器芯片、I/O接口芯片和簡單的I/O設(shè)備（小鍵盤、LED顯示器）等裝配在一塊印刷電路板上，再配上監(jiān)控程序（固化在ROM中），就構(gòu)成了一臺單板微型計算機(jī)（簡稱單板機(jī)）。單板機(jī)第10頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意單片微型計算機(jī)（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定時計數(shù)器，以及輸入輸出（I/O）接口電路等計算機(jī)的主要部件集成在一個芯片上的微型計算機(jī)，簡稱單片機(jī) 單片機(jī)實質(zhì)上就是一個芯片，又稱微控制器（M

4、icrocontroller Uint）或嵌入式控制器（Embedded Controller）。第11頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)接口電路及外設(shè)等軟件硬件單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng):由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，二者相互依賴，缺一不可注：本課程的重點1.掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件原理的分析方法。2.掌握軟件設(shè)計與調(diào)試的基本技能。第12頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二2. 單片機(jī)應(yīng)用 工業(yè)方面民用方面儀表方面電訊方面數(shù)據(jù)處理方面汽車

5、方面第13頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域通訊及網(wǎng)絡(luò) 辦公自動化 家電、電子玩具 智能儀器儀表 工業(yè)測控 第14頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)應(yīng)用人工智能 工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)由中央控制器、感覺系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、擒拿系統(tǒng)等節(jié)點構(gòu)成的單機(jī)或多機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而其中的每一個小系統(tǒng)（如數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)）都是由單片機(jī)進(jìn)行控制的。第15頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二第16頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二第17頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二第18頁，共36頁，2

6、022年，5月20日，18點0分，星期二 通常在這些電子系統(tǒng)的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕馭系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視器（黑匣子）都會用到單片機(jī)技術(shù)。第19頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二第20頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)應(yīng)用工業(yè)控制 單片機(jī)的應(yīng)用為傳統(tǒng)的儀器儀表行業(yè)的產(chǎn)品“更新?lián)Q代”提供了非常理想的條件。目前各種變送器、電器測量儀表普遍采用單片機(jī)系統(tǒng)代替原來的測量系統(tǒng)，使測量系統(tǒng)的各種功能如存儲、數(shù)據(jù)處理、查找、判斷、聯(lián)網(wǎng)和語音等功能得以實現(xiàn)。第21頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二計算機(jī)主板單片機(jī)第2

7、2頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二Plastic J-Leaded Chip Carrier (PLCC，J形腳方型封裝) Plastic Dual Inline Package PDIP塑料雙列直插封裝Thin Plastic Gull Wing Quad Flatpack (TQFP，薄四方扁平封裝) AT89系列單片機(jī)及其封裝形式第23頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二Intel4004Intel8048Motorola68HC05ZilogZ80 Intel8051。197119761980VTRX32 PSOS QNX 嵌入式Linux

8、1981VxWorks uCOS 實時操作系統(tǒng) 微處理器 。1990第24頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)的優(yōu)勢單片IC（單片機(jī)）電子鐘13片IC組成的數(shù)字鐘第25頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二什么是單片機(jī)？Single Chip Microcomputer單個芯片CPUROMRAMI/O接口在一片芯片上集成了CPU、存儲器、I / O接口等組成一臺完整的微型計算機(jī) 單片機(jī)微機(jī)第26頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)與計算機(jī)之異同（1） 組成： CPU(進(jìn)行運(yùn)算、控制) RAM(數(shù)據(jù)存儲器) I/O口(串口、并

9、口等) ROM(程序存儲器) PC機(jī)：上述部件以芯片形式安裝在主板上。單片機(jī)：上述部件被集成到單芯片中。 通用PC包括：鍵盤、顯示器、鼠標(biāo)、硬/軟/光驅(qū)、 音箱、打印機(jī)、掃描儀等外設(shè)。單片機(jī)則只是一片集成電路。（100、48、40、32、28、20、16、8條引腳）。第27頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二功能： PC機(jī)：數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲、傳輸；單片機(jī)：控制（或受控于）外設(shè)。通用計算機(jī)擅長于數(shù)據(jù)運(yùn)算、采集、處理、存儲和傳輸；單片機(jī)的專長則是測控，往往嵌入某個儀器/設(shè)備/系統(tǒng)中，使其達(dá)到智能化的效果。單片機(jī)與計算機(jī)之異同（2）第28頁，共36頁，2022年，5月2

10、0日，18點0分，星期二單片機(jī)與計算機(jī)之異同（3）應(yīng)用特點：個人計算機(jī)（微機(jī)）：體積大，功耗大，價格高，屬通用計算機(jī)。易于學(xué)習(xí)掌握和使用，但用于控制時必須制作或購買專用的接口卡，并編制專門的應(yīng)用軟件。單片機(jī)：體積小，功耗小，價格低，用途靈活，無處不在，屬專用計算機(jī)。是一種特殊器件，需經(jīng)過專門學(xué)習(xí)方能掌握應(yīng)用，應(yīng)用中要設(shè)計專門的硬件和軟件。第29頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二仙童公司F8 Intel的MCS-48 Intel的MCS-196Intel的MCS-51Zilog的Z80Intel的MCS-96 單片機(jī)的發(fā)展ARM單片機(jī)的發(fā)展第30頁，共36頁，2022年，5

11、月20日，18點0分，星期二單片機(jī)的發(fā)展趨勢單片機(jī)的高性能化 存儲器大容量化 外圍電路內(nèi)裝化 工藝上的提高 單片機(jī)的發(fā)展速度很快，其發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下四個方面： 第31頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二單片機(jī)的特點和應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點體積小，成本低，易于產(chǎn)品化 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 易擴(kuò)展，易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) 控制功能強(qiáng)，具有位處理指令 容易實現(xiàn)多機(jī)和分布式控制 第32頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二測控系統(tǒng) 智能儀表 機(jī)電一體化產(chǎn)品 智能接口 多功能集散系統(tǒng) 并行多機(jī)控制系統(tǒng) 局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 單機(jī)應(yīng)用 多機(jī)應(yīng)用 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域第

12、33頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二基于MCS51內(nèi)核的單片機(jī)什么是MCS51系列單片機(jī) MCS51是指由美國INTEL公司生產(chǎn)的一系列高性能8位單片機(jī)的總稱，也就是我們平常講的51系列單片機(jī)。這一系列單片機(jī)包括了許多品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產(chǎn)品，該系列其它單片機(jī)都是在8051的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能的增、減、改變而來的，所以人們習(xí)慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機(jī) 。第34頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星期二MCS-51系列單片機(jī)的分類功能常用型號基本型8031、8051、80C31、80C51按功能分類增大存儲器型8032、8052、80C32、80C52低功耗型80C31BH、80C51BH、87C51高級語言型8052AH-BASIC PCA型83C51FA、80C51FA、 83C51FBA/D型83C51GA、80C51GA、87C51GADMA型83C152JA、80C152JA、80C152JB多并行口型83C451、80C451第35頁，共36頁，2022年，5月20日，18點0分，星