《微機(jī)原理及其應(yīng)用》課件

1、微機(jī)原理及其應(yīng)用任課教師：肖寶平辦公室：仰儀中樓306 微機(jī)原理及其應(yīng)用任課教師：肖寶平實(shí)驗(yàn)時(shí)間 : (17學(xué)時(shí))預(yù)備知識(shí)：數(shù)電、模電、電工實(shí)習(xí)第0章 緒論 第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)第2章 MCS51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) 第3章 MCS-51指令系統(tǒng) 第4章 匯編語言程序設(shè)計(jì) 第5章 存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)第6章 MCS51定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口及中斷系統(tǒng) 第7章 I/O接口擴(kuò)展設(shè)計(jì)及應(yīng)用 第8章 數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口 課堂授課時(shí)間: (51學(xué)時(shí))實(shí)驗(yàn)時(shí)間 : (17學(xué)時(shí))課堂授課時(shí)間: (51學(xué)時(shí))第0章 緒 論第0章 緒 論 在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、安保、金融、儀器儀表、航空航天、醫(yī)療、通訊、辦公設(shè)備、娛樂休閑

2、、健身、體育競賽、服務(wù)領(lǐng)域,大量單片機(jī)-嵌入式技術(shù)已經(jīng)無處不在。正迅速改變著人們傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式。 請稍微留心一下我們的周圍，看看身邊到底發(fā)生了什么變化？數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展! 在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、安保、金融、儀器儀表、航空航天、醫(yī)療單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用遍布國民經(jīng)濟(jì)與人民生活的各個(gè)領(lǐng)域單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用遍布國民經(jīng)濟(jì)與人民生活的各個(gè)領(lǐng)域微機(jī)原理及其應(yīng)用課件單片機(jī)與嵌入式技術(shù) 重要嗎？有用嗎？遙遠(yuǎn)嗎？Answer： 它們在各個(gè)領(lǐng)域有非常重要的作用(核心技術(shù))。單片機(jī)與嵌入式技術(shù)0.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展與組成1946-1958 第一代電子管計(jì)算機(jī)。磁鼓存儲(chǔ)器，機(jī)器語言、匯編語言編程。0.1.1 發(fā)展概況(按元件劃

3、分)1958-1964 第二代晶體管計(jì)算機(jī)。磁芯作主存儲(chǔ)器, 磁盤作外存儲(chǔ)器，開始使用高級(jí)語言編程。1964-1971 第三代集成電路計(jì)算機(jī)。使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，出現(xiàn)多終端計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。1971- 第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)。出現(xiàn)微型計(jì)算機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)，外部設(shè)備多樣化。1981- 第五代人工智能計(jì)算機(jī)。模擬人的智能和交流方式。0.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展與組成1946-1958 第一代電子管計(jì)0.2.1 單片機(jī)簡介單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)主機(jī)(CPU、 內(nèi)存和I/O接口等)集成在一小塊硅片上的微型機(jī)。0.2 單片機(jī)簡介與發(fā)展0.2.1 單片機(jī)簡介單片機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)，是將計(jì)算機(jī)主機(jī)單

4、片機(jī)為工業(yè)測控而設(shè)計(jì)，又稱微控制器。具有三高優(yōu)勢(集成度高、可靠性高、性價(jià)比高)。主要應(yīng)用于工業(yè)檢測與控制、計(jì)算機(jī)外設(shè)、智能儀器儀表、通訊設(shè)備、家用電器等。 特別適合于嵌入式微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。單片機(jī)為工業(yè)測控而設(shè)計(jì)，又稱微控制器。具有三高優(yōu)勢(集成度高0.2.2 單片機(jī)發(fā)展概況1976-1978 初級(jí)8位單片機(jī) Intel MCS-48 系列1978- 高檔8位單片機(jī) Intel MCS-51系列：-51子系列：8031/8051/8751-52子系列：8032/8052/8752（增強(qiáng)型）低功耗型80C31高性能型80C252廉價(jià)型89C2051/10511983- 16位單片機(jī) Intel

5、MCS-96 系列8098/8096、80C198/80C196, DSP32位單片機(jī) ARM0.2.2 單片機(jī)發(fā)展概況1976-1978 初級(jí)8位單片機(jī)0.2.3 單片機(jī)發(fā)展趨勢超小型、低價(jià)(例如：PIC芯片)單片機(jī) DSP(實(shí)時(shí)性更強(qiáng)、高速數(shù)據(jù)傳輸， 彩屏手機(jī)) 單片機(jī)的多元化發(fā)展：Intel Motorola Philips Atmel Siemens LG Microchip EPSON NEC SAMSUNG Cilicon0.2.3 單片機(jī)發(fā)展趨勢超小型、低價(jià)(例如：PIC芯片) 第一章：單片機(jī)基本知識(shí)第一章：單片機(jī)基本知識(shí) 單片機(jī)PC機(jī)主板CPU1.1 幾個(gè)概念： 單片機(jī)PC機(jī)主

6、板CPU1.1 幾個(gè)概念：1.微處理器Microprocessor又稱CPU是微型機(jī)的核心。 2.微型機(jī)MicrocomputerCPU三條總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線）存貯器I/O接口 即Personal Computer軟件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序 3.單片機(jī)Single Chip Microcomputer 。 CPURAMROMT/CI/O接口UART一塊芯片2,3 間的差別在于：復(fù)雜和簡單：軟件：編譯器和仿真系統(tǒng)監(jiān)控程序匯編語言，C51但應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，價(jià)格也不同。 1.1 幾個(gè)概念：1.微處理器Microprocessor又稱CPU是微型機(jī)輔助電路CPUROMRAMI/O外設(shè)控制總

7、線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB1.2 微型機(jī)模型的組成 1.2.1 微機(jī)硬件組成 1. 所有部件都連接在三總線上，各部件之間通過總線傳送信息。2.掛到總線上的器件必須具有三態(tài)結(jié)構(gòu)：0，1，高阻高阻態(tài)：使器件與總線斷開，使僅被CPU選中的那個(gè)器件與總線相連，防止競爭干擾。輔助電路ROMRAMI/O外設(shè)控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB地址總DYTSCDYTSC單向三態(tài)電路符號(hào)圖TSC D Y 0 0 0 1 1 1 0 高 1 阻 三態(tài)結(jié)構(gòu)：TSC3412Vcc3單向三態(tài)電路圖DY 00110通止01001通止1DYTSCDYTSC單向三態(tài)電路符號(hào)圖TSC D 雙向三態(tài)電路符號(hào)圖DYTSC1TSC2 TS

8、C1 TSC2 D Y 1 0 DY 0 1 YD 0 0 高阻 雙向三態(tài)雙向三態(tài)電路符號(hào)圖DYTSC1TSC2 TSC1 CPUROMRAM并行I/O串行I/O定時(shí)器中斷系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)程序存貯器：164KB，數(shù)據(jù)存貯器64256B24個(gè)并行口12個(gè)串行口23個(gè)定時(shí)器1.2.2 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ROMRAM并行I/O串行I/O定時(shí)器中斷系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)程序存 1.2.3 單片機(jī)軟件系統(tǒng)： 機(jī)器語言：由0，1組成的操作數(shù)來編寫程序匯編語言：用符號(hào)代替操作數(shù)來編寫的程序，由于指令助記符與機(jī)器代碼有一一對應(yīng)關(guān)系。它是一種面向機(jī)器的語言（不能通用）。優(yōu)點(diǎn)速度快、效率高。通用性差。 高級(jí)語言：用C語言來編寫

9、程序，然后通過“編譯”程序生成代碼，是一種面向問題的語言，容易學(xué)習(xí)和理解。 1.2.3 單片機(jī)軟件系統(tǒng)：1.4.6 單片機(jī)在控制領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)(1) 體積小，成本低，易于嵌入系統(tǒng)內(nèi)部。(2) 面向控制，能解決各類簡單到復(fù)雜的控制任務(wù)。(3) 抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，可在惡劣環(huán)境下可靠工作。(4) 易實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制1.4.6 單片機(jī)在控制領(lǐng)域中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)(1) 體積小，成1.4.7 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系 1.4.7 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層次的關(guān)系 1.4.8 單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程 (1) 明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，完成單片機(jī)及其外圍電路的選型工作。(2) 設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理圖和PCB板，經(jīng)仔細(xì)檢查PCB板后送 工廠制作。(3) 完成器件的安裝焊接。(4)根據(jù)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)要求編寫應(yīng)用程序。(5)在線調(diào)試軟硬件（仿真）。(6) 使用編程器燒寫單片機(jī)應(yīng)用程序，獨(dú)立運(yùn)行單片機(jī)系統(tǒng)。 1.4.8 單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程原理圖(.sch)PCB板(.pcb)應(yīng)用系統(tǒng)涉及：單片機(jī)及嵌入式開發(fā)知識(shí)、模擬電路，數(shù)字電路，軟件編程（匯編，C語言，Visual C+）,現(xiàn)場調(diào)試能力原理圖(.sch)