單片機(jī)原理與接口技術(shù)課件

單片機(jī)原理與接口技術(shù)課件第一頁，共二十一頁，2022年，8月28日單片機(jī)原理與接口技術(shù)本課程的教學(xué)目的

通過理論學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)，正確理解單片機(jī)的基本概念、基本原理，掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和微機(jī)接口應(yīng)用的基本方法，并能綜合運(yùn)用單片機(jī)的軟、硬件技術(shù)分析和解決實(shí)際問題，為以后單片機(jī)的應(yīng)用與開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)，也是進(jìn)一步掌握計(jì)算機(jī)原理和有關(guān)接口知識重要環(huán)節(jié)。第二頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/142單片機(jī)原理與接口技術(shù)第1章概述了解單片機(jī)與微型計(jì)算機(jī)的區(qū)別。熟悉單片機(jī)的組成結(jié)構(gòu)。熟悉單片機(jī)的特點(diǎn)與指標(biāo)。了解單片機(jī)的發(fā)展歷史、常用產(chǎn)品及應(yīng)用領(lǐng)域。了解單片機(jī)基本應(yīng)用系統(tǒng)的組成。

第三頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/143本章目錄1.1微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.3單片機(jī)的重要指標(biāo)1.4單片機(jī)的發(fā)展歷史和產(chǎn)品類型1.5單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.6單片機(jī)技術(shù)相關(guān)網(wǎng)站第四頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1441.1微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)----微處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出接口電路在印制電路板上用總線連接起來，再配以適當(dāng)?shù)妮斎?輸出設(shè)備。第五頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1451.1微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)控制器是計(jì)算機(jī)的控制核心，它負(fù)責(zé)從內(nèi)部存儲器中取出指令并對指令進(jìn)行分析、根據(jù)指令發(fā)出控制信號，控制輸入、輸出、運(yùn)算器、存儲器等功能部件協(xié)調(diào)工作。中央處理器(CPU)運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯部件（AithmctiealLogicUnit，ALU），完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。第六頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/146存儲器用于存儲程序和數(shù)據(jù)。存儲器根據(jù)其位置不同可分為兩類：內(nèi)部存儲器和外部存儲器。1.1微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)內(nèi)部存儲器(簡稱內(nèi)存)和CPU直接相連，存放當(dāng)前要運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，故稱主存儲器(簡稱主存)。外部存儲器(簡稱外存)，主要用于保存暫時不用但又需長時間保留的數(shù)據(jù)和程序。存放在外存的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行。第七頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/147輸入/輸出接口(I/O)CPU與外設(shè)之間相連的接口電路，外設(shè)必須通過接口才能和CPU相連。1.1微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)輸入和輸出設(shè)備人和計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交流的輸入和輸出設(shè)備。如：鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)等。第八頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/148總線是控制器、運(yùn)算器、存儲器、I/O接口之間相連的一組線。1.1微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線DB地址總線AB控制總線CB第九頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1491.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)----CPU、RAM、ROM、I/O接口電路、定時/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)以及串行通信接口等制作在一塊集成芯片中構(gòu)成一個單片微型計(jì)算機(jī)（Single-ChipMicrocomputer），也稱微控制器（MicroControllerUnit-MCU）。中斷控制器第十頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14101.3單片機(jī)的幾個重要指標(biāo)位數(shù)存儲器容量I/O口速度工作電壓功耗溫度第十一頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14111.4單片機(jī)的發(fā)展歷史和產(chǎn)品類型單片機(jī)的發(fā)展歷史單片機(jī)發(fā)展非常迅速，自1971年美國intel公司首先研制出4位單片機(jī)4004以來，它的發(fā)展大致可分為三個階段。

第一階段（1976~1978年）：初級8位階段，以Intel公司的MCS-48系列為代表，此單片機(jī)具有8位CPU、并行I/O端口、8位計(jì)數(shù)器，尋址范圍不大于4KB，沒有串口。第十二頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14121.4單片機(jī)的發(fā)展歷史和產(chǎn)品類型第二階段（1978~1982年）：高性能8位單片機(jī)階段，如Intel公司的MCS-51系列、Motorola公司的6801和Zilog公司的Z-8等。該類單片機(jī)具有串口、中斷處理系統(tǒng)、16位計(jì)數(shù)器，RAM、ROM容量增大，尋址范圍可達(dá)64KB。第三階段（1982至今）：16與32位單片機(jī)階段，如Intel公司的16位單片機(jī)MCS-96系列，32位單片機(jī)ARM系列。第十三頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1413Intel公司開發(fā)的MCS-51系列單片機(jī)，其代表芯片包括HMOS（高速高密度）工藝的基本型8051/8751/8031和增強(qiáng)型8052/8752/8032；CHMOS（低功耗高速高密度）工藝的芯片80C51/87C51/80C31和80C52/87C52/80C32，這些統(tǒng)稱為51系列單片機(jī)。80C51是MCS-51系列中CHMOS工藝的一個典型產(chǎn)品，其它廠商以8051為內(nèi)核開發(fā)出的CMOS工藝單片機(jī)產(chǎn)品統(tǒng)稱為80C51系列。該系列單片機(jī)產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用廣泛。MCS-51系列單片機(jī)1.4單片機(jī)的發(fā)展歷史和產(chǎn)品類型第十四頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1414以Intel公司的80C51系列開發(fā)的產(chǎn)品有：

Atmel公司的AT89系列；宏晶公司的STC89系列；

Siemens公司的C500系列；LG公司的GMS90/97系列；

ADI公司的ADμC8xx系列；Cygnal公司的C8051F系列；

Maxim公司的DS89C420系列；Philips公司的80C51、80C552系列；

Winbond（臺灣華邦）的W78C51、W77C51系列。后來推出的非80C51系列的主要產(chǎn)品有：

IntelMCS-96；MicrochipPIC；Zilog公司的Z86系列；德州儀器的TMS370和MSP430F系列；美國半導(dǎo)體公司NSCOP8系列；Atmel公司的AT90系列；以及Motorola、ARM、NEC、EPSON、Ubicom東芝、三星、富士通、臺灣義隆電子等單片機(jī)。1.4單片機(jī)的發(fā)展歷史和產(chǎn)品類型第十五頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1415單片機(jī)的特點(diǎn)

（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；（2）控制功能強(qiáng)，運(yùn)行速度快，使用靈活；（3）體積小、重量輕、價格低、功耗?。唬?）受集成度限制，片內(nèi)存儲器容量較小，一般ROM在8KB以下，內(nèi)RAM在256B以內(nèi)。但易擴(kuò)展，易于開發(fā)。1.5單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用第十六頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/1416單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測控的需要而誕生的,它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的。主要應(yīng)用領(lǐng)域：智能化產(chǎn)品智能化儀表智能化測控系統(tǒng)智能化接口1.5單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

單片機(jī)系統(tǒng)----以單片機(jī)為核心擴(kuò)展其它電路構(gòu)成具有一定應(yīng)用功能的系統(tǒng)稱為單片機(jī)系統(tǒng)。第十七頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14171.5單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用單片機(jī)應(yīng)用舉例

（基于單片機(jī)水塔水位檢測控制系統(tǒng)）

當(dāng)水位上升達(dá)到上限時，B、C棒與A棒導(dǎo)電，從而與+5V電源連通。b、c兩端均呈高電平狀態(tài)，這時應(yīng)使電機(jī)和水泵停止工作，不再給水塔供水。當(dāng)水位降到下限以下時，B、C棒不與A棒導(dǎo)電，從而斷開與+5V電源的連通。b、c兩端均呈低電平狀態(tài)。這時應(yīng)啟動電機(jī)，帶動水泵工作給水塔供水。當(dāng)水位處于上下限之間時，B棒與A棒導(dǎo)電，而C棒不與A棒導(dǎo)電。b端呈高電平狀態(tài)，c端呈低電平狀態(tài)。這時無論是電機(jī)已在運(yùn)轉(zhuǎn)還是停止，都應(yīng)維持電機(jī)和水泵的現(xiàn)有工作狀態(tài)，直到水位上升到水位上限或下降到水位下限。第十八頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14181.5單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

單片機(jī)控制器

第十九頁，共二十一頁，2022年，8月28日2023/3/14191.6單片機(jī)技術(shù)相關(guān)網(wǎng)站在Internet上很多有關(guān)單片機(jī)技術(shù)的網(wǎng)站，其中有大量的關(guān)于各種單片機(jī)的技術(shù)和應(yīng)用信息，下面列出一些常見的網(wǎng)址供讀者參考。周立功單片機(jī)（）武漢力源（）中源單片機(jī)（）嵌入開發(fā)網(wǎng)（）