【大学课件】单片机原理与应用 绪论PPT

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1、徐州师范大学单片机原理及应用单片机原理及应用徐州师范大学绪 论主要内容：主要内容：本课程的主要内容、学习方法、学习要求、本课程的主要内容、学习方法、学习要求、参考书。参考书。单片机的基本概念、发展过程、发展趋势、单片机的基本概念、发展过程、发展趋势、应用领域、市场前景、单片机的选型、单片机著应用领域、市场前景、单片机的选型、单片机著名网站。目的在于了解单片机，重视单片机原理名网站。目的在于了解单片机，重视单片机原理的学习。的学习。徐州师范大学（1）内容简介：）内容简介：本课程以本课程以MCS51单片机为主介绍了单片机的单片机为主介绍了单片机的基本原理、发展过程、汇编语言及程序设计，基本原理、发

2、展过程、汇编语言及程序设计，MCS51单片机内部资源及应用，单片机的扩展技单片机内部资源及应用，单片机的扩展技术、输入输出通道接口、交互通道的配置与接口、术、输入输出通道接口、交互通道的配置与接口、单片机应用系统设计。简单介绍单片机的著名网站、单片机应用系统设计。简单介绍单片机的著名网站、其它类型单片机、单片机最新产品其它类型单片机、单片机最新产品片上系统片上系统（SOC）。具有完整的、独立的实验教学内容。）。具有完整的、独立的实验教学内容。1.课程与学习课程与学习徐州师范大学（2）学习方法：）学习方法：1.充分利用已学过的微机原理的知识，掌握单片机的基本结构与充分利用已学过的微机原理的知识，

3、掌握单片机的基本结构与组成原理，进一步掌握计算机中的基本概念、基本常识。组成原理，进一步掌握计算机中的基本概念、基本常识。2.掌握单片机的指令系统与编程方法。掌握单片机的指令系统与编程方法。3.掌握单片机的时序，不懂时序，难以充分利用单片机。掌握单片机的时序，不懂时序，难以充分利用单片机。4.掌握单片机硬件电路中通用符号的意义，进一步掌握外围接掌握单片机硬件电路中通用符号的意义，进一步掌握外围接口电路的典型应用（锁存器、缓冲器、驱动器、定时器口电路的典型应用（锁存器、缓冲器、驱动器、定时器/计数器、计数器、并行接口、串行接口、并行接口、串行接口、A/D、D/A、键盘、显示器、打印机等）。、键盘

4、、显示器、打印机等）。5.掌握单片机扩展的原理，注意学会主要信号的扩展方法，能够掌握单片机扩展的原理，注意学会主要信号的扩展方法，能够举举 一反三。（如：片选、数据总线、地址总线、片内寻址、读一反三。（如：片选、数据总线、地址总线、片内寻址、读/写控制线、地址锁存、时钟、复位、中断请求与响应等）。写控制线、地址锁存、时钟、复位、中断请求与响应等）。6.掌握单片机应用系统的设计方法，特别是典型应用系统。掌握单片机应用系统的设计方法，特别是典型应用系统。徐州师范大学（3）学习要求：）学习要求：1.前续课程：数字电子技术、微机原理。前续课程：数字电子技术、微机原理。2.预习预习听课，笔记听课，笔记

5、复习复习作业作业教学网站。教学网站。3.实验课实验课8学时，实验课缺席一次无考试资格。本次实验课前交学时，实验课缺席一次无考试资格。本次实验课前交上次实验报告。上次实验报告。4.三周单片机系统实训三周单片机系统实训5.成绩考核分三部分：成绩考核分三部分：考试、实验、平时考试、实验、平时（课堂表现、作业情（课堂表现、作业情况、上课出席情况）。况、上课出席情况）。徐州师范大学（4）参考书：）参考书：1.1.张鑫张鑫.单片机原理及应用单片机原理及应用 电子工业出版社电子工业出版社 20052005年年2.2.胡汉才胡汉才.单片机原理及其接口技术单片机原理及其接口技术.清华大学出版社清华大学出版社.2

6、003.20033.3.胡汉才胡汉才.单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程单片机原理及其接口技术学习辅导与实践教程.清华大学出版社，清华大学出版社，20042004年年4.4.何立民何立民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京航空航天大学出北京航空航天大学出版社，版社，20022002年年5.5.魏立峰等主编魏立峰等主编.单片机原理与应用技术单片机原理与应用技术.北京大学出版社，北京大学出版社，20062006年年6.6.张洪润等编著张洪润等编著.单片机应用设计单片机应用设计200200例（上、下册）例（上、下册）.北京航空航天大学北京航空航天大学

7、出版社，出版社，20062006年年7.7.教学网站：校园网（校内访问）教学网站：校园网（校内访问）徐州师范大学简单的测控应用实例（简单的测控应用实例（1 1）设计要求：设计要求：（1）控制红、黄、绿灯周期性地点亮）控制红、黄、绿灯周期性地点亮/熄灭。熄灭。灯的点亮灯的点亮/熄灭控制熄灭控制开关量控制；开关量控制；周期性地点亮周期性地点亮/熄灭熄灭多任务定时切换。多任务定时切换。（2）通过红外传感器实现防盗报警。）通过红外传感器实现防盗报警。信号检测、实时控制。信号检测、实时控制。2.单片机应用实例单片机应用实例徐州师范大学简简单单测测控控实实例例原原理理图图徐州师范大学红外线传感器红外线传感

8、器89C2051单片机单片机复复位位按按钮钮电电源源指指示示灯灯简简单单测测控控实实例例电电路路徐州师范大学简单的测控应用实例（简单的测控应用实例（2 2）数字钟数字钟 用用数数字字电电路路由由1313片片ICIC组组成成的的数数字字钟钟电电路路图图徐州师范大学用数字电路由用数字电路由13片片IC组成的数字钟的电路的数字钟的电路徐州师范大学用数字电路由用数字电路由13片片IC组成的数字钟的电路板的数字钟的电路板徐州师范大学用单片机实现的数字钟的电路用单片机实现的数字钟的电路徐州师范大学简单的测控应用实例（简单的测控应用实例（3 3）单片机最小系统电路单片机最小系统电路徐州师范大学单片机与嵌入式

9、技术：单片机与嵌入式技术：重要吗？有用吗？遥远？重要吗？有用吗？遥远？请稍微留心一下我们的周围，看看周围由请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机后发生了什么变化？于应用单片机后发生了什么变化？单片机已成为电子系统中最普遍的应用手段，除了单独设单片机已成为电子系统中最普遍的应用手段，除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计乃至课程外，在涉及的许多实践环节，如课程设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是最广泛的应用手段之一。研究生论文课题中，单片机系统都是最广泛的应用手段之一。在高校中大力推行的各种电子设计竞赛中，采用单片机系统解在高校中大力推行的各种电子设

10、计竞赛中，采用单片机系统解决各类电子技术问题已成为主要方法之一。决各类电子技术问题已成为主要方法之一。徐州师范大学 在工业、农业、军事、保安、金融、仪器在工业、农业、军事、保安、金融、仪器仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱仪表、航空航天、医疗、通讯、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域乐休闲、健身、体育竞赛、服务领域，大，大量单片机量单片机嵌入式技术已经无处不在。正迅嵌入式技术已经无处不在。正迅速改变着人们传统的生产和生活方式。速改变着人们传统的生产和生活方式。徐州师范大学单片机技术的应用已经深入到国民经济与人民生活的各个领域单片机技术的应用已经深入到国民经济与人民生活的各个领域

11、徐州师范大学3.3.单片机的基本概念单片机的基本概念 单片微型计算机（单片微型计算机（Single-Chip MicrocomputerSingle-Chip Microcomputer），简称单），简称单片机。就是将微处理器（片机。就是将微处理器（CPUCPU）、存储器（存放程序或数据的）、存储器（存放程序或数据的ROMROM和和RAMRAM）、总线、定时器）、总线、定时器/计数器、输入计数器、输入/输出接口（输出接口（I/OI/O口）、口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机。中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机。又称为嵌入式微控制器（又称为嵌入式微控制器

12、（Embedded MicrocontrollerEmbedded Microcontroller）。）。单片机的特点：单片机的特点：可靠性高、便于扩展、控制功能强、可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。价比高、应用广泛、易于产品化等。徐州师范大学4.4.单片机与计算机之异同单片机与计算机之异同（1 1）组成）组成 CPU(进行运算、控制进行运算、控制)，RAM(数据存储器数据存储器)，ROM(程序存程序存储器储器)I/O

13、口口(串口、并口等串口、并口等)，中断系统，定时器，中断系统，定时器/计数器。计数器。计算机：计算机：上述部件以芯片形式安装在主板上。上述部件以芯片形式安装在主板上。单片机：单片机：上述部件被集成到单芯片中。上述部件被集成到单芯片中。计算机：计算机：键盘、显示器、鼠标、硬键盘、显示器、鼠标、硬/软软/光驱、音箱、打印机、光驱、音箱、打印机、扫描仪扫描仪等外设。等外设。单片机：单片机：一片集成电路。（一片集成电路。（100100、4848、4040、3232、2828、2020、1616、8 8条引脚）。条引脚）。徐州师范大学（2 2）功能）功能计算机：计算机：主要用于数据运算、采集、处理、存储

14、、传输；主要用于数据运算、采集、处理、存储、传输；单片机：单片机：主要用于控制（或受控于）外设。往往嵌入某个仪器主要用于控制（或受控于）外设。往往嵌入某个仪器/设备设备/系统中，使其达到智能化的效果。系统中，使其达到智能化的效果。（3 3）应用特点）应用特点计算机：计算机：体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计算机。体积大，功耗大，价格高，用途较固定，属通用计算机。易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专易于学习掌握和使用，但用于控制时必须制作或购买专用的接口卡，并编制专门的应用软件。用的接口卡，并编制专门的应用软件。单片机：单片机：体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属

15、专体积小，功耗小，价格低，用途灵活，无处不在，属专用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握用计算机。是一种特殊器件，需经过专门学习方能掌握应用，应用中要设计专业的硬件和软件。应用，应用中要设计专业的硬件和软件。徐州师范大学5.单片机的发展过程单片机的发展过程 单片机的发展从嵌入式系统的角度可分为单片机的发展从嵌入式系统的角度可分为SCM、MCU、SOC三大阶段。三大阶段。v 1974-1976年：年：4 4位、位、8 8位单片机、位单片机、Fairchild双片的双片的 F8系列系列v 1977-1978年：年：8 8位单片机位单片机 Intel MCS-48系列系列v 1979-19

16、82年：年：高档高档8 8位单片机位单片机 Intel MCS-51系列系列 8031/8051/8751、8032/8052/8752 低功耗型低功耗型80C31、高性能型、高性能型80C252、廉价型、廉价型89C2051/1051v 1983年年-至今至今 1616位单片机位单片机 Intel MCS-96 系列系列 8098/8096、80C198/80C196，DSP 3232位单片机位单片机 ARM系列系列徐州师范大学6单片机的发展趋势单片机的发展趋势 目前，单片机的主流仍然是目前，单片机的主流仍然是8位高性能单片机。其发展位高性能单片机。其发展具体体现在具体体现在CPU功能增强、

17、集成度提高、可靠性提高、内部功能增强、集成度提高、可靠性提高、内部资源增多、引脚的多功能化、外围电路的内装化、低电压、资源增多、引脚的多功能化、外围电路的内装化、低电压、低功耗、与互联网连接等。并且逐步向低功耗、与互联网连接等。并且逐步向SOC、嵌入式系统过、嵌入式系统过渡渡。7 7单片机的应用领域单片机的应用领域 民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器民用电子产品、计算机系统中的部件控制器、智能仪器仪表、工业测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公仪表、工业测控、网络与通信的职能接口、军工领域、办公自动化、集散控制系统、并行多机处理系统和局域网络系统。自动化、集散控制系统、并行多

18、机处理系统和局域网络系统。徐州师范大学 选择原则：选择原则：主要从主要从指令结构、程序存储方式和功能等方面指令结构、程序存储方式和功能等方面选择单片机。选择单片机。MotorolaMotorola是世界上最大的单片机厂商。品种全、选择余地大、新产品多。是世界上最大的单片机厂商。品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。MicrochipMicrochip单片机是市场份额增长较快的单片机。它的主要产品是单片机是市场份额增长较快的单片机。它的主要产品是PICPIC系列系列8 8位单片机。

19、其特点是运行速度快，低价位，适用于量大、档次低、价格敏感位单片机。其特点是运行速度快，低价位，适用于量大、档次低、价格敏感的产品。的产品。美国德州仪器（美国德州仪器（TITI）公司）公司生产的生产的MSP430MSP430系列单片机是一种特低功耗的系列单片机是一种特低功耗的FlashFlash微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。IntelIntel公司的公司的MCS-51MCS-51单片机最经典，不断更新，形成了既具有经典性又不单片机最经典，不断更新，形成了既具有经典性又不乏生命力的一个单片机系列。许多半导体厂家、电器公司以乏生命力的一个单片机系列。许多

20、半导体厂家、电器公司以MCS-51MCS-51系列中的系列中的80518051为基核，推出了许多兼容性的为基核，推出了许多兼容性的CHMOSCHMOS单片机单片机-80C51-80C51系列。系列。此外，还此外，还ZilogZilog、EM78EM78、ScenixScenix、NECNEC、EpsonEpson、NSNS、三星、富士通、华邦、三星、富士通、华邦、PhilipsPhilips、ARMARM等单片机等单片机。8单片机的选择单片机的选择徐州师范大学9.单片机常用网站单片机常用网站 周立功单片机（周立功单片机（）武汉力源（武汉力源（）中源单片机（中源单片机（）嵌入开发网（嵌入开发网（

21、）5151单片机（单片机（）单片机学习网（单片机学习网（）单片机爱好者（单片机爱好者（www.mcufan.conwww.mcufan.con）此外，还有老古开发网、单片机培训网、此外，还有老古开发网、单片机培训网、5151单片机世界、致远电子、南单片机世界、致远电子、南京爱思、京爱思、FPGAFPGA论坛、北京单片机开发网、世纪开发、艾比德嵌入开发网、单论坛、北京单片机开发网、世纪开发、艾比德嵌入开发网、单片机开发、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机、片机开发、电子网站之家、小龙微控、万博门单片机、21IC21IC中国电子网、电中国电子网、电子技术特攻队、苍穹电子、文涛数字工作室、子技术特攻队、苍穹电子、文涛数字工作室、MAXIM MAXIM 中文网址、中文网址、TI TI 中文网址、中文网址、PhilipsPhilips公司、公司、IntelIntel公司、公司、InfineonInfineon公司、公司、LatticeLattice公司、南京西尔特电子公公司、南京西尔特电子公司、中国电器论坛等。司、中国电器论坛等。单片机网站有很多，读者可以通过各种搜索引擎搜索相关的网站。单片机网站有很多，读者可以通过各种搜索引擎搜索相关的网站。徐州师范大学作业：0-1