單片機(jī)原理與應(yīng)用第一章.ppt

單片機(jī)應(yīng)用技術(shù),授 課 : 陳 岱 聯(lián)系方式 : 辦 公 室 : 計(jì)A-316,2,參考資料:,單片機(jī)原理及應(yīng)用-基于Proteus和Keil C 電子工業(yè)出版社 林立 單片機(jī)原理及應(yīng)用 人民郵電出版社 楊恢先 MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用 高等教育出版社 蔡美琴 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社 何立民 單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 北京航空航天大學(xué)出版社 馬忠梅,課程考核方式,隨機(jī)點(diǎn)名5次 10% 作業(yè)4次 10% 測試2次 20% 閉卷考試 60%,3,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述 第2章 MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理 第3章 單片機(jī)的匯編語言與程序設(shè)計(jì) 第4章 單片機(jī)的C51語言 第5章 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 第6章 單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 第7章 單片機(jī)的串行通信技術(shù) 第8章 單片機(jī)接口技術(shù) 第9章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 附錄 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,教材介紹,4,單片機(jī)課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站（/dpj/）,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,5,理論教學(xué) （32學(xué)時(shí)課堂教學(xué)） 實(shí)驗(yàn)教學(xué) （16學(xué)時(shí) 4次實(shí)驗(yàn)）,48學(xué)時(shí),學(xué)時(shí)安排,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,6,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí) 1.3 Proteus應(yīng)用簡介,7,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí) 1.3 Proteus應(yīng)用簡介,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,8,1. 什么是單片機(jī)？,2. 為什么要學(xué)單片機(jī)？,3. 怎樣學(xué)習(xí)單片機(jī)？,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,9,1. 什么是單片機(jī)？,從微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的兩大發(fā)展分支談起,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,10,分支一：通用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) （Universal microComputer System ）,UCS為滿足眾多普通應(yīng)用場合需要而發(fā)展的一類個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng),技術(shù)要求: 高速計(jì)算 + 海量存儲(chǔ) 發(fā)展方向: CPU速度不斷提升，存儲(chǔ)容量不斷擴(kuò)大,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,11,個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,12,分支二：嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) （Embedded Computer System） ECS能嵌入到對(duì)象體系中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系智能化為目的的一類專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),技術(shù)要求：必須滿足對(duì)象體系的物理、電氣和環(huán)境以及產(chǎn)品成本等要求 發(fā)展方向: 與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制可靠性,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,13,PC 電氣加固、機(jī)械加固，并配置各種接口板卡 IPC（工控機(jī)） 嵌入到大型對(duì)象系統(tǒng)中（實(shí)現(xiàn)智能化）,工業(yè)計(jì)算機(jī)（Industrial Personal Computer）,船舶駕駛室集中控制臺(tái) 自動(dòng)配料控制系統(tǒng) 電站鍋爐控制系統(tǒng),第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,14,眾多小型對(duì)象系統(tǒng)（如家電、儀器、工控單元）無法使用IPC 需要發(fā)展一類特殊的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng),第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,15,單片計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）,SCM將通用微計(jì)算機(jī)基本功能部件集成在一塊芯片上構(gòu)成的一種專用微計(jì)算機(jī)系統(tǒng),應(yīng)用：SCM硬件+SCM軟件+少量外圍電路嵌入式微機(jī)系統(tǒng)+被控對(duì)象微電腦控制產(chǎn)品,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,16,單片機(jī)的發(fā)展：,從1976年起，Intel公司先后推出MCS-48（4位）、 MCS-51（8位）和MCS-96（16位）3大系列單片機(jī)。,迄今為止，世界各地廠商已相繼研制出大約50個(gè)系列300多個(gè)品種的單片機(jī)產(chǎn)品。,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,17,單片機(jī)的發(fā)展趨勢是高集成度、高性能、低功耗 單片機(jī)（SCM）微控制器（Micro Controller Unit）,8位的51內(nèi)核單片機(jī)仍然是目前主流機(jī)型。,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,18,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,19,2. 為什么要學(xué)單片機(jī)？,單片機(jī)屬于高新技術(shù)領(lǐng)域，是機(jī)電產(chǎn)品智能化的重要途徑，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的升級(jí)換代 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)挘瑔纹瑱C(jī)技能人才社會(huì)需求廣泛，具有很好的就業(yè)前景 單片機(jī)知識(shí)與具體專業(yè)技術(shù)相結(jié)合可產(chǎn)生更大的創(chuàng)造力和發(fā)展?jié)摿?第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,20,21,單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例:,行走 側(cè)翻 六足行走 飛思卡爾智能車,3、怎樣學(xué)習(xí)單片機(jī),各組成部分既相對(duì)獨(dú)立，又相互交叉,教學(xué)目標(biāo)掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技能 需要具備單片機(jī)硬件、軟件、接口、開發(fā)工具四方面知識(shí),開發(fā)工具,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,22,硬件系統(tǒng)（RAM，IO，T/C，INT，UART）,存儲(chǔ)器,輸入/輸出單元,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,中斷系統(tǒng),串行通信,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,23,軟件系統(tǒng),C51語言程序,匯編語言程序,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,24,接口系統(tǒng)（LED，KEY，AD，DA，IO擴(kuò)展）,鍵盤電路,數(shù)碼管,鍵盤,模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)模轉(zhuǎn)換,可編程接口,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,25,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,單片機(jī)本身無開發(fā)能力，必須借助開發(fā)工具開發(fā)應(yīng)用軟件。,單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱,26,開發(fā)工具PROTEUS單片機(jī)仿真軟件,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,27,Keil C51簡介 Keil C51是51單片機(jī)軟件開發(fā)的C語言和匯編語言環(huán)境，可以進(jìn)行純軟件仿真；也可以與Proteus軟件聯(lián)合進(jìn)行仿真。,開發(fā)工具 Keil集成開發(fā)環(huán)境軟件,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,28,仿真運(yùn)行效果,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,29,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí) 1.3 Proteus應(yīng)用簡介,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,30,1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí),1、數(shù)制定義2、10、16進(jìn)制數(shù)的概念 2、數(shù)制轉(zhuǎn)換2、10、16進(jìn)制數(shù)的換算 3、有符號(hào)數(shù)2進(jìn)制負(fù)數(shù)的表示方法 4、位-字節(jié)-字2進(jìn)制基本概念 5、ASCII碼字符的2進(jìn)制表示方法 6、BCD碼10進(jìn)制數(shù)的2進(jìn)制表示方法 7、基本邏輯門電路 與、或、非、與非、異或,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,31,1.1 單片機(jī)概述 1.2 單片機(jī)學(xué)習(xí)的預(yù)備知識(shí) 1.3 Proteus應(yīng)用簡介,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,32,Proteus是電路分析與實(shí)物仿真軟件（ISIS和ARES） 英國Labcenter Electronics Ltd. 開發(fā) 提供原理圖繪制、單片機(jī)系統(tǒng)仿真與PCB設(shè)計(jì)等功能 可仿真多種MCU，如51、AVR，PIC，MSP等 可仿真許多電子元件，如阻容元件、開關(guān)、晶體管、集成電路、液晶顯示器等 可提供多種調(diào)試虛擬儀器，如示波器、信號(hào)源等,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,33,ISIS智能原理圖輸入系統(tǒng),數(shù)字與模擬電路原理圖繪制 數(shù)字與模擬電路仿真運(yùn)行 單片機(jī)匯編程序編譯調(diào)試,(Intelligent Schematic Input System),1.3.1 ISIS模塊應(yīng)用舉例,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,34,單片機(jī)系統(tǒng)原理圖,數(shù)字與模擬電路原理圖繪制,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,35,測頻電路原理圖,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,36,可利用線路探針進(jìn)行電路測量,數(shù)字與模擬電路仿真運(yùn)行,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,37,虛擬示波器,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,38,調(diào)幅信號(hào) 輸出,信號(hào)發(fā)生器 參數(shù)設(shè)置,虛擬信號(hào)發(fā)生器,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,39,音頻信號(hào)激勵(lì)源,使用Windows WAV 文件作為輸入文件。結(jié)合音頻分析圖表，可以聽到電路對(duì)音頻信號(hào)處理后的聲音。,音頻信號(hào) 輸出,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,40,數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)激勵(lì)源,數(shù)字時(shí)鐘 信號(hào)輸出,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,41,單片機(jī)匯編程序編譯調(diào)試,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,42,應(yīng)用舉例,要求：完成一個(gè)計(jì)數(shù)顯示器的電路原理設(shè)計(jì)、匯編軟件調(diào)試以及動(dòng)態(tài)仿真運(yùn)行三項(xiàng)任務(wù)。,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,43,（1）啟動(dòng)ISIS,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,44,（2）繪制電路原理圖,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,45,（3）輸入單片機(jī)匯編程序,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,46,（4）進(jìn)行源代碼調(diào)試,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,47,（5）仿真運(yùn)行,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,48,ARES高級(jí)布線與編輯軟件,(Advanced Routing and Editing Softwae),PCB布局布線 設(shè)計(jì)輸出,1.3.2 ARES模塊應(yīng)用舉例,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,49,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,50,應(yīng)用舉例,要求：在前述計(jì)數(shù)顯示器電路設(shè)計(jì)與仿真基礎(chǔ)上完成PCB設(shè)計(jì)，并生成制版所需的CADCAM文件。,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,51,（1）啟動(dòng)ARES,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,52,（2）元器件布局,自動(dòng)或手動(dòng)導(dǎo)入電路元器件,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,53,（3）元器件布線,自動(dòng)或手動(dòng)連線,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,54,（4）鋪銅,在正面、反面線路板上設(shè)計(jì)填充體）,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,55,（5）三維效果圖,預(yù)覽制版效果,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,56,(6) Gerber輸出,生成PCB（絲印層、打孔層、元件層）光繪文件文件,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,57,演示1 交通燈控制儀,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概述,58,演示2 簡易型計(jì)算器,第1章 單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)概