單片機(jī)緒論學(xué)時(shí)

1、單片機(jī)緒論學(xué)時(shí)n單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來n單片機(jī)的定義特點(diǎn)及發(fā)展階段單片機(jī)的定義特點(diǎn)及發(fā)展階段n單片機(jī)的應(yīng)用模式單片機(jī)的應(yīng)用模式 n單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域n單片機(jī)主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)主要廠商及產(chǎn)品n單片機(jī)的發(fā)展方向單片機(jī)的發(fā)展方向n單片機(jī)的開發(fā)過程單片機(jī)的開發(fā)過程我國(guó)在我國(guó)在年研制成功第一臺(tái)年研制成功第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)電子管計(jì)算機(jī) 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史缺點(diǎn)是存儲(chǔ)容量太缺點(diǎn)是存儲(chǔ)容量太小，基本上不能存小，基本上不能存儲(chǔ)

2、程序，只能依靠?jī)?chǔ)程序，只能依靠線路連接的方法線路連接的方法 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史計(jì)算機(jī)的技術(shù)發(fā)展史1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)1.1 1.

3、1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)（3）嵌入式微處理器：在通用微處理器（）嵌入式微處理器：在通用微處理器（MPU）的基核上，）的基核上，增添一些外圍單元和接口構(gòu)成單芯片形態(tài)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如增添一些外圍單元和接口構(gòu)成單芯片形態(tài)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如80386EX，它有定時(shí)器，它有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器、DMA、中斷系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、 串行口、串行口、并行口、看門狗并行口、看門狗WDT等集成在一個(gè)芯片上。等集成在一個(gè)芯片上。（4）單片機(jī)（微控制器）：?jiǎn)纹瑱C(jī)有唯一的專門為嵌入式應(yīng)）單片機(jī)（微控制器）：?jiǎn)纹瑱C(jī)有唯一的專門為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，

4、最能滿足嵌入式應(yīng)用要求。用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，最能滿足嵌入式應(yīng)用要求。它是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，最能它是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)，最能滿足面對(duì)控制對(duì)象，應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場(chǎng)的可靠運(yùn)行及非凡滿足面對(duì)控制對(duì)象，應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場(chǎng)的可靠運(yùn)行及非凡的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入的控制品質(zhì)等要求，是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大的嵌入式系統(tǒng)。式系統(tǒng)。 1.1 1.1 單片機(jī)的發(fā)展由來單片機(jī)的發(fā)展由來-嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的定義與特點(diǎn)1.2 1.2 單片機(jī)的定義、特點(diǎn)及發(fā)展階段單片機(jī)的定義、特點(diǎn)及發(fā)展階段1.2 1.

5、2 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的特點(diǎn)1.2 1.2 單片機(jī)的發(fā)展階段單片機(jī)的發(fā)展階段1. 3 1. 3 單片機(jī)的應(yīng)用模式單片機(jī)的應(yīng)用模式 應(yīng)用程序應(yīng)用程序后向通道后向通道串行通信口串行通信口前向通道前向通道人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口單片機(jī)外形圖單片機(jī)外形圖單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)1. 3 1. 3 單片機(jī)的應(yīng)用模式單片機(jī)的應(yīng)用模式 1.3.2 1.3.2 單片機(jī)的種類單片機(jī)的種類1.3.3 1.3.3 單片機(jī)的供應(yīng)狀態(tài)單片機(jī)的供應(yīng)狀態(tài) 按提供的存儲(chǔ)器類型可分為五種狀態(tài)按提供的存儲(chǔ)器類型可分為五種狀態(tài)、MASKROMMASKROM類：程序在芯片封裝過程中用掩膜工藝制作到類：程序在芯片封裝過程中用掩膜工

6、藝制作到ROMROM區(qū)中，如區(qū)中，如80C5180C51，適合大批生產(chǎn)。，適合大批生產(chǎn)。、EPROMEPROM類：紫外線可擦寫存儲(chǔ)器類，如類：紫外線可擦寫存儲(chǔ)器類，如87C5187C51，價(jià)格較貴，價(jià)格較貴、ROM lessROM less類：無類：無ROMROM存儲(chǔ)器，如存儲(chǔ)器，如80C3180C31，電路擴(kuò)展復(fù)雜，電路擴(kuò)展復(fù)雜，較少用較少用、OTPROMOTPROM類：可一次性寫入程序類：可一次性寫入程序 、FlashROMFlashROM（MTPROMMTPROM）類：可多次編程寫入的存儲(chǔ)器如）類：可多次編程寫入的存儲(chǔ)器如89C5189C51、89C5289C52，其成本低，開發(fā)調(diào)試方便

7、，在惡劣環(huán)境下可，其成本低，開發(fā)調(diào)試方便，在惡劣環(huán)境下可靠性不及靠性不及 OTPROMOTPROM1.3.4 1.3.4 單片機(jī)的應(yīng)用模式單片機(jī)的應(yīng)用模式 通用模式通用模式分為：分為： 專用模式專用模式總線模式總線模式非總線模式非總線模式總線型的非總線模式總線型的非總線模式 總總 線線 應(yīng)應(yīng) 用用 模模 式式總線型的非總線應(yīng)用模式總線型的非總線應(yīng)用模式非總線型的應(yīng)用模式非總線型的應(yīng)用模式I/O口口串行擴(kuò)展串行擴(kuò)展時(shí)鐘時(shí)鐘復(fù)位復(fù)位非總線非總線單片機(jī)單片機(jī)I/ON專用型的應(yīng)用模式專用型的應(yīng)用模式1.4 1.4 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 n 在智能儀器儀表上的應(yīng)用在智能儀器儀表上的應(yīng)用n 在工業(yè)

8、控制中的應(yīng)用在工業(yè)控制中的應(yīng)用n 在家用電器中的應(yīng)用在家用電器中的應(yīng)用n 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用n 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用n 單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途1.4 1.4 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 用圖象傳感器測(cè)量線材系統(tǒng)用圖象傳感器測(cè)量線材系統(tǒng) 衛(wèi)星電視的串口模擬衛(wèi)星電視的串口模擬SPISPI、I2CI2C的應(yīng)用，如雷達(dá)錄取的數(shù)據(jù)傳送的應(yīng)用，如雷達(dá)錄取的數(shù)據(jù)傳送 直接與直接與ADAD芯片配合進(jìn)行各種數(shù)據(jù)傳感器

9、配合芯片配合進(jìn)行各種數(shù)據(jù)傳感器配合 利用單片機(jī)與利用單片機(jī)與PCPC機(jī)的機(jī)的232232通訊進(jìn)行控制，單片機(jī)為控制對(duì)象通訊進(jìn)行控制，單片機(jī)為控制對(duì)象 通過通過ICIC卡、單片機(jī)、卡、單片機(jī)、PCPC機(jī)構(gòu)成的各種收費(fèi)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)成的各種收費(fèi)系統(tǒng) 通過單片機(jī)控制各種步進(jìn)電機(jī)完成工控任務(wù)系統(tǒng)通過單片機(jī)控制各種步進(jìn)電機(jī)完成工控任務(wù)系統(tǒng) 通過單片機(jī)控制各種電磁設(shè)備完成工控任務(wù)系統(tǒng)（如程控交換通過單片機(jī)控制各種電磁設(shè)備完成工控任務(wù)系統(tǒng)（如程控交換系統(tǒng)）系統(tǒng)） 可應(yīng)用在電機(jī)的變頻技術(shù)上的控制領(lǐng)域中可應(yīng)用在電機(jī)的變頻技術(shù)上的控制領(lǐng)域中 各種測(cè)量工具如水位尺，它在水文上的應(yīng)用很普及各種測(cè)量工具如水位尺，它在水文上的

10、應(yīng)用很普及 大型指針鐘控制器，主要根據(jù)時(shí)間控制電機(jī)帶動(dòng)指針大型指針鐘控制器，主要根據(jù)時(shí)間控制電機(jī)帶動(dòng)指針 電子配料控制儀，基于小型生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)控制，如控制電子配料控制儀，基于小型生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)控制，如控制上料、攪拌等上料、攪拌等 1.4 1.4 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 用定時(shí)器和捕獲功能進(jìn)行某一系統(tǒng)的檢測(cè)?？商峁﹫?bào)警、控用定時(shí)器和捕獲功能進(jìn)行某一系統(tǒng)的檢測(cè)。可提供報(bào)警、控制等。如水位控制、溫度控制，全自動(dòng)洗衣機(jī)等制等。如水位控制、溫度控制，全自動(dòng)洗衣機(jī)等 電子稱重計(jì)電子稱重計(jì) 教學(xué)用儀器、醫(yī)療儀器教學(xué)用儀器、醫(yī)療儀器 由單片機(jī)構(gòu)成的霓虹燈控制器由單片機(jī)構(gòu)成的霓虹燈控制器 在剛的

11、熱處理中采用熱磁儀測(cè)量在剛的熱處理中采用熱磁儀測(cè)量 各種金屬探傷儀器各種金屬探傷儀器 礦山生產(chǎn)智能監(jiān)測(cè)儀礦山生產(chǎn)智能監(jiān)測(cè)儀 煤礦的產(chǎn)煤計(jì)數(shù)器煤礦的產(chǎn)煤計(jì)數(shù)器 20.20.汽車安全系統(tǒng)汽車安全系統(tǒng) 21.21.智能玩具智能玩具 22.22.用超聲波測(cè)量江河水位用超聲波測(cè)量江河水位 23.23.交流電監(jiān)測(cè)儀交流電監(jiān)測(cè)儀 24.24.消防系統(tǒng)報(bào)警監(jiān)測(cè)儀消防系統(tǒng)報(bào)警監(jiān)測(cè)儀 25.25.各類水表、電表各類水表、電表 等等等等1.4 1.4 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 秒表秒表/ /時(shí)鐘計(jì)時(shí)器、超聲波測(cè)距器、數(shù)字溫度計(jì)、液時(shí)鐘計(jì)時(shí)器、超聲波測(cè)距器、數(shù)字溫度計(jì)、液晶晶GPSGPS定位信息顯示器、定位信息顯

12、示器、16161616點(diǎn)陣點(diǎn)陣LEDLED漢字顯示屏、漢字顯示屏、單片機(jī)紅外線遙控系統(tǒng)、數(shù)控調(diào)頻發(fā)射臺(tái)、電子指單片機(jī)紅外線遙控系統(tǒng)、數(shù)控調(diào)頻發(fā)射臺(tái)、電子指南針、南針、 遠(yuǎn)程遙控器、數(shù)字語音錄放器、正弦波發(fā)遠(yuǎn)程遙控器、數(shù)字語音錄放器、正弦波發(fā)生器、數(shù)控直流電源、智能汽車控制器等等生器、數(shù)控直流電源、智能汽車控制器等等1.4 1.4 單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 Intel公司AtmelAtmelMicrochip(Microchip(中中國(guó)國(guó)) )PhilipsPhilipsTexas Texas InstrumentsInstrum

13、ents(TI(TI德州儀器德州儀器) )東芝單片機(jī)東芝單片機(jī) Freescale(原原Motorola現(xiàn)在現(xiàn)在為飛思卡爾為飛思卡爾)Holtek(Holtek(盛群盛群) ) Winbond(Winbond(華邦華邦) ) STC(STC(宏晶科技宏晶科技) )Keil Keil SoftwareSoftwareZilogZilogNEC單片機(jī)單片機(jī) FujitsuFujitsu富士通富士通EPSONEPSON威利姆威利姆周立功單片機(jī)周立功單片機(jī)三星單片機(jī)三星單片機(jī) 雙龍電子雙龍電子1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 Intel 8051單片機(jī)單片機(jī): 最早由Int

14、el公司推出的8051/31類單片機(jī)也是世界上用量最大的幾種單片機(jī)之一。8051單片機(jī)最早由Intel公司推出,由于Intel公司在嵌入式應(yīng)用方面將重點(diǎn)放在186、386、奔騰等與PC類兼容的高檔芯片的開發(fā)上，8051類單片機(jī)主要由Philips、三星、華邦等公司接產(chǎn)。這些公司都在保持與8051單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了8051許多特性(如時(shí)序特性)。提高了速度、降低了時(shí)鐘頻率，放寬了電源電壓的動(dòng)態(tài)范圍，降低了產(chǎn)品價(jià)格。使得以8051為內(nèi)核的MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大,應(yīng)用也最廣泛, 8051目前是事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 ATM

15、EL公司：公司： 除除51系列單片機(jī)外，系列單片機(jī)外，ATMEL的的AVR單片機(jī)單片機(jī),是增強(qiáng)型RISC內(nèi)載Flash的單片機(jī),芯片上的Flash存儲(chǔ)器附在用戶的產(chǎn)品中,可隨時(shí)編程,再編程,使用戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)容易,更新?lián)Q代方便.AVR單片機(jī)采用增強(qiáng)的RISC結(jié)構(gòu),使其具有高速處理能力,在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令,每MHz可實(shí)現(xiàn)1MIPS的處理能力.AVR單片機(jī)工作電壓為2.76.0V,可以實(shí)現(xiàn)耗電最優(yōu)化.AVR的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備,工業(yè)實(shí)時(shí)控制,儀器儀表,通訊設(shè)備,家用電器,宇航設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域。1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 Motorola單片機(jī)

16、單片機(jī): Motorola(現(xiàn)在為飛思卡爾)是世界上最大的單片機(jī)廠商。在8位機(jī)方面有三十多個(gè)系列，二百多個(gè)品種，產(chǎn)量已超過20億片。16位機(jī)也有十多個(gè)品種。32位單片機(jī)的683XX系列也有幾十個(gè)品種。近年來，將DSP做為輔助模塊集成的單片機(jī)也紛紛推出。目前仍是單片機(jī)的首選牌品。Motorola單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率較Intel類單片機(jī) 低很多，因而使得高頻噪聲低，抗干擾能力強(qiáng),更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Motorola 8位單片機(jī)過去的策略是以掩膜為主的，最近推出OTP計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)發(fā)展新趨勢(shì)，在32位機(jī)上，在性能和功耗方面都勝過ARM7。1.5 1.5 單片機(jī)的主

17、要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 Microchip單片機(jī)單片機(jī): Microship單片機(jī)是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī)。它單片機(jī)是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī)。它的主要產(chǎn)品是的主要產(chǎn)品是PIC 16C系列和系列和17C系列系列8位單片機(jī)，位單片機(jī)，CPU采采用用RISC結(jié)構(gòu)，僅結(jié)構(gòu)，僅33條指令，運(yùn)行速度快，且以低價(jià)位著條指令，運(yùn)行速度快，且以低價(jià)位著稱，一般單片機(jī)價(jià)格都在一美元以下。稱，一般單片機(jī)價(jià)格都在一美元以下。Microship單片機(jī)單片機(jī)沒有掩膜產(chǎn)品，全部是沒有掩膜產(chǎn)品，全部是OTP器件，器件，Microship強(qiáng)調(diào)節(jié)約成強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，適于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。本

18、的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，適于用量大、檔次低、價(jià)格敏感的產(chǎn)品。根據(jù)根據(jù)2007.04.20 業(yè)界知名市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)業(yè)界知名市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)Gartner Dataquest 公布公布Microchip Technology Inc.（美國(guó)微芯（美國(guó)微芯科技公司）勇奪科技公司）勇奪2006年全球年全球8位單片機(jī)銷售額冠軍。位單片機(jī)銷售額冠軍。 1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 PHILIPS單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)： 除增強(qiáng)型除增強(qiáng)型51系列單片機(jī)外，也有系列單片機(jī)外，也有 32位位ARM微控微控制器制器LPC2210/LPC2220系列。系列。 PHILIPS公司的單公司的單片機(jī)在內(nèi)部功能擴(kuò)展、速度及低功耗方面很有特色。片機(jī)在內(nèi)部功能擴(kuò)展、速度及低功耗方面很有特色。在國(guó)內(nèi)周立功單片機(jī)有限公司的大力推行下，應(yīng)用及在國(guó)內(nèi)周立功單片機(jī)有限公司的大力推行下，應(yīng)用及銷售量也較大。銷售量也較大。 1.5 1.5 單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品單片機(jī)的主要廠商及產(chǎn)品 華邦華邦(winbond)單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)： 華邦單片機(jī)屬8051類單片機(jī)，它們的W78系列與標(biāo)準(zhǔn)