單片機 概述資料

1、 單片機概述(i sh)1.1 單片機及其相關(guān)(xinggun)概念1.2 單片機的發(fā)展歷史1.3 單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.4 典型單片機1.5 單片機的應(yīng)用和應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.6 單片機的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā) 共二十三頁1.1單片機及其相關(guān)(xinggun)概念單片機的概念：單片機因?qū)⑵渲饕M成部分集成在一個芯片上而得名。即把中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器以及I/O口電路等主要微型機部件集成在一塊芯片上。雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上看，它已經(jīng)具備了計算機系統(tǒng)的屬性。為此，稱它為單片微型計算機，簡稱單片機。單片機和單片機系統(tǒng)：單片機只是一個芯片，而單

2、片機系統(tǒng)則是在單片機芯片的基礎(chǔ)上擴展其它電路或芯片構(gòu)成的具有一定應(yīng)用功能的計算機系統(tǒng)。單片機應(yīng)用系統(tǒng)與單片機開發(fā)系統(tǒng)：單片機應(yīng)用系統(tǒng)：指能滿足(mnz)嵌入對象要求的全部電路系統(tǒng)。單片機開發(fā)系統(tǒng)是單片機系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試的工具。常用的單片機開發(fā)工具有：微型機開發(fā)系統(tǒng)共二十三頁1.2單片機的發(fā)展(fzhn)歷史 高速發(fā)展階段： 20世紀90年代是單片機高速發(fā)展階段。8位單片機改良型及16位單片機階段。單片機的性能不斷完善，性價比顯著提高，種類和型號增加，市場擴大。單片機的應(yīng)用已深入到各個領(lǐng)域。由單片機控制(kngzh)的微電腦產(chǎn)品比比皆是。單片機的發(fā)展歷史可分三個階段:初級階段：20世紀70年代。Eg

3、:MCS-48系列。只能應(yīng)用在比較簡單的場合，應(yīng)用未引起足夠的重視。發(fā)展階段：20世紀80年代。Eg:MCS-51和MCS-96。應(yīng)用得到推廣，開始廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域。共二十三頁1.3單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中斷控制中央處理器時鐘電路程序存貯器數(shù)據(jù)存貯器定時器并行I/O接口特殊I/O接口外部中斷請求線內(nèi)部中斷源外部時鐘VCCGND外部輸入線并行I/O特殊I/O共二十三頁中央處理器中央處理器（CPU）是單片機的核心部件，它由運算器、控制器、中斷部件、時鐘和定時控制邏輯等組成，CPU控制數(shù)據(jù)的處理和整個(zhngg)系統(tǒng)的各種操作。根據(jù)CPU一次數(shù)據(jù)運算和數(shù)據(jù)傳送的位數(shù)，單片機可分為4位機，8位機，16位

4、機，32位機。共二十三頁存貯器二.數(shù)據(jù)(shj)存貯器一.程序(chngx)存貯器ROMEPROMEEPROMFlash Memory無ROM型單片機 單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存貯器一般為靜態(tài)隨機存取的存儲器RAM，容量為幾十字節(jié)幾k字節(jié)。共二十三頁輸入/輸出(shch)部件二、特殊(tsh)的I/O部件1.串行接口：同步或異步串行口，擴展串口，I2C BUS串行口，SPI 總線串行口。2.模數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器：A/D，D/A。8位、10位或12位3.多功能定時器：16位多功能定時器，具有定時、測量外部輸入信 號功能，有的還有比較輸出、PWM等多種功能。4.顯示驅(qū)動器：可驅(qū)動： LED ， LCD5.其它

5、：看門狗定時器，DMA通道等一、最基本的I/O部件并行口和定時器共二十三頁1.4典型(dinxng)單片機介紹1.INTEL單片機: MCS-48系列(xli)（4位），MCS-51系列(xli)（8位）， MCS-96系列(xli)（16位）2.Motorola單片機: 68HC05，68HC08（8位）3.TOSHIBA單片機:TLCS-470（4）TLCS-870（8）4.HITACHI單片機: H400（4），H8（8）5.ATMEL單片機: AT89C51，AT89C20516.Philips單片機: P89C51RD27.SIEMENS單片機: C166（16），C500（8）8.

6、CYGNAL單片機: C8051F020共二十三頁1.5單片機應(yīng)用(yngyng)和應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.單片機在智能儀表中的應(yīng)用：計量與測量儀表，功能強、精度高、智能化程度高。如電表、電阻、電容電感測量儀等。2.單片機在機電一體化中的應(yīng)用：機械技術(shù)(jsh)、微電子技術(shù)(jsh)、自動化技術(shù)(jsh)、和計算機技術(shù)(jsh)于一體，具有智能化特征的機電一體化產(chǎn)品。 （電牽引采煤機單片機控制器、微機單車檢測器）3.單片機在實時控制中的應(yīng)用：對工業(yè)上的一些溫度、濕度等進行測量與控制。（啤酒廠糖化車間溫度控制系統(tǒng)）4.單片機在分布式多機系統(tǒng)中的應(yīng)用：由若干臺單片機協(xié)調(diào)工作，將各點的工業(yè)參

7、數(shù)測量后送到上位機中進行數(shù)據(jù)處理和顯示、打印等。（糧庫的糧倉進行溫度檢測）5.單片機在家用電器中的應(yīng)用：電視機、洗衣機、微波爐、空調(diào)機、VCD、DVD等1.5.1單片機應(yīng)用共二十三頁單片機應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一.基本(jbn)系統(tǒng)單片機復位電路時鐘電路輸入/輸出電源共二十三頁二.擴展系統(tǒng)(并行(bngxng)總線擴展)并行擴展總線單片機輸入/輸出設(shè)備復位電路時鐘電路電源程序存貯器數(shù)據(jù)存貯器模擬量輸入/輸出并行接口串行接口特殊I/O輸入/輸出設(shè)備串行設(shè)備特殊I/O共二十三頁二.擴展(kuzhn)系統(tǒng)(串行總線擴展(kuzhn)單片機輸入/輸出復位時鐘電源RAM并行口特殊I/O串行擴展總線

8、共二十三頁三.實際(shj)應(yīng)用系統(tǒng)（微機單車檢測器）步進電機P89C51RD2單片機模擬量輸入復位時鐘電源4X4鍵盤打印機步進電機驅(qū)動開關(guān)量輸入8255并口擴展壓力傳感器共二十三頁單片機應(yīng)用(yngyng)共二十三頁1.6 單片機應(yīng)用系統(tǒng)(xtng)開發(fā)共二十三頁單片機的程序設(shè)計(chn x sh j)語言和軟件 機器語言： 單片機應(yīng)用系統(tǒng)只使用機器語言（指令的二進制代碼，又稱指令代碼）。機器語言指令組成的程序稱目標程序。 MCS-51兩個寄存器相加的機器語言指令：00101000 匯編語言： 與機器語言指令一一對應(yīng)的英文單詞縮寫，稱為(chn wi)指令助記符。匯編語言編寫的程序稱為匯編語

9、言程序。 MCS-51兩個寄存器相加匯編語言指令：ADD A，R0 機器語言（Machine Language)有三類 匯編語言 (Assemble) 高級語言 (High Level Language)共二十三頁 高級語言： 高級語言源程序C-51、C、PL/M51等。簡單控制程序不太長。復雜多種多樣的控制對象(duxing)，少有現(xiàn)成程序借鑒。簡單系統(tǒng)不含管理和開發(fā)功能。復雜系統(tǒng)實時系統(tǒng)，需要監(jiān)控系統(tǒng) （甚至實時多任務(wù)操作系統(tǒng)）。編譯型高級語言可生成機器(j q)代碼；解釋型高級語言必須在解釋程序支持下直接解釋執(zhí)行。因此，只有編譯型高級語言才能作為微機開發(fā)語言。共二十三頁不同計算機語言(y

10、yn)的應(yīng)用：源程序通過編譯得到機器(j q)能執(zhí)行的目標程序。 匯編語言程序可以高效率利用計算機資源，目標程序占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，適合于自動測控系統(tǒng)反應(yīng)快速、結(jié)構(gòu)緊湊的要求。實際應(yīng)用中，常與C語言配合使用。 高級語言程序容易掌握，通用性好，但編譯程序系統(tǒng)開銷大，目標程序占用內(nèi)存多，且執(zhí)行時間比較長，多用于科學計算、工業(yè)設(shè)計、企業(yè)管理。源程序目標程序編譯程序共二十三頁 匯編或編譯 將符號指令(zhlng)轉(zhuǎn)換成機器碼的過程稱為匯編。常用的匯編方法有三種： 手工匯編 利用開發(fā)(kif)機的駐留匯編程序進行匯編 交叉匯編共二十三頁 獨立型仿真器開發(fā)(kif) 單片機應(yīng)用(yngyng)系統(tǒng)傳統(tǒng)

11、開發(fā)方式單片機開發(fā)系統(tǒng)又稱開發(fā)機或仿真器。仿真目的：利用開發(fā)機的資源來模擬欲開發(fā)的單片機應(yīng)用系統(tǒng)的CPU、存儲器和I/O操作。共二十三頁 SST公司推出的SST89C54和SST89C58芯片有SuperFLASH存儲器，利用這種存儲器可以(ky)進行高速讀寫的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)： 在系統(tǒng)編程（ISP）in-system programming 在線系統(tǒng)編程 在應(yīng)用編程（IAP）In Application Programming 是指在應(yīng)用編 程,單片機程序自己可以往程序存儲器里寫數(shù)據(jù)或修改程序!。 單片機開發(fā)方式的發(fā)展(fzhn)應(yīng)用程序的編輯、匯編（或編譯）、模擬運行，然后實現(xiàn)目標程序的串行下載。共二十三頁 Microchip公司推出的PIC16F87X中內(nèi)置有在線(zi xin)調(diào)試器ICD功能還配置了具有ICSP功能的簡單(jindn)仿真器和燒寫器。通過PC機串行電纜就可以完成對目標系統(tǒng)的仿真調(diào)試 。共二十三頁內(nèi)容摘要單片機概述。高速發(fā)展階段： 20世紀90年代是單片機高速發(fā)展階段。Eg:MCS-51和MCS-96。單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存貯器一般為靜態(tài)隨機存取的存儲器RAM，容量為幾十字節(jié)幾k字節(jié)。3.多功能定時器：16位多功能定時器，具有定時、測量外部輸入信。號功能，有的還有比較輸出、PWM