1 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)MCU System Design 袁 魏 華 信息工程教研室單兵數(shù)字化偵察系統(tǒng)需要解決的主要問(wèn)題GPS信息提?。禾崛PS信息語(yǔ)音與圖像信息的傳輸：通過(guò)串行口和無(wú)線傳輸模塊傳輸數(shù)據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 信息工程教研室 第一講 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息工程教研室 一、基本概念二、最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、課程學(xué)習(xí)方法和要求 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)物圖信息工程教研室 一、單片機(jī)二、外圍電路三、程序單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、基本概念問(wèn)題1：什么是單片機(jī)？ 信息工程教研室 問(wèn)題2：什么是單片機(jī)系統(tǒng)？ 問(wèn)題3：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)有什么作用？ 單片機(jī)系

2、統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 問(wèn)題1、什么是單片機(jī)？ 單片機(jī)是將中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、定時(shí)器芯片和一些輸入/輸出接口電路集成在一個(gè)芯片上的微控制器（Microcontroller）。 信息工程教研室 （一）基本概念問(wèn)題1、什么是單片機(jī)？信息工程教研室 （一）基本概念89C51單片機(jī)及其引腳89C51單片機(jī)及其引腳89C51單片機(jī)及其引腳89C51單片機(jī)及其引腳振蕩器和時(shí)序OSC8051CPU程序存儲(chǔ)器4KB ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256BRAM/SFR216位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器64KB 總線擴(kuò)展控制器可編程IO可編程全雙工串行口外中斷內(nèi)中斷控制并行口串行口外部事件計(jì)數(shù)外時(shí)鐘源MCS-51系列單

3、片機(jī)基本功能結(jié)構(gòu)框圖問(wèn)題2、什么是單片機(jī)系統(tǒng)？ 一個(gè)典型的單片機(jī)系統(tǒng)主要由單片機(jī)、晶振和復(fù)位電路、輸入控制電路、輸出顯示電路以及外圍功能器件五部分組成。 信息工程教研室 （一）基本概念信息工程教研室 這里插入單片機(jī)系統(tǒng)的圖片單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)物圖單片機(jī)晶振復(fù)位輸入控制輸出顯示外圍器件主要部分作用和器件：（4）外圍功能器件信息工程教研室 （1）晶振和復(fù)位電路（2）輸入控制（3）輸出顯示單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)信息工程教研室 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)是指單片機(jī)能正常工作所必須的外圍元件，主要由單片機(jī)、晶振電路和復(fù)位電路構(gòu)成。輸入/輸出部分則通過(guò)單片機(jī)的IO口實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系

4、統(tǒng)設(shè)計(jì) 最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)物圖信息工程教研室 單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 問(wèn)題3、單片機(jī)系統(tǒng)有什么作用？（一）基本概念單片機(jī)應(yīng)用家庭 辦公工業(yè)商業(yè)醫(yī)療科研軍事單片機(jī)的用途：信息工程教研室 （一）基本概念顯示：通過(guò)發(fā)光二極管或液晶顯示特定的圖形和字符；機(jī)電控制：控制機(jī)電設(shè)備做定時(shí)或定向運(yùn)動(dòng)；數(shù)據(jù)采集與檢測(cè)：與傳感器配合工作；通信：通過(guò)串行、網(wǎng)絡(luò)、USB通信傳輸信息；科學(xué)計(jì)算：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制算法。二、最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題5：?jiǎn)纹瑱C(jī)中為什么要用晶振？ 信息工程教研室 單片機(jī)設(shè)計(jì)單片機(jī)的基本端口操作 問(wèn)題6：如何選擇晶振？ 問(wèn)題7：有通用的晶振電路嗎？ 問(wèn)題8：什么是復(fù)位電路？ 問(wèn)題9：有通用的

5、復(fù)位電路嗎？ 問(wèn)題10：如何在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)和發(fā)光二極管的接口？ 問(wèn)題5、單片機(jī)中為什么要用晶振？ 晶振提供單片機(jī)工作的時(shí)鐘周期。信息工程教研室 （一）基本概念時(shí)鐘周期晶振振蕩一次時(shí)間機(jī)器周期單片機(jī)訪問(wèn)一次存儲(chǔ)器的時(shí)間指令周期執(zhí)行一條指令的時(shí)間 使用12MHz晶振時(shí)，完成1秒的軟件延時(shí)需要單機(jī)器周期指令執(zhí)行多少次？信息工程教研室 例題1答：1,000,000次 問(wèn)題6、如何選擇晶振？信息工程教研室 （一）基本概念晶體振蕩器（臥式晶振）晶體諧振器（立式晶振） 問(wèn)題7、有通用的晶振電路嗎？ 有！晶振電路分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式兩種。信息工程教研室 （一）基本概念信息工程教研室 單片機(jī)內(nèi)部晶振電

6、路信息工程教研室 單片機(jī)外部晶振電路外部時(shí)鐘信號(hào)外部時(shí)鐘信號(hào)懸空HMOS型單片機(jī)CHMOS型單片機(jī) 問(wèn)題8、什么是復(fù)位電路？ 單片機(jī)的復(fù)位電路完成類似計(jì)算機(jī)的重啟功能，一般復(fù)位需要5ms的時(shí)間。信息工程教研室 （一）基本概念 復(fù)位電路從功能上分為兩種：電源復(fù)位開關(guān)復(fù)位 問(wèn)題9、有通用的復(fù)位電路嗎？ 有！復(fù)位電路也是單片機(jī)系統(tǒng)的典型外部電路。信息工程教研室 （二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息工程教研室 單片機(jī)的復(fù)位電路信息工程教研室 改進(jìn)的復(fù)位電路 問(wèn)題10、如何實(shí)現(xiàn)和發(fā)光二極管的接口？信息工程教研室 單片機(jī)和發(fā)光二極管的連接（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課堂討論？信息工程教研室 發(fā)光二極管在什么情況下會(huì)

7、亮？為什么要接一個(gè)電阻？（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間：4分鐘 課堂討論？信息工程教研室 發(fā)光二極管在什么情況 下會(huì)亮？為什么要接一個(gè)電阻？（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間：4分鐘 問(wèn)題11、發(fā)光二極管在什么情況下會(huì)亮？信息工程教研室 單片機(jī)和發(fā)光二極管的連接（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 問(wèn)題12、為什么要接一個(gè)電阻？信息工程教研室 單片機(jī)和發(fā)光二極管的連接（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)信息工程教研室 基于單片機(jī)系統(tǒng)的LED電路電路設(shè)計(jì)：程序設(shè)計(jì)信息工程教研室 （二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序功能代碼實(shí)現(xiàn) 程序功能信息工程教研室 （二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件延時(shí)控制單片機(jī)I/O端口電平高低程序代碼信息工程教研室

8、（二）最簡(jiǎn)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)01 #include 02 sbit gate=P20; / 定義P2-0口03 void main(void)04 05 unsigned int i,j;06 while(1)07 08 for(i=1000;i0;i-)09 for(j=1000;j0;j-); / 雙重循環(huán)，延時(shí)約1秒10 gate=!gate; / 對(duì)P0口取反，控制小燈的亮滅11 12信息工程教研室 三、課程學(xué)習(xí)方法與要求課堂教學(xué) + 課后實(shí)踐 + 作品展示 18學(xué)時(shí) + 自主安排 + 2學(xué)時(shí) 課堂教學(xué)內(nèi)容信息工程教研室 三、課程學(xué)習(xí)方法與要求（1）基本端口操作 （2）（2）輸入和顯示 （3）（3）數(shù)據(jù)采集 （3）（4）機(jī)電控制 （3）（5）信號(hào)與算法 （2）（6）數(shù)據(jù)通信 （3）（7）電源設(shè)計(jì)和監(jiān)控 （2） 課后實(shí)踐題目信息工程教研室 三、課程學(xué)習(xí)方法與要求（1）電子測(cè)溫計(jì)（2）智能卡儀表（3）爬蟲機(jī)器人（4）51單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)板（5）簡(jiǎn)易C51編程器學(xué)習(xí)要求 （1）勤動(dòng)手多實(shí)踐 （2）結(jié)合軍事應(yīng)用 （3）關(guān)注最新技術(shù) 信息工程教研室 三、課程學(xué)習(xí)方法與要求參考書目單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)實(shí)例導(dǎo)航51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例信息工程教研室 三、課程學(xué)習(xí)方法與要求小 結(jié) 本次課講述了單片機(jī)的基本概念，在掌握概念的基礎(chǔ)上介紹了一個(gè)最簡(jiǎn)單片系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求了解有關(guān)