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單片機概述單片機原理與應(yīng)用12/16/20221MultimediaSearchEngine單片機概述單片機原理與應(yīng)用12/11/20221Multim什么是單片機計算機必須的部件運算存儲：CPU、內(nèi)存、外存輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、話筒…輸出設(shè)備：顯示器、音箱…普通計算機：各部分獨立

主板顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPU2什么是單片機計算機必須的部件顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接什么是單片機普通計算機可滿足所有計算需求嗎？…3什么是單片機普通計算機可滿足所有計算需求嗎？…3什么是單片機生產(chǎn)生活實踐中對計算機的要求功率控制：亞毫瓦到兆瓦重量控制：克到頓體積控制：指甲蓋到整幢樓價格控制：幾元到幾億元接口要求：至少數(shù)千種運算要求：小于1MPS到百萬億次/秒存儲要求：KB到PB計算機需求差異巨大，無法由單一計算機架構(gòu)滿足4什么是單片機生產(chǎn)生活實踐中對計算機的要求計算機需求差異巨大，什么是單片機需求量最大的計算機？2014年MCU出貨量：186億(全球人均2.58個)2014年手機出貨量：18.8億(智能機11.35億)2014年P(guān)C出貨量：3.15億5什么是單片機需求量最大的計算機？5什么是單片機業(yè)界需求最大的計算機安裝于智能設(shè)備中，主要完成控制功能，對運算、存儲要求不高的微控制器內(nèi)存需求通常不超過KB級別，多數(shù)在幾十字節(jié)程序、數(shù)據(jù)存儲通常不超過幾十KB運算速度需求通常不超過50MHz，甚至10MHz以下需要豐富的IO接口GPIO，AD/DA，PWM，UART，I2C，SPI……功耗限制往往較嚴格很多在毫瓦級，部分亞毫瓦級成本限制非常嚴格MCU：MicroControlUnit6什么是單片機業(yè)界需求最大的計算機MCU：MicroCont什么是單片機-案例太陽能計算器內(nèi)存：約10個64位數(shù)，80字節(jié)外存：約幾KB運算速度：不超過1MHzIO接口：鍵盤、LCD、電池最大功率：1kW*1%*4cm2*10%=0.4mWIntel最低功耗CPU：AtomZ2760，1.7W地面太陽直射功率燈光強度太陽能電池面積效率7什么是單片機-案例太陽能計算器地面太陽直射功率燈光什么是單片機-案例太陽能計算器整機價格：10元IntelAtomZ2760：41美元重量：整機112.5克聯(lián)想MIIX10（AtomZ2760）：580克8什么是單片機-案例太陽能計算器8什么是單片機單片機：單芯片集成CPU、RAM、ROM和適當?shù)腎O接口RAM、ROM不太豐富，主頻不太高IO接口一般較為豐富，或針對應(yīng)用設(shè)計功耗、體積、重量、價格均較低添加少量外圍芯片即可滿足一定的控制需求9什么是單片機單片機：單芯片集成CPU、RAM、ROM和適當?shù)膯纹瑱C歷史1976年：IntelMCS-48系列8048：64字節(jié)內(nèi)存，1KBROM直到2000年仍有應(yīng)用1980年：IntelMCS-51系列8位運算架構(gòu)，16位地址空間，集成內(nèi)存（~128B）、ROM、IO接口、時鐘等輔助部件對比8086/8：16位運算架構(gòu)，1MB地址空間，無集成RAM/ROM，需要很多輔助部件1982年：IntelMCS-96系列（16位）16位MCU到2011年才超過4/8位MCU出貨量10單片機歷史1976年：IntelMCS-48系列10單片機歷史1990年：Intel80960（32位）相比51系列完全不成功2004年：ARMCortex-M3第一個針對MCU市場優(yōu)化的ARM目前，ARM系列的MCU占32位MCU出貨量90%2009年：ARMCortex-M0最小ARM，號稱8位的價格，32位的性能2012年：ARCortex-M0+比M0更節(jié)能，可選MPU32位MCU出貨量目前仍顯著少于4/8/16位MCU32位MCU產(chǎn)值于2010年超越4/8/16位MCU11單片機歷史1990年：Intel80960（32位）11單片機歷史-MCU出貨量12單片機歷史-MCU出貨量12單片機歷史-MCU產(chǎn)值13單片機歷史-MCU產(chǎn)值13單片機發(fā)展趨勢永不過時的51低廉的價格，大量的替代部件，海量的資源過低的性能導(dǎo)致操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境支持弱無處不在的ARM通用性強，強大的OS、開發(fā)支持價格、功耗稍高，細分市場針對性不足大量的專業(yè)應(yīng)用MCU針對不同專業(yè)應(yīng)用的細分市場，大量不同型號的較為專用的MCU具有很強的競爭優(yōu)勢IO接口針對性、開發(fā)工具適應(yīng)性、歷史資源……例：機電控制多用PIC單片機14單片機發(fā)展趨勢永不過時的5114單片機開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計客戶定位，應(yīng)用場景，價格范圍，外觀、包裝、手冊、宣傳、銷售渠道、售前售后……系統(tǒng)設(shè)計功率約束，體積重量約束，成本約束，性能約束器件選型，原理設(shè)計，電路板設(shè)計軟件設(shè)計操作系統(tǒng)：內(nèi)存、外存、設(shè)備管理，中斷，任務(wù)調(diào)度……應(yīng)用軟件：算法，設(shè)備接口，用戶界面15單片機開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計15單片機開發(fā)-軟件開發(fā)所需能力產(chǎn)品設(shè)計基本知識目標客戶群的使用習(xí)慣（用戶界面重要參考）物理界面與軟件界面的協(xié)調(diào)售前演示方案、售后保修方案設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計知識各種設(shè)備軟硬件接口，總線協(xié)議設(shè)備功耗與性能的聯(lián)系，功率控制與功能實現(xiàn)的權(quán)衡軟件知識操作系統(tǒng)、算法、體系結(jié)構(gòu)、編譯原理、匯編……16單片機開發(fā)-軟件開發(fā)所需能力產(chǎn)品設(shè)計基本知識16課程內(nèi)容基于單片機開發(fā)產(chǎn)品是一個系統(tǒng)工程，需要方方面面的知識和能力本課程內(nèi)容產(chǎn)品設(shè)計基礎(chǔ)知識系統(tǒng)設(shè)計知識軟件知識操作系統(tǒng)、算法、體系結(jié)構(gòu)、編譯……單片機本身的基礎(chǔ)知識基本結(jié)構(gòu)，可用資源，匯編，常用設(shè)備軟件接口等僅51系列單片機17課程內(nèi)容基于單片機開發(fā)產(chǎn)品是一個系統(tǒng)工程，需要方方面面的知識課程內(nèi)容為什么選51雖然性能有限，但應(yīng)用范圍廣泛簡單，易于上手設(shè)備操作的原理是通用的系統(tǒng)開發(fā)的思想是通用的在有限的資源上開發(fā)是對能力的一種考驗為什么不選ARM前置課程操作系統(tǒng)、體系結(jié)構(gòu)、編譯原理等上手較為復(fù)雜，需要綜合管理操作系統(tǒng)、庫、應(yīng)用軟件，對系統(tǒng)能力要求較高18課程內(nèi)容為什么選5118單片機概述單片機原理與應(yīng)用12/16/202219MultimediaSearchEngine單片機概述單片機原理與應(yīng)用12/11/20221Multim什么是單片機計算機必須的部件運算存儲：CPU、內(nèi)存、外存輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、話筒…輸出設(shè)備：顯示器、音箱…普通計算機：各部分獨立

主板顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPU20什么是單片機計算機必須的部件顯卡聲卡存儲器接口網(wǎng)卡輸入輸出接什么是單片機普通計算機可滿足所有計算需求嗎？…21什么是單片機普通計算機可滿足所有計算需求嗎？…3什么是單片機生產(chǎn)生活實踐中對計算機的要求功率控制：亞毫瓦到兆瓦重量控制：克到頓體積控制：指甲蓋到整幢樓價格控制：幾元到幾億元接口要求：至少數(shù)千種運算要求：小于1MPS到百萬億次/秒存儲要求：KB到PB計算機需求差異巨大，無法由單一計算機架構(gòu)滿足22什么是單片機生產(chǎn)生活實踐中對計算機的要求計算機需求差異巨大，什么是單片機需求量最大的計算機？2014年MCU出貨量：186億(全球人均2.58個)2014年手機出貨量：18.8億(智能機11.35億)2014年P(guān)C出貨量：3.15億23什么是單片機需求量最大的計算機？5什么是單片機業(yè)界需求最大的計算機安裝于智能設(shè)備中，主要完成控制功能，對運算、存儲要求不高的微控制器內(nèi)存需求通常不超過KB級別，多數(shù)在幾十字節(jié)程序、數(shù)據(jù)存儲通常不超過幾十KB運算速度需求通常不超過50MHz，甚至10MHz以下需要豐富的IO接口GPIO，AD/DA，PWM，UART，I2C，SPI……功耗限制往往較嚴格很多在毫瓦級，部分亞毫瓦級成本限制非常嚴格MCU：MicroControlUnit24什么是單片機業(yè)界需求最大的計算機MCU：MicroCont什么是單片機-案例太陽能計算器內(nèi)存：約10個64位數(shù)，80字節(jié)外存：約幾KB運算速度：不超過1MHzIO接口：鍵盤、LCD、電池最大功率：1kW*1%*4cm2*10%=0.4mWIntel最低功耗CPU：AtomZ2760，1.7W地面太陽直射功率燈光強度太陽能電池面積效率25什么是單片機-案例太陽能計算器地面太陽直射功率燈光什么是單片機-案例太陽能計算器整機價格：10元IntelAtomZ2760：41美元重量：整機112.5克聯(lián)想MIIX10（AtomZ2760）：580克26什么是單片機-案例太陽能計算器8什么是單片機單片機：單芯片集成CPU、RAM、ROM和適當?shù)腎O接口RAM、ROM不太豐富，主頻不太高IO接口一般較為豐富，或針對應(yīng)用設(shè)計功耗、體積、重量、價格均較低添加少量外圍芯片即可滿足一定的控制需求27什么是單片機單片機：單芯片集成CPU、RAM、ROM和適當?shù)膯纹瑱C歷史1976年：IntelMCS-48系列8048：64字節(jié)內(nèi)存，1KBROM直到2000年仍有應(yīng)用1980年：IntelMCS-51系列8位運算架構(gòu)，16位地址空間，集成內(nèi)存（~128B）、ROM、IO接口、時鐘等輔助部件對比8086/8：16位運算架構(gòu)，1MB地址空間，無集成RAM/ROM，需要很多輔助部件1982年：IntelMCS-96系列（16位）16位MCU到2011年才超過4/8位MCU出貨量28單片機歷史1976年：IntelMCS-48系列10單片機歷史1990年：Intel80960（32位）相比51系列完全不成功2004年：ARMCortex-M3第一個針對MCU市場優(yōu)化的ARM目前，ARM系列的MCU占32位MCU出貨量90%2009年：ARMCortex-M0最小ARM，號稱8位的價格，32位的性能2012年：ARCortex-M0+比M0更節(jié)能，可選MPU32位MCU出貨量目前仍顯著少于4/8/16位MCU32位MCU產(chǎn)值于2010年超越4/8/16位MCU29單片機歷史1990年：Intel80960（32位）11單片機歷史-MCU出貨量30單片機歷史-MCU出貨量12單片機歷史-MCU產(chǎn)值31單片機歷史-MCU產(chǎn)值13單片機發(fā)展趨勢永不過時的51低廉的價格，大量的替代部件，海量的資源過低的性能導(dǎo)致操作系統(tǒng)、開發(fā)環(huán)境支持弱無處不在的ARM通用性強，強大的OS、開發(fā)支持價格、功耗稍高，細分市場針對性不足大量的專業(yè)應(yīng)用MCU針對不同專業(yè)應(yīng)用的細分市場，大量不同型號的較為專用的MCU具有很強的競爭優(yōu)勢IO接口針對性、開發(fā)工具適應(yīng)性、歷史資源……例：機電控制多用PIC單片機32單片機發(fā)展趨勢永不過時的5114單片機開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計客戶定位，應(yīng)用場景，價格范圍，外觀、包裝、手冊、宣傳、銷售渠道、售前售后……系統(tǒng)設(shè)計功率約束，體積重量約束，成本約束，性能約束器件選型，原理設(shè)計，電路板設(shè)計軟件設(shè)計操作系統(tǒng)：內(nèi)存、外存、設(shè)備管理，中斷，任務(wù)調(diào)度……應(yīng)用軟件：算法，設(shè)備接口，用戶界面33單片機開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計15單片機開發(fā)-軟件開發(fā)所需能力產(chǎn)品設(shè)計基本知識目標客戶群的使用習(xí)慣（用戶界面重要參考）物理界面與軟件界面的協(xié)調(diào)售前演示方案、售后保修方案設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計知識各種設(shè)備軟硬件接口，總線協(xié)議設(shè)備功耗與性能的聯(lián)系，功率控制與功能實現(xiàn)的權(quán)衡軟件知識操作系統(tǒng)、算法、體系結(jié)構(gòu)、編譯原理、匯編……34單片機開發(fā)-軟件開發(fā)所需能力產(chǎn)品設(shè)計基本知識16課程內(nèi)容基于單片機開發(fā)產(chǎn)品是一個系統(tǒng)工程，需要方方面面的知識和能力本課程內(nèi)容產(chǎn)品