《单片机原理及应用》

电工自动化系

NFU

时维铎信息技术学院信息技术学院电工及自动化系电工及自动化系

办公地点办公地点 : 4322: 4322

办公电话办公电话 : 85427523: 85427523

《单片机原理及应用》任课教师简介

课程要求1. 作业要求：①每人准备两本作业本。

单片机原理及应用练习簿

班级 _______

姓名 _______学号 _______

② 在作业本上贴班级识别条。

③ 每周交一次作业，课代表收齐后 按学号顺序整理好交我处。

课程要求

3. 答疑时间：在课间、课后或到 4322 办公室。4. 课后各班长到我处登记联系电话。

2. 实验要求：实验时必须穿鞋套 , 实验地点 : 4301 实验时间 : 内容在课堂上通知； 实验报告用统一实验纸，在下 次实验时交（按学号排序）。

单片机单片机及接口技术及接口技术

单片机单片机原理及应用原理及应用

工业计算机接口技术工业计算机接口技术

嵌人式控制系统嵌人式控制系统

第第 11 章 单片机概述章 单片机概述

1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

1.2 1.2 单片机的发展单片机的发展1.3 1.3 单片机的应用单片机的应用

本章要求本章要求

11 了解单片机的概念了解单片机的概念 aa ．单片机的名称．单片机的名称 bb ．通用单片机和专用单片机．通用单片机和专用单片机 cc ．单片机与单片机系统．单片机与单片机系统 dd ．单片机应用系统和开发系统．单片机应用系统和开发系统 ee ．单片机的程序设计语言和软件．单片机的程序设计语言和软件

2 2 了解单片机的发展历史了解单片机的发展历史33 了解单片机的应用特点和应用领域了解单片机的应用特点和应用领域

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

一一 . . 单片机的名称单片机的名称 从计算机问世以来，由于实际应用的需从计算机问世以来，由于实际应用的需要，计算机向着两个不同的方向发展：要，计算机向着两个不同的方向发展：

2.2. 向稳定性、可靠性方向发展向稳定性、可靠性方向发展 ---- 适应工业控制。适应工业控制。

1.1. 向高速度、大容量、高性能的高档微机方向高速度、大容量、高性能的高档微机方向向 发展发展 ------------ 适应海量计算。适应海量计算。

---- 体积小和价格廉的单片机方向发展体积小和价格廉的单片机方向发展---- 向高速向高速、、大容量大容量、、控制点多的工业计算机方向发展控制点多的工业计算机方向发展

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

一一 . . 单片机的名称单片机的名称

●● 中央处理器中央处理器 CPU(Central Processing Unit)CPU(Central Processing Unit) 、、

●● 随机存储器随机存储器 RAM(Random Access Memory)RAM(Random Access Memory) 、、

●● 只读存储器只读存储器 (( 存程序存程序 )ROM(Read 0nly Memory))ROM(Read 0nly Memory) 、、

●● 中断系统、中断系统、●● 定时器／计数器定时器／计数器●● II ／／ O(InputO(Input ／／ 0ut—put)0ut—put) 口电路口电路

⑴⑴ 微型计算机的主要部件微型计算机的主要部件 ::

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

一一 . . 单片机的名称单片机的名称

把微型计算机的主要部件把微型计算机的主要部件 ,, 集成在一块芯片上集成在一块芯片上 ,, 构构成成单片微型计算机 SCMC(Single Chip MicroComputer)------- 简称单片机。微控制器 MCU(MicroController Unit)

嵌入式微控制器 EMCU(Embedded MicroController Unit)

⑵ 单片机

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

二二 . . 通用单片机和专用单片机通用单片机和专用单片机●● 单片机分成为通用型和专用型两类。

●● 通用型单片机是一种基本芯片，它的内部资源丰 富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需求。 用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系 统。 ---即通用单片机有一个再设计的过程。

●● 专用型单片机是芯片制造商把程序固化在片内。 --- 用户不可以再设计其他应用的控制系统。

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

三三 . . 单片机与单片机系统单片机与单片机系统●● 单片机是芯片。

●● 单片机系统是由：单片机、时钟电路、复位电路、 外围电路等构成控制系统。

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

四四 . . 单片机应用系统与单片机开发系统单片机应用系统与单片机开发系统●● 单片机系统与控制对象构成应用系统。

●● 开发系统是对开发系统是对单片机系统开发、调试的工具。

① 在线仿真。

②EPROM写入。

§§1.1 1.1 单片机的概念单片机的概念

五五 . . 单片机的程序设计语言和软单片机的程序设计语言和软件件●● 单片机系统只能用机器语言 --- 二进制代码。

●● 开发系统中用开发系统中用机器语言、汇编语言和高级语言。汇编语言和高级语言。

汇编语言汇编语言 ------面向机器语言，与单片机硬件紧密面向机器语言，与单片机硬件紧密 联系，占用联系，占用 ROMROM 小，执行快。小，执行快。例： MOV A， #100 ---- 机器码 74H 64H

§§1.2 1.2 单片机的发展单片机的发展一一 . . 单片机的发展概述单片机的发展概述

●●1971 微处理器研制成功，不久出现了一位单片微 型计算机即单片机。●●76年 Intel 公司 ---8位MCS-48 系列单片机，它以体 积小、控制功能全、价格低。●●80年代初 Intel 公司 --8位MCS-51 系列单片机，它 比 48 系列软、硬件丰富，功能强，兼容性好。●●83年 Intel--16位MCS-96系列单片机，它比 51性能 更好，带 4 或 8 路 10位A/D转换器。●●现在 ---32位—ROM 、 RAM 、更大、速度更快。●●---MCS251 8XC251SC(8位机）。

§§1.2 1.2 单片机的发展单片机的发展

二二 . MCS-51. MCS-51 单片机系列单片机系列

资源 配 置

系列

片内 ROM形式 片内ROM

容量

片内RAM容量

定时器/

计数器

中断源无 RO

MEPRO

MOtpROM

Flash

ROME2PROM

51系列

8031

8051

8751 8951 4KB 128B

2X16 5

52系列

8032

8052

8752 8952 8KB 256B

3X16 6

§§1.2 1.2 单片机的发展单片机的发展三三 .80C51.80C51 单片机系列单片机系列

●● 存储器具有程序存储器保密机制。 以防止应用程序泄密或被复制。

●●CMOS低功耗 8051 的功耗为 630mW， 而 80C51 的功耗只有 120mW（用一粒 钮扣电池就可以工作）。 ●●增强待机和掉电保护两种工作方式。 保证单片机在掉电情况下，能以最低的消耗维持。 ●● 内部程序存储器的容量也越来越大，已有 64 KB

●● 与 8051完全兼容（指令、引脚信号、总线等多方面）

§§1.3 1.3 单片机的应用单片机的应用一一 . . 单片机的应用特点单片机的应用特点

1. 控制系统在线应用 ●● 计算机在控制系统中的离线应用

计算机的离线应用包括对控制系统总体的分析、设计、仿真及建模等工作 ----- 简称控制系统 CAD。---- 微型机或小型机实现。

●● 计算机的在线应用

计算机代替模拟或数字控制电路，成为控制系统、测试系统或信号处理的一个组成部分。

§§1.3 1.3 单片机的应用单片机的应用一一 . . 单片机的应用特点单片机的应用特点

3. 应用现场环境恶劣

2. 软硬件相结合

工业现场的电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温等会影响系统的稳定性。单片机适应环境温度的等级划分：

民用级 工业级 军用级0～+70℃ -40～+85℃ -65～+125℃

设计应用系统是应根据现场温度选择芯片等级。

在设计单片机应用系统时需软硬件统筹考虑。

二二 . . 单片机的单片机的应用领域应用领域1. 工业自动化方面

2.仪器仪表方面

3.家用电器方面

4. 信息和通信产品方面

5.军事装备方面

§§1.3 1.3 单片机的应用单片机的应用

作业练习题作业练习题

P8: P8: 一 一 . 1. 1 、、 44 、、 66

二 二 . 1. 1 、、 22 、、 44 、、 66 、、 99