單片機(jī)原理第1章

1、2021/3/231第第1講內(nèi)容提示講內(nèi)容提示單片機(jī)是什么單片機(jī)是什么 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程 2021/3/232本書(shū)內(nèi)容分為上、下兩篇。上篇由本書(shū)內(nèi)容分為上、下兩篇。上篇由17章構(gòu)成章構(gòu)成,討論討論單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容。單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)內(nèi)容。 下篇由下篇由811章構(gòu)成章構(gòu)成,內(nèi)容是關(guān)于單片機(jī)系統(tǒng)總線擴(kuò)內(nèi)容是關(guān)于單片機(jī)系統(tǒng)總線擴(kuò)展與接口電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。展與接口電路設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。 2021/3/2331.1 單片機(jī)是什么單片機(jī)是什么世界上第一臺(tái)單片機(jī)是什么時(shí)間由誰(shuí)研制開(kāi)發(fā)的世界上第一臺(tái)單片機(jī)是什么時(shí)間由誰(shuí)研制開(kāi)發(fā)的?

2、單片機(jī)是計(jì)算機(jī)的一種。由于其特殊的結(jié)構(gòu)單片機(jī)是計(jì)算機(jī)的一種。由于其特殊的結(jié)構(gòu)將將微處理器、存儲(chǔ)器（微處理器、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、某些專用外圍設(shè)備）、某些專用外圍設(shè)備（硬件）及（硬件）及I/O接口等電路集成在一塊芯片上接口等電路集成在一塊芯片上,稱為單片微稱為單片微型計(jì)算機(jī)型計(jì)算機(jī),簡(jiǎn)稱單片機(jī)。世界上第一臺(tái)單片機(jī)是簡(jiǎn)稱單片機(jī)。世界上第一臺(tái)單片機(jī)是Texas儀儀器公司于器公司于1975年研制成功的。年研制成功的。 2021/3/2341.2 單片機(jī)的起源與發(fā)展現(xiàn)狀單片機(jī)的起源與發(fā)展現(xiàn)狀單片機(jī)是從早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中分化出來(lái)的。單片機(jī)是從早期計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中分化出來(lái)的。單片機(jī)是嵌入式微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)大

3、類。單片機(jī)是嵌入式微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)大類。嵌入式計(jì)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的定義是算機(jī)系統(tǒng)的定義是:一種內(nèi)部包含微計(jì)算機(jī)一種內(nèi)部包含微計(jì)算機(jī),用于完成特定用于完成特定任務(wù)的電子系統(tǒng)任務(wù)的電子系統(tǒng),簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。簡(jiǎn)稱嵌入式系統(tǒng)。單片機(jī)也被稱為微控制單元（單片機(jī)也被稱為微控制單元（MCU）。）。 2021/3/2351.3 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 問(wèn)題問(wèn)題:最簡(jiǎn)單的單片機(jī)應(yīng)具備什么最簡(jiǎn)單的單片機(jī)應(yīng)具備什么?（1）中央處理器（）中央處理器（CPU）:包括運(yùn)算器、控制器和包括運(yùn)算器、控制器和內(nèi)部寄存器組內(nèi)部寄存器組;（2）存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器:包括包括ROM和和RAM;（3）定時(shí)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器;（4

4、）輸入、輸出（）輸入、輸出（I/O）接口）接口單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖如圖1-1所示。所示。 2021/3/2362021/3/2371.4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1.4.1.單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的特點(diǎn)根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的要求根據(jù)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的要求,有以下特點(diǎn)有以下特點(diǎn):（1） 集成度高集成度高,體積小體積小,重量輕重量輕,耗能少。耗能少。（2） 面向控制面向控制,功能強(qiáng)功能強(qiáng),具有良好的實(shí)時(shí)性。具有良好的實(shí)時(shí)性。（3） 抗干擾能力強(qiáng)、工作溫度范圍寬、電磁兼容抗干擾能力強(qiáng)、工作溫度范圍寬、電磁兼容性強(qiáng)性強(qiáng),可在惡劣環(huán)境下可靠地工作?？稍趷毫迎h(huán)境下可靠地工作。（4） 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)

5、單、系統(tǒng)擴(kuò)展方便、開(kāi)發(fā)周期短。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)擴(kuò)展方便、開(kāi)發(fā)周期短。（5） 性性/價(jià)比高價(jià)比高,成本低于某些專用接口芯片。成本低于某些專用接口芯片。 2021/3/2381.4.2單片機(jī)的應(yīng)用范圍單片機(jī)的應(yīng)用范圍 1 工業(yè)過(guò)程控制工業(yè)過(guò)程控制借助借助I/O接口多接口多,位操作指令豐富位操作指令豐富,邏輯功能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)邏輯功能強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),單片機(jī)特別適用于工業(yè)過(guò)程控制單片機(jī)特別適用于工業(yè)過(guò)程控制,且開(kāi)發(fā)周期短。且開(kāi)發(fā)周期短。2021/3/239 2 智能儀表智能儀表單片機(jī)體積小、功耗低、適應(yīng)能力及抗干擾能力強(qiáng)單片機(jī)體積小、功耗低、適應(yīng)能力及抗干擾能力強(qiáng),足夠的運(yùn)算能力和運(yùn)算速度足夠的運(yùn)算能力和運(yùn)算速度,

6、正在將傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表向數(shù)正在將傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表向數(shù)字化智能儀表方向轉(zhuǎn)變。字化智能儀表方向轉(zhuǎn)變。3 機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體,具有智能特征的產(chǎn)品。是具有智能特征的產(chǎn)品。是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向機(jī)械工業(yè)發(fā)展的方向,單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合,使使機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化。2021/3/2310 4 汽車交通業(yè)汽車交通業(yè)單片機(jī)對(duì)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展起了具大的推動(dòng)作用。單片機(jī)對(duì)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展起了具大的推動(dòng)作用

7、。在在道路交通控制方面道路交通控制方面,單片機(jī)在重多交通設(shè)施中起核心作用。單片機(jī)在重多交通設(shè)施中起核心作用。如交通信號(hào)控制器、智能交通信號(hào)器、倒計(jì)時(shí)器、交通流如交通信號(hào)控制器、智能交通信號(hào)器、倒計(jì)時(shí)器、交通流量檢測(cè)器等。在汽車制造業(yè)量檢測(cè)器等。在汽車制造業(yè),現(xiàn)代汽車中采用單片機(jī)的智現(xiàn)代汽車中采用單片機(jī)的智能模塊愈來(lái)愈多能模塊愈來(lái)愈多,ABS、EBD等相繼走向?qū)嵱谩５认嗬^走向?qū)嵱谩?2021/3/23115 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信技術(shù)現(xiàn)代實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制系統(tǒng)都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)?，F(xiàn)代實(shí)時(shí)檢測(cè)、控制系統(tǒng)都離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)。由于系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)龐大由于系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)龐大,而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)又由

8、微型計(jì)算機(jī)而每一個(gè)節(jié)點(diǎn)又由微型計(jì)算機(jī)（多數(shù)是單片機(jī)或（多數(shù)是單片機(jī)或PLC）為核心的智能系統(tǒng)為核心的智能系統(tǒng),為在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)為在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用創(chuàng)造了條件。用創(chuàng)造了條件。2021/3/23126 家用電器家用電器由于單片機(jī)控制功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低由于單片機(jī)控制功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格低,廣泛用于廣泛用于家用電器。例如家用電器。例如?。由于該領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模大。由于該領(lǐng)域生產(chǎn)規(guī)模大,前途廣泛。前途廣泛。2021/3/23131.4.3 單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī)的加工對(duì)象就是計(jì)算機(jī)的加工對(duì)象就是,也只有是數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被也只有是數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被安排在不同類型的存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中的全部

9、信息安排在不同類型的存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中的全部信息,包括包括程序代碼、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都需保存和記憶。程序代碼、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都需保存和記憶。并隨時(shí)更新和取出使用。有了存儲(chǔ)器并隨時(shí)更新和取出使用。有了存儲(chǔ)器,計(jì)算機(jī)才有記憶功計(jì)算機(jī)才有記憶功能能,才能正常工作。才能正常工作。 2021/3/2314存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器單元及地址、地址中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器單元及地址、地址中的數(shù)據(jù)及它們及它們之間的關(guān)系之間的關(guān)系:存儲(chǔ)器（存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備,用用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器的容量是以字節(jié)（存儲(chǔ)器的容量是以字節(jié)（Byt

10、e記為記為B）作為計(jì)量單）作為計(jì)量單位的位的,如如128B、64KB、1GB等等,字節(jié)是存儲(chǔ)器的基本單元字節(jié)是存儲(chǔ)器的基本單元,就象學(xué)生生活區(qū)以宿舍為單元一樣。注意字節(jié)與位（就象學(xué)生生活區(qū)以宿舍為單元一樣。注意字節(jié)與位（bit）相區(qū)別相區(qū)別,1字節(jié)由字節(jié)由8個(gè)二進(jìn)制位組成個(gè)二進(jìn)制位組成,即即1B = 8b（bit）。這）。這與與1個(gè)宿舍住個(gè)宿舍住8個(gè)人一樣。個(gè)人一樣。 2021/3/2315常用的幾類存儲(chǔ)器有常用的幾類存儲(chǔ)器有: 1程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器:特點(diǎn)是特點(diǎn)是“只讀不寫(xiě)只讀不寫(xiě)”,掉電后數(shù)據(jù)不丟失掉電后數(shù)據(jù)不丟失,數(shù)數(shù)據(jù)一般可保護(hù)據(jù)一般可保護(hù)10年以上。只讀存儲(chǔ)器分類如下年以上。只讀存儲(chǔ)

11、器分類如下:（1）ROM:程序由廠家在出廠時(shí)固化程序由廠家在出廠時(shí)固化,用戶不能再改寫(xiě)用戶不能再改寫(xiě),如如8051單片機(jī)自帶單片機(jī)自帶4KROM。（2）OTP:只能寫(xiě)入一次的程序存儲(chǔ)器只能寫(xiě)入一次的程序存儲(chǔ)器,僅有一次僅有一次,之后不能之后不能再改寫(xiě)。再改寫(xiě)。 （3）EPROM:可通過(guò)紫外線擦除后反復(fù)改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器。可通過(guò)紫外線擦除后反復(fù)改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器。如如8751自帶自帶4K的的EPROM。（4）FLASH:可通過(guò)編程電壓帶電擦除可通過(guò)編程電壓帶電擦除,再改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)再改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器。擦寫(xiě)次數(shù)在器。擦寫(xiě)次數(shù)在5萬(wàn)次以上萬(wàn)次以上,使用方便。正在取代使用方便。正在取代EPROM。 202

12、1/3/23161.4.3 單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器 2隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器單片機(jī)在工作時(shí)單片機(jī)在工作時(shí),需要一定的存儲(chǔ)器空間來(lái)存放臨時(shí)需要一定的存儲(chǔ)器空間來(lái)存放臨時(shí)數(shù)據(jù)。這類存儲(chǔ)器我們稱之為隨機(jī)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)。這類存儲(chǔ)器我們稱之為隨機(jī)存儲(chǔ)器,簡(jiǎn)寫(xiě)為簡(jiǎn)寫(xiě)為RAM。RAM的一個(gè)特點(diǎn)就是掉電后數(shù)據(jù)自然丟失。的一個(gè)特點(diǎn)就是掉電后數(shù)據(jù)自然丟失。 2021/3/23171.4.3 單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器單片機(jī)中常用的幾類存儲(chǔ)器 3非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器具有具有RAM的可讀的可讀/寫(xiě)功能寫(xiě)功能,同時(shí)又具有程序存儲(chǔ)器同時(shí)又具有程序存儲(chǔ)器“掉電不丟失性掉電不丟失性”

13、特性的這類存儲(chǔ)器特性的這類存儲(chǔ)器,稱為非易失性數(shù)據(jù)稱為非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器。這類存儲(chǔ)器這類存儲(chǔ)器,用于存放單片機(jī)系統(tǒng)參數(shù)或工作信息等用于存放單片機(jī)系統(tǒng)參數(shù)或工作信息等經(jīng)常需要在單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中改變的數(shù)據(jù)。經(jīng)常需要在單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中改變的數(shù)據(jù)。 2021/3/23181.4.4 單片機(jī)的幾個(gè)概念單片機(jī)的幾個(gè)概念單片機(jī)內(nèi)部的單片機(jī)內(nèi)部的CPU是在時(shí)鐘作用下有節(jié)律地工作的。是在時(shí)鐘作用下有節(jié)律地工作的。時(shí)鐘是時(shí)鐘是CPU的心臟。的心臟。（1）時(shí)鐘（振蕩）周期）時(shí)鐘（振蕩）周期指單片機(jī)內(nèi)部指單片機(jī)內(nèi)部振蕩源信號(hào)振蕩源信號(hào)的周期的周期,或外部時(shí)鐘方式下或外部時(shí)鐘方式下在在XTAL1引腳上輸入的時(shí)鐘

14、信號(hào)的周期引腳上輸入的時(shí)鐘信號(hào)的周期。2021/3/2319（2）狀態(tài)周期）狀態(tài)周期又稱又稱S周期。是周期。是CPU工作的節(jié)拍。其周期是振蕩周工作的節(jié)拍。其周期是振蕩周期的兩倍。狀態(tài)周期分兩個(gè)節(jié)拍期的兩倍。狀態(tài)周期分兩個(gè)節(jié)拍,即即P1和和P2節(jié)拍節(jié)拍,每個(gè)節(jié)拍每個(gè)節(jié)拍的周期即為振蕩周期。的周期即為振蕩周期。（3）機(jī)器周期）機(jī)器周期是標(biāo)準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)51指令執(zhí)行時(shí)間的基本單位。指令執(zhí)行時(shí)間的基本單位。一個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期由由6個(gè)狀態(tài)周期或個(gè)狀態(tài)周期或12個(gè)振蕩周期組成。個(gè)振蕩周期組成。2021/3/2320（4）指令周期）指令周期是指是指CPU執(zhí)行一條指令所占用的全部時(shí)間。執(zhí)行一條指令所占用的全部

15、時(shí)間。51指令指令系統(tǒng)共有系統(tǒng)共有111條條,按執(zhí)行的時(shí)間分按執(zhí)行的時(shí)間分,單周期指令有單周期指令有64條條,雙周雙周期指令有期指令有45條條,只有乘、除只有乘、除2條指令為條指令為4周期周期。在。在12MHz時(shí)時(shí)鐘條件下鐘條件下,執(zhí)行時(shí)間分別為執(zhí)行時(shí)間分別為1s、2s、4s。2021/3/2321機(jī)器周期簡(jiǎn)單實(shí)用的計(jì)算方法機(jī)器周期簡(jiǎn)單實(shí)用的計(jì)算方法:標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)51的機(jī)器周期是的機(jī)器周期是時(shí)鐘周期的時(shí)鐘周期的12倍倍,設(shè)你設(shè)計(jì)的設(shè)你設(shè)計(jì)的51機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為fosc,則則利用下式可快速計(jì)算出該利用下式可快速計(jì)算出該51機(jī)的機(jī)器周期。機(jī)的機(jī)器周期。 例如例如,當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),代入上式代

16、入上式,可得可得:11.0592MHzfOSC1.085.11.059212(MHz)f12(sTOSCm)(1212)(MHzfTsTOSCfoscm2021/3/2322注注:式式只適用于計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)只適用于計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)單片機(jī),即機(jī)器周期是即機(jī)器周期是12個(gè)時(shí)鐘個(gè)時(shí)鐘周期的周期的51機(jī)的機(jī)器周期。機(jī)的機(jī)器周期。 )MHz(f12)s(TOSCm 2021/3/23231.4.5 51系列單片機(jī)的發(fā)展系列單片機(jī)的發(fā)展 三次革命性變革三次革命性變革:一是一是ATMEL公司率先公司率先推出推出FLASH存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器的51單片單片機(jī)機(jī),使內(nèi)嵌、廉價(jià)、可反復(fù)改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器型單片機(jī)成使內(nèi)嵌、廉價(jià)

17、、可反復(fù)改寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器型單片機(jī)成為現(xiàn)實(shí)為現(xiàn)實(shí),大幅度縮短了大幅度縮短了51機(jī)的開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。機(jī)的開(kāi)發(fā)時(shí)間和成本。二是二是51機(jī)的機(jī)的C編譯調(diào)試軟件編譯調(diào)試軟件C51的出現(xiàn)的出現(xiàn),使使51機(jī)在我機(jī)在我國(guó)迅速推廣。國(guó)迅速推廣。三是持續(xù)至今的三是持續(xù)至今的增強(qiáng)型增強(qiáng)型51機(jī)的問(wèn)世機(jī)的問(wèn)世。 2021/3/23241Philips公司系列單片機(jī)公司系列單片機(jī)Philips公司高檔產(chǎn)品有公司高檔產(chǎn)品有P8XC591,在標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)51的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上增加的功能有上增加的功能有:內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和RAM容量均有較大增加。容量均有較大增加。芯片功能和片內(nèi)外設(shè)模塊大幅度增加芯片功能和片內(nèi)外設(shè)模塊

18、大幅度增加,包括包括:A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器換器,CAN控制器、監(jiān)視定時(shí)器控制器、監(jiān)視定時(shí)器T3、32字節(jié)加密陣列、四字節(jié)加密陣列、四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)個(gè)中斷優(yōu)先級(jí),15個(gè)中斷源（標(biāo)準(zhǔn)個(gè)中斷源（標(biāo)準(zhǔn)51為為5個(gè)）、電源控制模個(gè)）、電源控制模式式:時(shí)鐘可停止和恢復(fù)時(shí)鐘可停止和恢復(fù);空閑模式空閑模式;掉電模式、雙掉電模式、雙DPTR、在、在線仿真功能等。線仿真功能等。 2021/3/23252T89C51CC01單片機(jī)單片機(jī)ATMEL公司產(chǎn)品公司產(chǎn)品,在標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)51的基礎(chǔ)上增加的功能有的基礎(chǔ)上增加的功能有:內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和RAM容量均有較大增加。并有容量均有較大增加。并有2K片內(nèi)片內(nèi)EEPRO

19、M。芯片功能和片內(nèi)外設(shè)模塊大幅度增加芯片功能和片內(nèi)外設(shè)模塊大幅度增加,包括包括:A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器,CAN控制器、控制器、21位監(jiān)視定時(shí)器（位監(jiān)視定時(shí)器（WDT）、可選的）、可選的12時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期/機(jī)器周期機(jī)器周期和雙倍速方式、四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)和雙倍速方式、四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí),14個(gè)中斷源、電源控制模式個(gè)中斷源、電源控制模式:時(shí)鐘時(shí)鐘可停止和恢復(fù)可停止和恢復(fù);空閑模式空閑模式;掉電模式、雙掉電模式、雙DPTR、軟件復(fù)位、上電檢、軟件復(fù)位、上電檢測(cè)復(fù)位、在線仿真功能、測(cè)復(fù)位、在線仿真功能、5通道通道16位可編程計(jì)數(shù)陣列位可編程計(jì)數(shù)陣列, PWM、高速、高速輸出、時(shí)間和邊沿捕捉等。輸出、時(shí)間和邊沿捕

20、捉等。 2021/3/23263C8051F系列單片機(jī)系列單片機(jī)C8051F系列單片機(jī)是美國(guó)系列單片機(jī)是美國(guó)Silabs公司的產(chǎn)品公司的產(chǎn)品,功能強(qiáng)大。功能強(qiáng)大。采用流水線結(jié)構(gòu)采用流水線結(jié)構(gòu),廢除了機(jī)器周期的概念廢除了機(jī)器周期的概念,指令以時(shí)鐘周期為指令以時(shí)鐘周期為運(yùn)行單位運(yùn)行單位,70%的指令為的指令為12個(gè)時(shí)鐘周期。在相同的時(shí)鐘下個(gè)時(shí)鐘周期。在相同的時(shí)鐘下,運(yùn)行速度運(yùn)行速度比標(biāo)準(zhǔn)比標(biāo)準(zhǔn)51提高了近提高了近10倍。倍。內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和RAM容量均有較大增加。容量均有較大增加。芯片功能包括芯片功能包括:A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器,CAN控制器、控制器、12位位D/A轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、多個(gè)

21、時(shí)鐘源多個(gè)時(shí)鐘源,且時(shí)鐘頻率可編程、雙異步串口、且時(shí)鐘頻率可編程、雙異步串口、WDT、多種復(fù)位方、多種復(fù)位方式、集成式、集成SPI、I2C、USB等各種接口模塊、可編程計(jì)數(shù)陣列、在線等各種接口模塊、可編程計(jì)數(shù)陣列、在線仿真功能等。仿真功能等。 2021/3/23274CC2430/2431單片機(jī)單片機(jī)是是Chipcon公司的嵌入式片上系統(tǒng)。它支持公司的嵌入式片上系統(tǒng)。它支持2.4GHz IEEE802.15.4/ZigBee協(xié)議。（協(xié)議。（Zigbee是一種新興的短距是一種新興的短距離、低速率的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。）離、低速率的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。）主要特點(diǎn)主要特點(diǎn):8051內(nèi)核內(nèi)嵌內(nèi)核內(nèi)嵌2.4GHz

22、IEEE802.15.4RF收發(fā)器收發(fā)器,并極高的接收靈敏度和抗干擾能力。是無(wú)線通信并極高的接收靈敏度和抗干擾能力。是無(wú)線通信領(lǐng)域首選的單片機(jī)。領(lǐng)域首選的單片機(jī)。 2021/3/23285W7100單片機(jī)單片機(jī)W7100是是WIZnet HK Ltd公司一款功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)公司一款功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)微處理器。它內(nèi)嵌了一個(gè)硬件的微處理器。它內(nèi)嵌了一個(gè)硬件的TCP/IP內(nèi)核。其是是一內(nèi)核。其是是一個(gè)速率優(yōu)化的、與個(gè)速率優(yōu)化的、與51兼容的兼容的8位嵌入式控制器位嵌入式控制器,使用片內(nèi)存使用片內(nèi)存儲(chǔ)器高速運(yùn)行。硬件的儲(chǔ)器高速運(yùn)行。硬件的TCP/IP協(xié)議棧支持協(xié)議棧支持TCP、UDP、IPv4、ICMP、A

23、RP、IGMP和和PPPoE。2021/3/23296STC系列單片機(jī)系列單片機(jī)我國(guó)宏晶科技的增強(qiáng)型我國(guó)宏晶科技的增強(qiáng)型51機(jī)產(chǎn)品。有機(jī)產(chǎn)品。有STC90及及STC10、11、12、15等系列單片機(jī)等系列單片機(jī),其中其中STC10、11、12、15等等1T系列單片機(jī)廢系列單片機(jī)廢除了機(jī)器周期的概念除了機(jī)器周期的概念,指令以時(shí)鐘周期為單位指令以時(shí)鐘周期為單位,大部分指令為大部分指令為12個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)鐘周期。在相同的時(shí)鐘下鐘周期。在相同的時(shí)鐘下,運(yùn)行速度比標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度比標(biāo)準(zhǔn)51提高了近提高了近612倍。倍。STC系列有多種配置產(chǎn)品系列有多種配置產(chǎn)品,價(jià)格低、性能穩(wěn)定價(jià)格低、性能穩(wěn)定,是我國(guó)是我國(guó)15系

24、列系列單片機(jī)的主流產(chǎn)品。單片機(jī)的主流產(chǎn)品。增強(qiáng)型增強(qiáng)型51單片機(jī)種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是本書(shū)介紹的幾種單片機(jī)種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是本書(shū)介紹的幾種,需要選用單需要選用單片機(jī)時(shí)片機(jī)時(shí),請(qǐng)注意收集各種單片機(jī)產(chǎn)品資料請(qǐng)注意收集各種單片機(jī)產(chǎn)品資料,以期獲得最佳的選擇。以期獲得最佳的選擇。 2021/3/23301.5 單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程1.5.1單片機(jī)選型要點(diǎn)單片機(jī)選型要點(diǎn)系統(tǒng)性能是單片機(jī)選型的首要因素。選型不當(dāng)系統(tǒng)性能是單片機(jī)選型的首要因素。選型不當(dāng),可能可能造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗造成系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗,至少是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不佳。至少是系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)不佳。從系統(tǒng)的任務(wù)看從系統(tǒng)的任務(wù)看,根據(jù)應(yīng)用體會(huì)和工程經(jīng)驗(yàn)根據(jù)應(yīng)用體

25、會(huì)和工程經(jīng)驗(yàn),建議單建議單片機(jī)選型應(yīng)從以下幾方面考慮片機(jī)選型應(yīng)從以下幾方面考慮:（1）單片機(jī)的資源）單片機(jī)的資源,如如I/O口、定時(shí)器、中斷源的數(shù)口、定時(shí)器、中斷源的數(shù)目目,串行口的數(shù)目與等串行口的數(shù)目與等,原則是原則是:滿足不需外擴(kuò)資源能滿足系滿足不需外擴(kuò)資源能滿足系統(tǒng)需求者優(yōu)先。統(tǒng)需求者優(yōu)先。2021/3/2331 （2）開(kāi)發(fā)周期最短原則）開(kāi)發(fā)周期最短原則:是否可用高級(jí)語(yǔ)言編程是否可用高級(jí)語(yǔ)言編程?設(shè)計(jì)者對(duì)該型單片機(jī)的硬件與軟件是否較熟設(shè)計(jì)者對(duì)該型單片機(jī)的硬件與軟件是否較熟?有無(wú)產(chǎn)品開(kāi)有無(wú)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)等。在同等條件下選用自己最拿手的一款單片發(fā)成功經(jīng)驗(yàn)等。在同等條件下選用自己最拿手的一款

26、單片機(jī)機(jī),可大幅度縮短開(kāi)發(fā)周期?？纱蠓瓤s短開(kāi)發(fā)周期。（3）價(jià)格、封裝形式、體積、貨源、性價(jià)比等）價(jià)格、封裝形式、體積、貨源、性價(jià)比等。它。它們關(guān)系到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和在市場(chǎng)中的優(yōu)勢(shì)。們關(guān)系到產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和在市場(chǎng)中的優(yōu)勢(shì)。 2021/3/23321.5.2單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程1系統(tǒng)規(guī)劃系統(tǒng)規(guī)劃對(duì)系統(tǒng)功能、技術(shù)指標(biāo)、工作形式、應(yīng)用條件和使用、操作對(duì)系統(tǒng)功能、技術(shù)指標(biāo)、工作形式、應(yīng)用條件和使用、操作方法、產(chǎn)品尺寸外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品加工、升級(jí)與維方法、產(chǎn)品尺寸外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品加工、升級(jí)與維護(hù)等一系列問(wèn)題的定義與設(shè)計(jì)工作。該階段產(chǎn)生出的各類文件護(hù)等一系列問(wèn)題的

27、定義與設(shè)計(jì)工作。該階段產(chǎn)生出的各類文件,將將成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、驗(yàn)收、生產(chǎn)的指南和依據(jù)。成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、驗(yàn)收、生產(chǎn)的指南和依據(jù)。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)針對(duì)系統(tǒng)功能、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品尺寸外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)針對(duì)系統(tǒng)功能、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)品尺寸外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并制作出實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的電路板并制作出實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的電路板,稱為目標(biāo)板。稱為目標(biāo)板。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)、功能和技術(shù)指標(biāo)、針對(duì)控制對(duì)象根據(jù)系統(tǒng)任務(wù)、功能和技術(shù)指標(biāo)、針對(duì)控制對(duì)象,設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)程序流程圖、編寫(xiě)控制程序。流程圖、編寫(xiě)控制程序。 2021/3/23334系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試（1）硬件調(diào)試）硬件調(diào)試:排除系統(tǒng)硬件故障排除系統(tǒng)硬件故

28、障,如電路板制作的如電路板制作的質(zhì)量和電路設(shè)計(jì)的缺陷甚至錯(cuò)誤、直到確認(rèn)系統(tǒng)上所有器質(zhì)量和電路設(shè)計(jì)的缺陷甚至錯(cuò)誤、直到確認(rèn)系統(tǒng)上所有器件均能正常工作為止。件均能正常工作為止。（2）軟硬件聯(lián)合調(diào)試）軟硬件聯(lián)合調(diào)試:包括系統(tǒng)中各器件的驅(qū)動(dòng)程包括系統(tǒng)中各器件的驅(qū)動(dòng)程序的調(diào)試和各種功能程序序的調(diào)試和各種功能程序,如定時(shí)、中斷、通信、數(shù)據(jù)處如定時(shí)、中斷、通信、數(shù)據(jù)處理等程序的調(diào)試?yán)淼瘸绦虻恼{(diào)試,最后將它們合并成為完整程序最后將它們合并成為完整程序,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所有功能并達(dá)到種類技術(shù)指標(biāo)。所有功能并達(dá)到種類技術(shù)指標(biāo)。 2021/3/23345系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化觀察系統(tǒng)運(yùn)行效果觀察系統(tǒng)運(yùn)行效果,找出系統(tǒng)缺陷

29、和不足找出系統(tǒng)缺陷和不足,通過(guò)軟、通過(guò)軟、硬件的良好配合硬件的良好配合,優(yōu)化系統(tǒng)工作的效率和質(zhì)量?jī)?yōu)化系統(tǒng)工作的效率和質(zhì)量,在提高系統(tǒng)在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性方面下功夫。的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性方面下功夫。6產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段完成對(duì)所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品對(duì)所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品,要求精益求精要求精益求精,反復(fù)修改反復(fù)修改,使之不斷使之不斷完善。但事情總有完成的一天完善。但事情總有完成的一天,且說(shuō)是階段性完成吧且說(shuō)是階段性完成吧! 2021/3/23351.6 必備的基礎(chǔ)知識(shí)、軟、硬件條件與能力必備的基礎(chǔ)知識(shí)、軟、硬件條件與能力1意識(shí)和知識(shí)意識(shí)和知識(shí)（1）工程意識(shí)）工程意識(shí):逐漸養(yǎng)成系統(tǒng)規(guī)劃習(xí)慣逐

30、漸養(yǎng)成系統(tǒng)規(guī)劃習(xí)慣,在學(xué)校期間在學(xué)校期間,課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、種類電子比賽都是學(xué)習(xí)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、種類電子比賽都是學(xué)習(xí)和積累經(jīng)驗(yàn)環(huán)節(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)環(huán)節(jié),以上實(shí)踐環(huán)節(jié)是工程意識(shí)的建立和深化以上實(shí)踐環(huán)節(jié)是工程意識(shí)的建立和深化的動(dòng)力。的動(dòng)力。 2021/3/2336（2）專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)）專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)需要數(shù)學(xué)、物理、模擬和數(shù)字電系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)需要數(shù)學(xué)、物理、模擬和數(shù)字電子技術(shù)、子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)的支撐。語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等專業(yè)基礎(chǔ)的支撐。單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)將為專業(yè)知識(shí)找到用武之地單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)將為專業(yè)知識(shí)找到用武之地,使專業(yè)使專業(yè)知識(shí)得到鞏固和提高知識(shí)得到鞏固和

31、提高;反過(guò)來(lái)反過(guò)來(lái),專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),又將在單片機(jī)又將在單片機(jī)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中為你提供強(qiáng)有力的支持。這種雙贏的關(guān)系的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中為你提供強(qiáng)有力的支持。這種雙贏的關(guān)系,單片機(jī)比任何一門(mén)學(xué)科表現(xiàn)得更顯著、更自然。單片機(jī)比任何一門(mén)學(xué)科表現(xiàn)得更顯著、更自然。有一點(diǎn)是需要自己把握的有一點(diǎn)是需要自己把握的,這就是學(xué)習(xí)單片機(jī)的決心這就是學(xué)習(xí)單片機(jī)的決心和信心。和信心。 2021/3/23372所需的能力所需的能力系統(tǒng)工作對(duì)象為物理實(shí)體系統(tǒng)工作對(duì)象為物理實(shí)體,而程序則用抽象的編程語(yǔ)而程序則用抽象的編程語(yǔ)言描述。所以言描述。所以,學(xué)用單片機(jī)學(xué)用單片機(jī),需要實(shí)際動(dòng)手和抽象思維兩方需要實(shí)際動(dòng)手和抽象思維兩方面的能力。概括起來(lái)包括面的能力。概括起來(lái)包括:（1）電路板設(shè)計(jì)、焊接、測(cè)試等經(jīng)常性動(dòng)手能力。）電路板設(shè)計(jì)、焊接、測(cè)試等經(jīng)常性動(dòng)手能