單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)：第1章概述

1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)基礎(chǔ)課Seminar教學(xué)模式：理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合 研討教學(xué)和自主研學(xué)相結(jié)合課程成績(jī) = 平時(shí)10% +考核50% + 研究報(bào)告20%+ 實(shí)驗(yàn)20%課程教學(xué)模式考試形式第 1周單片機(jī)簡(jiǎn)介及內(nèi)部結(jié)構(gòu)第 3周指令系統(tǒng)匯編語言設(shè)計(jì)（格式）編程舉例（1）第 4周中斷系統(tǒng)（結(jié)構(gòu)、控制寄存器工作過程）第 5周 定時(shí)器與串行口通信（結(jié)構(gòu)、控制寄存器工作過程）第 6周編程舉例（2）（數(shù)據(jù)處理、I/O輸入輸出、中斷定時(shí)器編程應(yīng)用、串行口編程應(yīng)用）第 7周存儲(chǔ)器擴(kuò)展；（外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器）外部接口擴(kuò)展（1）（8255、鍵盤、顯示器、A/D、D/A）第 8周外部接口擴(kuò)展（2）（串行總線、總線擴(kuò)展

2、器）第 9周實(shí)驗(yàn)一.數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)多字節(jié)十進(jìn)制加法實(shí)驗(yàn)第 10周實(shí)驗(yàn)二鍵盤和LED顯示實(shí)驗(yàn)第 11周實(shí)驗(yàn)三 字符型液晶顯示實(shí)驗(yàn)第12周實(shí)驗(yàn)四.D/A,A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 第13周研討教學(xué)(一)第14周研討教學(xué)(二)第15周研討教學(xué)(三)第16周研討教學(xué)(四)及考試第1章 概 述1.1 單片機(jī)的基本概念1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.3 常用單片機(jī)系列介紹1.4 怎樣設(shè)計(jì)、調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)(1) 微型計(jì)算機(jī)：微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、I/O接口電路由總線有機(jī)地連接在一起的整體，稱為微型計(jì)算機(jī)。 (2) 單片機(jī)：將微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、I/O接口電路和相應(yīng)實(shí)時(shí)控制器件集成在一塊芯片上，稱其為單片

3、微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱單片機(jī)。 (3) 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成的系統(tǒng)，稱為微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1.1 單片機(jī)的基本概念圖1.1 微機(jī)組成結(jié)構(gòu)框圖 圖1.2 單片機(jī)組成框圖 （1）CPU數(shù)據(jù)處理功能、計(jì)算速度和精度：浮點(diǎn)運(yùn)算，CPU的振蕩頻率、字長(zhǎng)，串并行處理、多級(jí)高速緩沖等技術(shù)。 （2）內(nèi)存容量、CPU對(duì)數(shù)據(jù)的存取速度： 微機(jī)：多體、并讀技術(shù)和段、也多種管理模式 單片機(jī)：CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫按直接物理地址來尋址存儲(chǔ)器單元 （3）I/O接口：標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)準(zhǔn)外設(shè) 單片機(jī)與微機(jī)構(gòu)造中的主要不同點(diǎn)：1.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用1.2.1 單片機(jī)的特點(diǎn)單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM

4、是嚴(yán)格區(qū)分的。ROM稱為程序 存儲(chǔ)器，只存放程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。(2) 采用面向控制的指令系統(tǒng)。(3) 單片機(jī)的I/O引腳通常是多功能的。(4) 單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力強(qiáng)。1.2.2 單片機(jī)的應(yīng)用 (1) 體積小，成本低，運(yùn)用靈活，易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電一體化。 (2) 面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價(jià)格比。 (3) 抗干擾能力強(qiáng)，適用溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其它類型計(jì)算機(jī)無法比擬的。 (4) 可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制

5、系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。 單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有： (1) 工業(yè)控制。單片機(jī)可以構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。如數(shù)控機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線控制、電機(jī)控制、溫度控制等。 (2) 儀器儀表。如智能儀器、醫(yī)療器械、數(shù)字示波器等。 (3) 計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與智能接口。如圖形終端機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、繪圖儀、磁盤/磁帶機(jī)、智能終端機(jī)等。 (4) 商用產(chǎn)品。如自動(dòng)售貨機(jī)、電子收款機(jī)、電子秤等。 (5) 家用電器。如微波爐、電視機(jī)、空調(diào)、洗衣機(jī)、錄像機(jī)、音響設(shè)備等。1.3 常用單片機(jī)系列介紹1.3.1 MCS系列產(chǎn)品 第一階段(19711976年)：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)展的初級(jí)階段。197

6、1年11月，Intel公司首先設(shè)計(jì)出集成度為2000只晶體管/片的4位微處理器Intel 4004，并配有RAM、ROM和移位寄存器，構(gòu)成了第一臺(tái)MCS-4微處理器。它的推出拉開了單片機(jī)研制的序幕。 第二階段(19761980年)：低性能單片機(jī)階段。這一階段以1976年Intel公司推出的MCS-48系列為代表產(chǎn)品。 第三階段(19801983年)：高性能單片機(jī)階段。這一階段以1980年Intel公司推出的MCS-51系列為代表產(chǎn)品。 第四階段(1983年至今)：16位單片機(jī)階段。這一階段以1983年Intel公司推出的MCS-96系列為代表產(chǎn)品。 MCS-51系列單片機(jī)可分為兩大系列：51子

7、系列和52子系列。表1.1 INTEL主要單片機(jī)系列16bit msp430,PIC24系列32bit 基本都是基于ARM51系列 atmel的網(wǎng)站 1.3.2 MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1工作寄存器區(qū)、特殊功能寄存器SFR2把程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分成兩個(gè)獨(dú)立的地址空間，采用不同的尋址方式，使用兩個(gè)不同的地址指針，PC指向程序存儲(chǔ)器，DPTR指向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3輸入輸出接口引線在程序的控制下都可有第二功能 4.內(nèi)部有一個(gè)全雙工串行口，即可同時(shí)發(fā)送和接收；有兩個(gè)物理上獨(dú)立的接收、發(fā)送緩沖器 ，實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信、分布控制系統(tǒng)。5內(nèi)部有一個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的位處理機(jī)，具有較強(qiáng)的位處理功能1.4 怎樣設(shè)計(jì)、調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 1、設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原理圖根據(jù)功能、技術(shù)指標(biāo)、對(duì)象畫出印制板圖確定芯片、各種元器件、尺寸制作印制板加工廠軟件設(shè)計(jì)：編輯匯編語言、編譯通過硬件設(shè)計(jì)初學(xué)者用protel的升級(jí)版本altium正規(guī)一點(diǎn)的公司用cadence的allegro匯編語言編輯、編譯機(jī)器語言單片機(jī)仿真開發(fā)器PC單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)2、調(diào)試設(shè)計(jì)電路單片機(jī)仿真器必須具有以下基本功能：（1）、能輸入和修改用戶的應(yīng)用程序