單片機(jī)原理與應(yīng)用基于匯編C及混合編程單片機(jī)概述

1、第一章 單片機(jī)概述(i sh)1.1、單片機(jī)的基本概念1.2、單片機(jī)的發(fā)展歷程1.3、8位單片機(jī)的主要系列(xli)1.4、單片機(jī)的應(yīng)用1共三十五頁(yè)課程(kchng)目的 本課程為電子類(lèi)專業(yè)的主干課程，從理論和實(shí)踐兩方面解決計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的多種問(wèn)題。 本課程是在學(xué)生學(xué)完電子技術(shù)類(lèi)基礎(chǔ)課程之后，為加強(qiáng)(jiqing)對(duì)學(xué)生技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)而開(kāi)設(shè)的體現(xiàn)電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合應(yīng)用的綜合性課程。 本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識(shí)與基本技能，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)各主要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法，并了解單片機(jī)在測(cè)量、控制等電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用。初步具備應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行設(shè)備技術(shù)改造、

2、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的能力。2共三十五頁(yè)課程(kchng)的先修課程(kchng)數(shù)字電路、模擬電子(dinz)技術(shù)、計(jì)算機(jī)原理、微機(jī)原理后期訓(xùn)練單片機(jī)課程設(shè)計(jì)深入應(yīng)用電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)。工程應(yīng)用企業(yè)電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)特點(diǎn)要記的多，111條指令，40條引腳的功能和用途，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式。 所以必須經(jīng)常復(fù)習(xí)和練習(xí) 3共三十五頁(yè)1.1 單片機(jī)的基本概念一、什么(shn me)是單片機(jī)單片機(jī)就是單片微型計(jì)算機(jī)(Single-Chip Microcomputer)。 單片機(jī)是把微型計(jì)算機(jī)中的微處理器、存儲(chǔ)器、I/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行接口、中斷系統(tǒng)等電路(dinl)集成在一塊集成電路(dinl)芯片上形

3、成的微型計(jì)算機(jī)。簡(jiǎn)稱為單片機(jī)。 主要特點(diǎn)：體積小、可靠性高。性能價(jià)格比高。使用方便。工藝先進(jìn)。適用于工業(yè)控制、儀器儀表、家電自動(dòng)化、智能化等。4共三十五頁(yè)運(yùn)算器+控制器輸入(shr)設(shè)備輸出設(shè)備(sh ch sh bi)存儲(chǔ)器輸入設(shè)備運(yùn)算器輸出設(shè)備控制器存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件部分通常由五部分組成:5共三十五頁(yè)在單片機(jī)使用上注意(zh y)以下幾個(gè)相互有相同點(diǎn)也有區(qū)別的概念。（1）單板機(jī)：（2）單片機(jī)：（3）多板機(jī)：6共三十五頁(yè)這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常(tngchng)由多塊印刷電路板制成：多板機(jī) 主板顯卡聲卡存儲(chǔ)器接口網(wǎng)卡輸入輸出接口內(nèi)存條CPU7共三十五頁(yè)CPUCPU芯片(xn pin)內(nèi)存條

4、存儲(chǔ)器接口(ji ku)存儲(chǔ)器芯片輸入輸出接口輸入輸出接口芯片定時(shí)計(jì)數(shù)器芯片A/D、D/A芯片單板機(jī) 印 刷 電 路 板8共三十五頁(yè) 單 硅 晶 片 CPU存儲(chǔ)器控制電路定時(shí)器時(shí)鐘(shzhng)電路I / O口單片機(jī)9共三十五頁(yè)典型(dinxng)單片機(jī)產(chǎn)品器件(qjin)廠家美國(guó)：Intel、 Motorola、 Microchip 、Atmel 荷蘭: Philips 德國(guó)：Siemens日本：Nec中國(guó)臺(tái)灣：Winbond、SST中國(guó)大陸：STC10共三十五頁(yè)預(yù)備(ybi)知識(shí)：元器件實(shí)物圖單片機(jī)芯片(xn pin)11共三十五頁(yè)通信(tng xn)芯片MAX232CPE 時(shí)鐘芯片 D

5、S130212共三十五頁(yè)瓷片小電容(dinrng)零壓力(yl)插座萬(wàn)用焊接板13共三十五頁(yè)晶 振電阻(dinz)和排電阻(dinz)14共三十五頁(yè)EEPROM24C02溫度傳感器18B20AD變換器0832穩(wěn)壓(wn y)片78L0515共三十五頁(yè)液晶(yjng)字符顯示屏液晶圖形點(diǎn)陣顯示屏16共三十五頁(yè)撥動(dòng)(b dn)開(kāi)關(guān)17共三十五頁(yè)紅外遙控用 發(fā)射接受(jishu)一體管繼電器18共三十五頁(yè)各類(lèi)接插件19共三十五頁(yè)88二極管點(diǎn)陣(din zhn) 八段數(shù)碼管20共三十五頁(yè)1.2 單片機(jī)的發(fā)展(fzhn)歷程 1.2.1 4位單片機(jī)1.2.2 8位單片機(jī) 1976年9月，美國(guó)Intel公

6、司首先推出了MCS-48系列8位單片機(jī)。 1978年以前(yqin)的8位單片機(jī)，由于集成度的限制，一般都沒(méi)有串行接口，尋址空間小于8KB，性能較低，稱低檔8位單片機(jī)。 1975年美國(guó)德克薩斯儀器公司（TI）首次推出4位單片機(jī)TMS-1000。 價(jià)格便宜，主要用于控制洗衣機(jī)、微波爐等家用電器及高檔電子玩具。 SHARP的SM系列，東芝的TLCS系列等。21共三十五頁(yè) 1978年以后，集成電路水平提高，8位單片機(jī)的尋址能力達(dá)到(d do)了64KB，片內(nèi)帶串行和并行I/O口這類(lèi)單片機(jī)稱為高檔8位單片機(jī)。 INTEL的MCS-51系列等。 近年來(lái)，8位單片機(jī)性能進(jìn)一步提高，有些內(nèi)部還集成了ADC、

7、PWM、WDT等，稱為超8位單片機(jī)。如INTEL的8X252、宏晶公司的STC單片機(jī)等。 8位單片機(jī)主要用于工業(yè)控制、智能接口、儀器儀表等各個(gè)領(lǐng)域。1.2.3 16位單片機(jī) 1983年以后，出現(xiàn)了16位單片機(jī)。內(nèi)部集成了多個(gè)CPU，8KB以上的存儲(chǔ)器，多個(gè)并串口，特殊用途的監(jiān)視定時(shí)器等電路，主要用于高速(o s)復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 INTEL的MCS-96系列等。22共三十五頁(yè)1.2.4 32位單片機(jī) 目前，各個(gè)計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠家已相繼(xingj)推出高性能的32位單片機(jī)產(chǎn)品。包括數(shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)言處理等，英國(guó)ARM公司的ARM嵌入式微處理器應(yīng)用廣泛。 主要應(yīng)用領(lǐng)域：移動(dòng)電話、車(chē)載導(dǎo)航、數(shù)字視頻、游

8、戲機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、電子付費(fèi)終端、智能卡等。1.2.5 64位單片機(jī) 近年來(lái)，各單片機(jī)生產(chǎn)廠家已進(jìn)入更高性能的64位單片機(jī)研制和生產(chǎn)階段(jidun)。如英國(guó)Inmos公司的Transputer T800。 64位單片機(jī)在引擎控制、智能機(jī)器人、磁盤(pán)控制、語(yǔ)音/圖像通信等場(chǎng)合已有應(yīng)用。 23共三十五頁(yè)單片機(jī)技術(shù)(jsh)的發(fā)展 一、片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的發(fā)展單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器（ROM）經(jīng)歷了ROMEPROME2PROMFLASH MEMORY的發(fā)展，容量也由小變大。 二、看門(mén)狗定時(shí)器 單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)由于干擾(gnro)等原因，可能會(huì)出現(xiàn)軟件混亂。 看門(mén)狗電路就是用于在CPU處于軟件混亂時(shí)使系統(tǒng)正常工作的

9、一種恢復(fù)方法。 24共三十五頁(yè) 三、節(jié)電模式 在節(jié)電模式下，CPU和部分(b fen)部件進(jìn)入睡眠狀態(tài)，但片內(nèi)RAM和寄存器等部件保持工作狀態(tài)，以達(dá)到節(jié)能的目的。 四、加強(qiáng)輸入輸出功能 某有些單片機(jī)具備大功率的輸入/輸出接口，可直接驅(qū)動(dòng)熒光顯示器、LCD和LED。 還有一些增加了接口或定時(shí)器的數(shù)量，或者增加了新型的接口。25共三十五頁(yè) 五、單片機(jī)制造工藝提高 半導(dǎo)體制作工藝的提高，使單片機(jī)的體積可以做的更小，時(shí)鐘頻率更高?？梢约筛嗟拇鎯?chǔ)器和部件。降低產(chǎn)品的價(jià)格。 六、在線編程和調(diào)試技術(shù) 一些(yxi)新型的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了在系統(tǒng)編程（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP）功能。26共三十五頁(yè)1.38位

10、單片機(jī)的主要(zhyo)系列目前市場(chǎng)(shchng)上的8位單片機(jī)主要分為以MCS51為內(nèi)核的系列單片機(jī)和非MCS51內(nèi)核的單片機(jī)。其中51內(nèi)核單片機(jī)因開(kāi)發(fā)工具及軟硬件齊全在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。1.3.151內(nèi)核系列單片機(jī)1Intel公司的MCS51系列單片機(jī)2Atmel公司的89系列單片機(jī)3Philips公司的增強(qiáng)型89C51系列單片機(jī)4華邦公司的51內(nèi)核單片機(jī)5宏晶科技公司的51內(nèi)核STC系列單片機(jī)27共三十五頁(yè)1.3.2 非51內(nèi)核(ni h)單片機(jī)1. Motorola的M68HC系列2. Atmel公司的AVR系列3. MicroChip PIC系列及兼容(jin rn)芯片28共三十

11、五頁(yè)1. 智能(zh nn)儀器儀表交直流電壓電流表 單片機(jī)結(jié)合不同類(lèi)型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度(jiod)、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。 采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。數(shù)字式測(cè)角儀1.4 單片機(jī)的應(yīng)用 29共三十五頁(yè)2. 工業(yè)(gngy)控制數(shù)控車(chē)床數(shù)控線切割機(jī)床(jchung) 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 30共三十五頁(yè)3. 醫(yī)用設(shè)備(shbi) 醫(yī)用呼吸機(jī) 各種

12、分析儀 監(jiān)護(hù)儀 超聲診斷設(shè)備 病床呼叫系統(tǒng)(xtng)等等電池分析儀醫(yī)用呼吸機(jī)麻醉信息管理系統(tǒng)31共三十五頁(yè)4. 家用電器(ji yn din q) 智能冰箱、空調(diào) 智能電飯煲 智能食品(shpn)配料機(jī) 現(xiàn)在的家用電器基 本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻設(shè)備、再到 電子秤量設(shè)備，五花八門(mén), 無(wú)所不在。5. 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域 手機(jī)、電話機(jī) 程控交換機(jī) 樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng) 列車(chē)無(wú)線通信 日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng)電話 集群移動(dòng)通信 無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。 可以這樣說(shuō),現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、金融業(yè)等無(wú)處不出現(xiàn)單片機(jī)的身影?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)、生活工作環(huán)境更是離不開(kāi)單

13、片機(jī)。32共三十五頁(yè)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域：測(cè)控系統(tǒng)、智能儀表、智能(zh nn)接口、辦公自動(dòng)化、光機(jī)電一體化設(shè)備、通訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、汽車(chē)電子、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、智能樓宇設(shè)備33共三十五頁(yè)單片機(jī)系統(tǒng)(xtng)硬件部分軟件部分單片機(jī)芯片外圍器件CPU內(nèi)存中斷控制邏輯通用接口運(yùn)算器寄存器組控制器并行I / O口串行UART定時(shí)/計(jì)數(shù)器ADC0809、DAC0832825382518255A、81552764、6264指令系統(tǒng)應(yīng)用程序34共三十五頁(yè)內(nèi)容摘要第一章 單片機(jī)概述。本課程為電子類(lèi)專業(yè)的主干課程，從理論和實(shí)踐兩方面解決計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的多種問(wèn)題。課程的先修課程。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件部分通常由五部分組成:。A/D、D/A。如INTEL的8X252、宏晶公司的STC單