嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用：第1講 MCS-51概述

1、1嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用2課程結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用MCS-51*建立單片機(jī)的基本概念*熟練掌握8位機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)*CPU替代方式仿真*5個(gè)實(shí)驗(yàn)MSP430F6638*了解JTAG方式仿真調(diào)試*1個(gè)實(shí)驗(yàn)ARM*32位機(jī)的體系結(jié)構(gòu)*嵌入式操作系統(tǒng)的概念*系統(tǒng)開發(fā)的基本過程*3個(gè)實(shí)驗(yàn)3課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)MCS-51MSP430F6638完備的嵌入式系統(tǒng)ARMc/OS-II操作系統(tǒng)C語言4課程安排理論課:講述基本原理、結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，授課學(xué)時(shí)安排 MCS-51 20學(xué)時(shí) MSP430 2學(xué)時(shí) ARM7TDMI 8學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課:根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求自己完成教材：單片機(jī)原理及應(yīng)用 張毅剛 主編 新編MCS-5

2、1單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) 張毅剛 講義2冊(cè)（包括MSP430、ARM體系結(jié)構(gòu)及嵌入式操作系統(tǒng)簡單 介紹、仿真調(diào)試軟件使用、 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書）參考書：MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 何立民 MSP430單片機(jī)原理及應(yīng)用 任寶宏 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用 田澤 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)c/OS-II 邵貝貝譯 5課程目的及要求本課程特點(diǎn)是實(shí)踐性強(qiáng)。掌握軟件編程和硬件電路設(shè)計(jì)的方法，能夠進(jìn)行簡單的51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試工作。了解嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的過程。30課時(shí)講課，時(shí)間比較少，希望大家做好預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)的工作。實(shí)驗(yàn)9次，另外實(shí)驗(yàn)考核1次。要重視實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績占考核成績的40%。6MCS-51部分主要內(nèi)容MCS-51的基

3、本硬件結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)：指令系統(tǒng)、匯編程序的編制定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行口中斷系統(tǒng)存儲(chǔ)器擴(kuò)展：程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口設(shè)計(jì)：擴(kuò)展I/O、AD/DA、鍵盤顯示等7第1講 MCS-51概述讓我們開始！8主要內(nèi)容單片機(jī)的概念單片機(jī)發(fā)展歷史應(yīng)用特點(diǎn)典型的單片機(jī)產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)開發(fā)條件硬件設(shè)計(jì)概述9單片機(jī)的概念單片機(jī)是電子計(jì)算機(jī)的一種。電子計(jì)算機(jī)是科技發(fā)展的產(chǎn)物。計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展歸功于半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展。計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)微型化巨型化網(wǎng)絡(luò)化智能模擬化10微型機(jī)的概念微型機(jī)是由大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路等組成，具有功能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)可靠性高等特點(diǎn)。微型機(jī)中包括一片主要的集成電路中央處理器（CPU），還包括存儲(chǔ)

4、器、通用或?qū)Ｓ肐/O接口電路等。它分單片微機(jī)、單板機(jī)（筆記本、臺(tái)式機(jī)）。11單片機(jī)的概念將組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM、EPROM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口、I/O接口電路等集成在一塊集成電路芯片中，從而構(gòu)成完整的微型計(jì)算機(jī)。稱之為單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)，或稱微控制器（MCU）。12單片機(jī)的分類按用途分類： 通用型：將可開發(fā)的資源（ROM、RAM、 I/O、 EPROM）等全部提供給用戶。 專用型：其硬件及指令是按照某種特定用途而 設(shè)計(jì)，例如錄音機(jī)機(jī)芯控制器、打印 機(jī)控制器、電機(jī)控制器等。按其基本操作處理的數(shù)據(jù)位數(shù)分類： 1位、4位、8位、16位、

5、32位13單片機(jī)的發(fā)展歷史初級(jí)階段（19741976）兩片集成芯片（集成工藝限制） 仙童F8低性能階段（19761978） INTER MCS-48高性能階段（1978 至今）MCS51更高性能階段（1983 至今） 多種機(jī)型并行發(fā)展 8位：ST7系列 16位：MCS96系列MSP430系列 32位：ARM7、68332等148位單片機(jī)是工業(yè)檢測(cè)、控制應(yīng)用的主力軍單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，通用型單片機(jī)大約有50多個(gè)系列，400多個(gè)品種，單片機(jī)的產(chǎn)品已占整個(gè)微機(jī)（包括一般的微處理器）產(chǎn)品的80%以上，其中8位機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)單片機(jī)市場(chǎng)的60%。15單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)的特點(diǎn)體積?。夯竟δ懿考M足要求可

6、靠性高：總線大多在內(nèi)部，屏蔽好，易于提高電磁屏蔽性；適用溫度范圍寬（民品、工業(yè)品、軍品）功能強(qiáng)：實(shí)時(shí)響應(yīng)速度快；可對(duì)I/O口直接操作使用方便：易擴(kuò)展，硬件設(shè)計(jì)簡單，容易組成不同規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)；提供開發(fā)工具資料性價(jià)比高：電路板小；接插件少易產(chǎn)品化：研制周期短16應(yīng)用特點(diǎn)： 量大面廣工業(yè)自動(dòng)化：機(jī)器人技術(shù)、過程控制、數(shù)據(jù)采集智能儀表：測(cè)量儀實(shí)時(shí)控制：汽車內(nèi)各種儀表及控制單元消費(fèi)類電子產(chǎn)品：空調(diào)、手機(jī)、洗衣機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信：通信協(xié)議集成計(jì)算機(jī)終端及外設(shè)：鍵盤、打印機(jī)武器裝備：多機(jī)分布式系統(tǒng)：多個(gè)單片機(jī)構(gòu)成提示單片機(jī)的出現(xiàn)使得電路設(shè)計(jì)簡單化單片機(jī)的應(yīng)用17典型單片機(jī)產(chǎn)品器件廠家美國：Intel 、Motor

7、ola、 Microchip 、Atmel、TI 荷蘭: Philips 德國： Siemens日本：Nec18單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)性能不斷提高CPU功能增強(qiáng)：提高運(yùn)算速度，提高實(shí)時(shí)性，簡化與外圍器件的連接內(nèi)部資源增多：A/D、D/A、存儲(chǔ)器EEPROM、flash存儲(chǔ)器，而且存儲(chǔ)器容量顯著增加。片內(nèi)I/O改進(jìn)：驅(qū)動(dòng)能力，位處理能力，網(wǎng)絡(luò)接口低功耗：CMOS化19MCS-51單片機(jī)的主要產(chǎn)品 根據(jù)51單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器的類型不同，MCS-51單片機(jī)可分為以下幾個(gè)基本型：無ROM型 ：8031ROM型：8051EPROM型：8751Flash 存儲(chǔ)器型：8951 增強(qiáng)型：8032/8052/8752/8952/C8051FMCS-51系列MCU是我國使用最多的單片機(jī)20單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)條件單片機(jī)芯片開發(fā)工具資料手冊(cè)21仿真開發(fā)系統(tǒng)的功能用戶系統(tǒng)的硬件電路的診斷與檢查。程序的加載與修改。程序的運(yùn)行、調(diào)試及狀態(tài)顯示。將程序固化到程序存儲(chǔ)器中。 22典型開發(fā)系統(tǒng)的構(gòu)成 用戶 系統(tǒng)RS232ICE在線仿真器仿真頭電纜23仿真開發(fā)過程硬件設(shè)計(jì)及焊裝軟件設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)在線調(diào)試：在仿真器和計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下，解決用戶系統(tǒng)硬件和