C8051F單片機(jī)教學(xué)講解課件1

單片機(jī)原理及應(yīng)用PrincipleandApplicationofMicrocontroller

單片機(jī)原理及應(yīng)用本課程是計(jì)算機(jī)、通信類專業(yè)的專業(yè)選修課。主要講述單片機(jī)的工作原理及實(shí)際應(yīng)用。以高檔8位SOC單片機(jī)C8051F系列為主線，介紹單片機(jī)的原理、片內(nèi)資源的使用方法、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。課程以目前流行的C51為主要編程語言，兼顧匯編語言。該課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，主要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。除課堂教學(xué)外，安排大量實(shí)驗(yàn)并配備專門的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

課程簡介：本課程是計(jì)算機(jī)、通信類專業(yè)的專業(yè)選修課。主要講述單片第一章概述

第二章C8051F單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理第三章

51單片機(jī)的編程語言

第四章C8051F單片機(jī)的片內(nèi)功能部件

第五章模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

第六章C8051F020單片機(jī)的其他資源第七章

C8051F系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)第八章應(yīng)用舉例

課程主要內(nèi)容：第一章概述課程主要內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）編程（查表）實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）鍵盤實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）定時(shí)器及中斷實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）壓力、溫度、電壓數(shù)據(jù)采集（2學(xué)時(shí)）直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和控制（3學(xué)時(shí)）匯編C51實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）匯編C51教學(xué)方法：多媒體+板書考核方法：閉卷考試最終成績=卷面成績×70%+平時(shí)成績（含實(shí)驗(yàn)）×30%學(xué)習(xí)方法：利用接口課中已有的8086基礎(chǔ)，但要注意與其區(qū)別。教學(xué)方法：多媒體+板書考核方法：學(xué)習(xí)方法：利用接口課中已1、鮑可進(jìn)、趙念強(qiáng)等。C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用。中國電力出版社。（教材）2、趙德安、鮑可進(jìn)等。單片機(jī)原理與應(yīng)用。機(jī)械工業(yè)出版社。（前教材）2、張友德。單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)。復(fù)旦大學(xué)出版社。(前教材）4、潘琢金等譯。C8051F單片機(jī)應(yīng)用解析。北京：北京航空航天大學(xué)出版社。5、徐愛鈞、彭繡華編著.單片機(jī)高級語言C51序設(shè)計(jì)。電子工業(yè)出版社。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：鮑可進(jìn)C8051F系列單片機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)指導(dǎo)書教材及主要教學(xué)參考書：1、鮑可進(jìn)、趙念強(qiáng)等。C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用。中國電力網(wǎng)絡(luò)資源：新華龍電子：/51單片機(jī)世界：/單片機(jī)C語言：/單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng)：/網(wǎng)絡(luò)資源：新華龍電子：http://www.xhl.c實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

時(shí)間周次1班2班3班實(shí)驗(yàn)一：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)第13周實(shí)驗(yàn)二：編程（查表）實(shí)驗(yàn)第14周實(shí)驗(yàn)三：鍵盤實(shí)驗(yàn)第15周實(shí)驗(yàn)四：定時(shí)器及中斷實(shí)驗(yàn)第16周實(shí)驗(yàn)五：步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)第17周實(shí)驗(yàn)六：壓力、溫度、電壓數(shù)據(jù)采集第17周實(shí)驗(yàn)七：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和控制第18周

實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)間周次1班2班3班實(shí)驗(yàn)一：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及上課時(shí)間、地點(diǎn)安排：課堂教學(xué)：第1～15周，周二5、6節(jié)，2408；共30學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：第8～14周，共15學(xué)時(shí)答疑時(shí)間、地點(diǎn)：

上課時(shí)間、地點(diǎn)安排：課堂教學(xué)：答疑時(shí)間、地點(diǎn)：第一章概述1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1.2單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢第一章概述1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1.1單片機(jī)的發(fā)展概況

1971年Intel公司制造出第一片微型機(jī)芯片4004之后，開始了微型機(jī)時(shí)代。將微處理器、存儲器和外圍設(shè)備集成到一塊芯片上，這就是單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer），簡稱單片機(jī)。單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測控而誕生的，它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故也叫單片微控制器（SCMSingleChipMicrocontroller），它在控制領(lǐng)域大顯身手，裝入到各種智能化產(chǎn)品之中，所以又稱為嵌入式微控制器(EmbeddedMicrocontroller)，也有文獻(xiàn)中稱為微控制器單元（MCUMicrocontrollerUnit）。1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1971年Intel公司制造出第一Intel4004和采用4004的計(jì)算器Intel4004和采用4004的計(jì)算器一種8位嵌入式微控制器一種8位嵌入式微控制器C8051F020實(shí)驗(yàn)設(shè)備C8051F020實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(1)

第一階段（1974年-1976年）:初級階段因受工藝技術(shù)水平的限制，單片機(jī)結(jié)構(gòu)和功能都很簡單。例如仙童公司生產(chǎn)的F8單片機(jī)，內(nèi)部僅有8位CPU，64字節(jié)RAM和2個(gè)并行口，還需一些其他芯片才能組合成一臺完整的微型機(jī)。

第二階段（1976年-1978年）:低性能階段以美國INTEL公司的MCS-48為代表。該系列單片機(jī)內(nèi)集成有8位CPU、并行I/O接口、一個(gè)8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、片內(nèi)64或128字節(jié)RAM，程序存儲空間最大4KB，但無串行通信口，不宜多機(jī)使用。

1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(1)第一階段（1974年-11.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(2)第三階段（1978年-1983年）:高性能階段仍采用8位CPU，但有多級中斷功能、串行通信接口、16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)ROM、RAM容量加大，尋址空間范圍可達(dá)64KB，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器接口。生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品系列也特別多，主要有INTEL公司的MCS-51，MOTOROLA公司的6801和ZILOG公司的Z8等。具有優(yōu)異的性價(jià)比，獲得了廣泛應(yīng)用。尤其是MCS-51系列，特別適合于控制應(yīng)用，在我國教育和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域大顯身手，經(jīng)久不衰，是我國單片機(jī)應(yīng)用的主流系列。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(2)第三階段（1978年-191.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(3)第四階段（1983年~）:新一代階段單片機(jī)的含義已發(fā)生了根本改變。目前仍然保留單片機(jī)這一習(xí)慣叫法，但實(shí)際是指“Single-chipMicrocontroller”。新一代單片機(jī)有如下幾方面特點(diǎn)：

1．CPU仍以8位為主流，并不斷完善。另一方面發(fā)展了16位、32位的單片機(jī)。早期多使用CISC（ComplexInstructionSetComputer）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，近來RISC（ReducedInstructionSetComputer）單片機(jī)已大力發(fā)展。RISC單片機(jī)中，除指令集精簡外，一般都用單字長指令和流水線操作方法，大大加快了指令的運(yùn)行速度。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(3)第四階段（1983年~）:新1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(4)2．按片內(nèi)程序存儲器的類型不同分為：ROM型、EPROM型、無ROM（Romless）型和低成本的OTP（OneTimeProgrammableROM）型、E2PROM型。近年來，F(xiàn)lashROM已獲得了普遍發(fā)展。由于FlashROM可在線多次寫入，有些公司稱之為MTP（M-TimeProgrammableROM）型。FlashROM的普遍使用，也導(dǎo)致了ISP（In-SystemProgammable）技術(shù)的迅速發(fā)展。可擴(kuò)展容量有的已突破64KB，達(dá)到2MB以上。片內(nèi)RAM已有2KB以上的產(chǎn)品，可擴(kuò)展容量也可達(dá)到2MB以上。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(4)2．按片內(nèi)程序存儲器的類1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(5)

3．產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、多樣化、專用化。在原來微型機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，集成嵌入了一些外設(shè)與一些外設(shè)驅(qū)動單元，如通用接口、看門狗（Watchdog）、A/D和D/A、LCD驅(qū)動單元、遙控鍵盤、語音接口、串行總線I2C，甚至通用串行總線USB（UniversalSerialBus）、控制器局域網(wǎng)CAN（ControllerAreaNetwork）等。某些公司把數(shù)字信號處理器DSP（DigitalSignalProcessor）也嵌入了單片機(jī)內(nèi)。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(5)3．產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、多樣1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(6)4.多采用CMOS工藝，出現(xiàn)雙時(shí)鐘、低電壓單片機(jī)，大大降低了系統(tǒng)功耗。時(shí)鐘速度大幅提高，有的已達(dá)100MHz以上。引腳數(shù)過去多為40PIN，現(xiàn)在已向兩個(gè)方向發(fā)展——多引腳（100PIN以上）和少引腳（20PIN以下）。封裝形式多樣化，有DIP、SH-DIP、OFP、SQFP、HQFP、TQFP、PGA、BGA、PLCC等。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(6)4.多采用CMOS工藝1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(1)

1．Intel公司的單片機(jī)

其產(chǎn)品有MCS-48、MCS-51和MCS-96三大系列幾十個(gè)型號的單片機(jī)。MCS-51系列單既包括三個(gè)基本型號8031（無ROM型）、8051（ROM型）、8751（EPROM型）8051是世界上產(chǎn)量排名第二的著名單片機(jī)CPU。2．ATMEL公司的單片機(jī)ATMAL公司在1994年以E2PROM技術(shù)和Intel公司的80C31單片機(jī)核心技術(shù)進(jìn)行交換，從而取得80C31核的使用權(quán)。先進(jìn)的Flash技術(shù)和80C31核相結(jié)合，生產(chǎn)出具有8051結(jié)構(gòu)的Flash型和EEPROM型單片機(jī)（尤其是89C51和89C52）1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(1)1．Intel公司1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(2)3．Silicon

Laboratories公司的單片機(jī)C8051F系列是一種典型的高性能單片機(jī),完全集成混合信號系統(tǒng)級芯片（SOCSystemofChip），完全兼容MCS-51。采用流水線（pipe

line）技術(shù)，不再區(qū)分時(shí)鐘周期和機(jī)器周期，提高了指令執(zhí)行效率。具備控制系統(tǒng)所需的模擬和數(shù)字外設(shè)，包括看門狗、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)輸出、定時(shí)器、PWM、定時(shí)器捕捉和方波輸出等，并具備多種總線接口，包括UART、SPI、SMBUS（與I2C兼容）總線以及CAN總線。C8051F系列單片機(jī)采用Flash

ROM技術(shù)，集成JTAG，支持在線編程。

1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(2)3．Silicon

L1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(3)4.Motorola公司的單片機(jī)

8位機(jī)有68HC05、68HC08和68HC11幾種。68HC05是Motorola公司推出的一種采用HCMOS技術(shù)的8位單片機(jī)，是世界上產(chǎn)量排名第一的著名單片機(jī)CPU。5.TOSHIBA公司的單片機(jī)具有功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低等特點(diǎn)，特別適合于空調(diào)、電冰箱等家電產(chǎn)品。

Philips公司的單片機(jī)Philips公司生產(chǎn)8051結(jié)構(gòu)的80C51系列8位單片機(jī)、采用8051結(jié)構(gòu)的16位單片機(jī)、以68000為核的16位單片機(jī)。

1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(3)4.Motorola1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(4)除此以外，著名的單片機(jī)廠商還有HITACHI、SIEMENS、NS、三菱、Microchip、Zilog等公司，產(chǎn)品型號眾多，并不斷有新產(chǎn)品問世?？捎糜诟鞣N不同應(yīng)用場合和不同的應(yīng)用需求。如今，凡是讀者能想到的行業(yè)和領(lǐng)域都能看到單片機(jī)的應(yīng)用例子，科技的發(fā)展和社會的需求促使計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用在近年來得到迅速發(fā)展，并且這種發(fā)展的勢態(tài)將越來越迅猛。1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(4)除此以外，著名的單片機(jī)1.2單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢1.2單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用1．在智能儀表中的應(yīng)用廣泛地應(yīng)用于電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸工具、計(jì)量等各種儀器儀表之中，使儀器儀表智能化。2．在機(jī)電一體化中的應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于—體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品。3．在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用

如對工業(yè)上各種窯爐的溫度、酸度、化學(xué)成分的測量和控制。汽車電子中微型控制器的使用越來越多。1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用1．在智能儀表中的應(yīng)用1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用(2)4．單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用

分布式多機(jī)系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)。在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，都采用分布式多機(jī)系統(tǒng)。5．單片機(jī)在家用電器等消費(fèi)類領(lǐng)域中的應(yīng)用

目前家用電器幾乎都是單片機(jī)控制的電腦產(chǎn)品．例如：空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、彩電、音響、家庭報(bào)警器、電子寵物、手機(jī)、MP3等。1.2.1單片機(jī)的應(yīng)用(2)4．單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(1)１．低成本高度集成的單片機(jī)片上系統(tǒng)（SOC）重要發(fā)展趨勢，是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決方案。因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。２．8位單片機(jī)的市場份額依然領(lǐng)先“讓事情盡可能簡單”的原則有助于更快地完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證并投入生產(chǎn)，同時(shí)減少潛在問題。３．處器理的多核結(jié)構(gòu)

在數(shù)字通信和網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，對處理器提出了更高的要求。為適應(yīng)這種情況，現(xiàn)在已出現(xiàn)多核結(jié)構(gòu)的處理器。1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(1)１．低成本高度集成的單片1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(2)４．功耗更低

新推出的單片機(jī)的功耗越來越小，很多單片機(jī)都有多種工作方式，包括等待、暫停、休眠、空閑、節(jié)電等工作方式。５．電壓范圍更寬

擴(kuò)大電源電壓范圍以及在較低電壓下仍然能工作是現(xiàn)在新推出的單片機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)。

6．工藝更先進(jìn)和封裝更小

現(xiàn)在單片機(jī)的封裝水平已大大提高，有越來越多的單片機(jī)采用了各種貼片封裝形式，以滿足便攜式手持設(shè)備的需要。

1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(2)４．功耗更低1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(3)7．開發(fā)形式、手段和工具

目前借助于JTAG接口構(gòu)成JTAG調(diào)試器，直接從CPU獲取調(diào)試信息而使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)簡化，從而使得開發(fā)工具的價(jià)格反而要低于ICE。用高級語言代替匯編語言也漸成趨勢，典型的單片機(jī)都推出了自己的C編譯器。其中KeilC51的編譯效率已達(dá)到很高水平。RTOS的引入解決了嵌入式軟件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的難題，促進(jìn)嵌入式開發(fā)軟件的模塊化和可移植化，為軟件工程化管理打下基礎(chǔ)。1.2.2單片機(jī)的發(fā)展趨勢(3)7．開發(fā)形式、手段和工具單片機(jī)原理及應(yīng)用PrincipleandApplicationofMicrocontroller

單片機(jī)原理及應(yīng)用本課程是計(jì)算機(jī)、通信類專業(yè)的專業(yè)選修課。主要講述單片機(jī)的工作原理及實(shí)際應(yīng)用。以高檔8位SOC單片機(jī)C8051F系列為主線，介紹單片機(jī)的原理、片內(nèi)資源的使用方法、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。課程以目前流行的C51為主要編程語言，兼顧匯編語言。該課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，主要培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)的能力。除課堂教學(xué)外，安排大量實(shí)驗(yàn)并配備專門的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

課程簡介：本課程是計(jì)算機(jī)、通信類專業(yè)的專業(yè)選修課。主要講述單片第一章概述

第二章C8051F單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理第三章

51單片機(jī)的編程語言

第四章C8051F單片機(jī)的片內(nèi)功能部件

第五章模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換器

第六章C8051F020單片機(jī)的其他資源第七章

C8051F系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)第八章應(yīng)用舉例

課程主要內(nèi)容：第一章概述課程主要內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）編程（查表）實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）鍵盤實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）定時(shí)器及中斷實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）壓力、溫度、電壓數(shù)據(jù)采集（2學(xué)時(shí)）直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和控制（3學(xué)時(shí)）匯編C51實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）匯編C51教學(xué)方法：多媒體+板書考核方法：閉卷考試最終成績=卷面成績×70%+平時(shí)成績（含實(shí)驗(yàn)）×30%學(xué)習(xí)方法：利用接口課中已有的8086基礎(chǔ)，但要注意與其區(qū)別。教學(xué)方法：多媒體+板書考核方法：學(xué)習(xí)方法：利用接口課中已1、鮑可進(jìn)、趙念強(qiáng)等。C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用。中國電力出版社。（教材）2、趙德安、鮑可進(jìn)等。單片機(jī)原理與應(yīng)用。機(jī)械工業(yè)出版社。（前教材）2、張友德。單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)。復(fù)旦大學(xué)出版社。(前教材）4、潘琢金等譯。C8051F單片機(jī)應(yīng)用解析。北京：北京航空航天大學(xué)出版社。5、徐愛鈞、彭繡華編著.單片機(jī)高級語言C51序設(shè)計(jì)。電子工業(yè)出版社。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：鮑可進(jìn)C8051F系列單片機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)指導(dǎo)書教材及主要教學(xué)參考書：1、鮑可進(jìn)、趙念強(qiáng)等。C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用。中國電力網(wǎng)絡(luò)資源：新華龍電子：/51單片機(jī)世界：/單片機(jī)C語言：/單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng)：/網(wǎng)絡(luò)資源：新華龍電子：http://www.xhl.c實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

時(shí)間周次1班2班3班實(shí)驗(yàn)一：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)第13周實(shí)驗(yàn)二：編程（查表）實(shí)驗(yàn)第14周實(shí)驗(yàn)三：鍵盤實(shí)驗(yàn)第15周實(shí)驗(yàn)四：定時(shí)器及中斷實(shí)驗(yàn)第16周實(shí)驗(yàn)五：步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)第17周實(shí)驗(yàn)六：壓力、溫度、電壓數(shù)據(jù)采集第17周實(shí)驗(yàn)七：直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和控制第18周

實(shí)驗(yàn)安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)間周次1班2班3班實(shí)驗(yàn)一：熟悉開發(fā)系統(tǒng)及上課時(shí)間、地點(diǎn)安排：課堂教學(xué)：第1～15周，周二5、6節(jié)，2408；共30學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：第8～14周，共15學(xué)時(shí)答疑時(shí)間、地點(diǎn)：

上課時(shí)間、地點(diǎn)安排：課堂教學(xué)：答疑時(shí)間、地點(diǎn)：第一章概述1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1.2單片機(jī)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢第一章概述1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1.1單片機(jī)的發(fā)展概況

1971年Intel公司制造出第一片微型機(jī)芯片4004之后，開始了微型機(jī)時(shí)代。將微處理器、存儲器和外圍設(shè)備集成到一塊芯片上，這就是單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer），簡稱單片機(jī)。單片機(jī)是應(yīng)工業(yè)測控而誕生的，它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故也叫單片微控制器（SCMSingleChipMicrocontroller），它在控制領(lǐng)域大顯身手，裝入到各種智能化產(chǎn)品之中，所以又稱為嵌入式微控制器(EmbeddedMicrocontroller)，也有文獻(xiàn)中稱為微控制器單元（MCUMicrocontrollerUnit）。1.1單片機(jī)的發(fā)展概況1971年Intel公司制造出第一Intel4004和采用4004的計(jì)算器Intel4004和采用4004的計(jì)算器一種8位嵌入式微控制器一種8位嵌入式微控制器C8051F020實(shí)驗(yàn)設(shè)備C8051F020實(shí)驗(yàn)設(shè)備1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(1)

第一階段（1974年-1976年）:初級階段因受工藝技術(shù)水平的限制，單片機(jī)結(jié)構(gòu)和功能都很簡單。例如仙童公司生產(chǎn)的F8單片機(jī)，內(nèi)部僅有8位CPU，64字節(jié)RAM和2個(gè)并行口，還需一些其他芯片才能組合成一臺完整的微型機(jī)。

第二階段（1976年-1978年）:低性能階段以美國INTEL公司的MCS-48為代表。該系列單片機(jī)內(nèi)集成有8位CPU、并行I/O接口、一個(gè)8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、片內(nèi)64或128字節(jié)RAM，程序存儲空間最大4KB，但無串行通信口，不宜多機(jī)使用。

1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(1)第一階段（1974年-11.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(2)第三階段（1978年-1983年）:高性能階段仍采用8位CPU，但有多級中斷功能、串行通信接口、16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)ROM、RAM容量加大，尋址空間范圍可達(dá)64KB，有的片內(nèi)還帶有A/D轉(zhuǎn)換器接口。生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品系列也特別多，主要有INTEL公司的MCS-51，MOTOROLA公司的6801和ZILOG公司的Z8等。具有優(yōu)異的性價(jià)比，獲得了廣泛應(yīng)用。尤其是MCS-51系列，特別適合于控制應(yīng)用，在我國教育和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等各個(gè)領(lǐng)域大顯身手，經(jīng)久不衰，是我國單片機(jī)應(yīng)用的主流系列。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(2)第三階段（1978年-191.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(3)第四階段（1983年~）:新一代階段單片機(jī)的含義已發(fā)生了根本改變。目前仍然保留單片機(jī)這一習(xí)慣叫法，但實(shí)際是指“Single-chipMicrocontroller”。新一代單片機(jī)有如下幾方面特點(diǎn)：

1．CPU仍以8位為主流，并不斷完善。另一方面發(fā)展了16位、32位的單片機(jī)。早期多使用CISC（ComplexInstructionSetComputer）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，近來RISC（ReducedInstructionSetComputer）單片機(jī)已大力發(fā)展。RISC單片機(jī)中，除指令集精簡外，一般都用單字長指令和流水線操作方法，大大加快了指令的運(yùn)行速度。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(3)第四階段（1983年~）:新1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(4)2．按片內(nèi)程序存儲器的類型不同分為：ROM型、EPROM型、無ROM（Romless）型和低成本的OTP（OneTimeProgrammableROM）型、E2PROM型。近年來，F(xiàn)lashROM已獲得了普遍發(fā)展。由于FlashROM可在線多次寫入，有些公司稱之為MTP（M-TimeProgrammableROM）型。FlashROM的普遍使用，也導(dǎo)致了ISP（In-SystemProgammable）技術(shù)的迅速發(fā)展?？蓴U(kuò)展容量有的已突破64KB，達(dá)到2MB以上。片內(nèi)RAM已有2KB以上的產(chǎn)品，可擴(kuò)展容量也可達(dá)到2MB以上。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(4)2．按片內(nèi)程序存儲器的類1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(5)

3．產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、多樣化、專用化。在原來微型機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，集成嵌入了一些外設(shè)與一些外設(shè)驅(qū)動單元，如通用接口、看門狗（Watchdog）、A/D和D/A、LCD驅(qū)動單元、遙控鍵盤、語音接口、串行總線I2C，甚至通用串行總線USB（UniversalSerialBus）、控制器局域網(wǎng)CAN（ControllerAreaNetwork）等。某些公司把數(shù)字信號處理器DSP（DigitalSignalProcessor）也嵌入了單片機(jī)內(nèi)。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(5)3．產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、多樣1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(6)4.多采用CMOS工藝，出現(xiàn)雙時(shí)鐘、低電壓單片機(jī)，大大降低了系統(tǒng)功耗。時(shí)鐘速度大幅提高，有的已達(dá)100MHz以上。引腳數(shù)過去多為40PIN，現(xiàn)在已向兩個(gè)方向發(fā)展——多引腳（100PIN以上）和少引腳（20PIN以下）。封裝形式多樣化，有DIP、SH-DIP、OFP、SQFP、HQFP、TQFP、PGA、BGA、PLCC等。1.1.1單片機(jī)的發(fā)展歷史(6)4.多采用CMOS工藝1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(1)

1．Intel公司的單片機(jī)

其產(chǎn)品有MCS-48、MCS-51和MCS-96三大系列幾十個(gè)型號的單片機(jī)。MCS-51系列單既包括三個(gè)基本型號8031（無ROM型）、8051（ROM型）、8751（EPROM型）8051是世界上產(chǎn)量排名第二的著名單片機(jī)CPU。2．ATMEL公司的單片機(jī)ATMAL公司在1994年以E2PROM技術(shù)和Intel公司的80C31單片機(jī)核心技術(shù)進(jìn)行交換，從而取得80C31核的使用權(quán)。先進(jìn)的Flash技術(shù)和80C31核相結(jié)合，生產(chǎn)出具有8051結(jié)構(gòu)的Flash型和EEPROM型單片機(jī)（尤其是89C51和89C52）1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(1)1．Intel公司1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(2)3．Silicon

Laboratories公司的單片機(jī)C8051F系列是一種典型的高性能單片機(jī),完全集成混合信號系統(tǒng)級芯片（SOCSystemofChip），完全兼容MCS-51。采用流水線（pipe

line）技術(shù)，不再區(qū)分時(shí)鐘周期和機(jī)器周期，提高了指令執(zhí)行效率。具備控制系統(tǒng)所需的模擬和數(shù)字外設(shè)，包括看門狗、ADC、DAC、電壓比較器、電壓基準(zhǔn)輸出、定時(shí)器、PWM、定時(shí)器捕捉和方波輸出等，并具備多種總線接口，包括UART、SPI、SMBUS（與I2C兼容）總線以及CAN總線。C8051F系列單片機(jī)采用Flash

ROM技術(shù)，集成JTAG，支持在線編程。

1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(2)3．Silicon

L1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(3)4.Motorola公司的單片機(jī)

8位機(jī)有68HC05、68HC08和68HC11幾種。68HC05是Motorola公司推出的一種采用HCMOS技術(shù)的8位單片機(jī)，是世界上產(chǎn)量排名第一的著名單片機(jī)CPU。5.TOSHIBA公司的單片機(jī)具有功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低等特點(diǎn)，特別適合于空調(diào)、電冰箱等家電產(chǎn)品。

Philips公司的單片機(jī)Philips公司生產(chǎn)8051結(jié)構(gòu)的80C51系列8位單片機(jī)、采用8051結(jié)構(gòu)的16位單片機(jī)、以68000為核的16位單片機(jī)。

1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(3)4.Motorola1.1.2典型的8位單片機(jī)產(chǎn)品(4)除此以外，著名的單片機(jī)廠商還有HITACHI、SIEMENS、NS、三菱、Microchip、Zilog等公司，產(chǎn)品型號眾多，并不斷有新產(chǎn)品問世。可用于各種不同應(yīng)用場合和不同的應(yīng)用需求。如今，凡是讀者能想到的行業(yè)和領(lǐng)域都能看到單片機(jī)的應(yīng)用例子，科技的發(fā)展和社會的需求促使計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用在近年來得到迅速發(fā)展，并且這種發(fā)展的勢態(tài)將越來越迅猛。1.1.2典型的8位單片機(jī)