維修電工技師高級(jí)技師培訓(xùn)第13單元-單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用

13單元

單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用第一節(jié)常用單片機(jī)第二節(jié)單片機(jī)的應(yīng)用實(shí)例

第一節(jié)常用單片機(jī)單片機(jī)是單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱，是把CPU（中央處理器）、RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器）、ROM（只讀存儲(chǔ)器）、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器、I/O接口電路集成在一塊芯片上的微型機(jī)。第一節(jié)常用單片機(jī)一、單片機(jī)的分類及應(yīng)用領(lǐng)域1、單片機(jī)的分類按控制應(yīng)用的需要，單片機(jī)分為通用型和專用型兩種類型。通用型單片機(jī)是一種基本芯片，它的內(nèi)部資源比較豐富，性能全面且適用性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需求。用戶可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各種不同應(yīng)用的控制系統(tǒng)，即通用單片機(jī)有一個(gè)再設(shè)計(jì)的過(guò)程。專用型單片機(jī)芯片是針對(duì)一種產(chǎn)品或一種控制應(yīng)用而專門(mén)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最簡(jiǎn)化、軟硬件資源利用的最優(yōu)化、可靠性和成本的最佳化等方面都作了通盤(pán)的考慮和論證，所以專用單片機(jī)具有十分明顯的綜合優(yōu)勢(shì)。例如電度表和IC卡讀寫(xiě)器上的單片機(jī)等。第一節(jié)常用單片機(jī)練習(xí)題一、填空題1、按控制應(yīng)用的需要，單片機(jī)可分為_(kāi)_____和_______兩種類型。2、通用型單片機(jī)是一種_______芯片，它的內(nèi)部資源________，性能全面而且適應(yīng)性強(qiáng)，能覆蓋多種應(yīng)用需要。二、判斷題1、通用單片機(jī)不需再設(shè)計(jì)既能組建成一個(gè)應(yīng)用控制系統(tǒng)（）。第一節(jié)常用單片機(jī)2、單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

（1）工業(yè)自動(dòng)化方面：各種測(cè)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人，智能化儀器，機(jī)電一體化產(chǎn)品。

工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)、提高經(jīng)濟(jì)效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度

（2）智能儀器儀表方面：智能功率表、電度表。

單片機(jī)的使用將加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化和柔性化方向發(fā)展

（3）家用電器方面：電動(dòng)玩具、錄像機(jī)、激光唱機(jī)。

（4）信息和通信產(chǎn)品方面：調(diào)制解調(diào)器、程控交換技術(shù)、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備如打印機(jī)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、彩色與黑白復(fù)印機(jī)、磁帶機(jī)等

（5）軍事裝備方面:導(dǎo)彈控制、魚(yú)雷制導(dǎo)控制、智能武器裝備、飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)。第一節(jié)常用單片機(jī)練習(xí)題一、填空題3、單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域有_____________面、____________方面、____________方面、____________方面和____________方面。二、判斷題2、工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)、提高經(jīng)濟(jì)效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。（）3、單片機(jī)的使用將加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化和柔性化方向發(fā)展。（）

第一節(jié)常用單片機(jī)3、單片機(jī)的特點(diǎn)（1）小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。能組裝成各種智能式測(cè)控設(shè)備及智能儀器儀表。（2）可靠性好，應(yīng)用范圍廣。單片機(jī)芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，抗干擾性強(qiáng)，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，這是其他機(jī)種無(wú)法比擬的。（3）易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，控制功能強(qiáng)。單片機(jī)的邏輯控制功能很強(qiáng)，指令系統(tǒng)有各種控制功能指令，可以對(duì)邏輯功能比較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行控制。（4）具有通訊功能，可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，形成控制網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程控制。第一節(jié)常用單片機(jī)二、常用通用單片機(jī)系列介紹1、MCS-48單片機(jī)系列—美國(guó)Intel公司（8048/8748/8035）淘汰2、Z8單片機(jī)系列—美國(guó)Zilog（Z8601/Z8681/Z8671）在用3、MC6801單片機(jī)系列—美國(guó)摩托羅拉（Motorola）在用

4、MCS-51單片機(jī)系列—美國(guó)Intel公司（8051/8751/8031）在用5、MCS-96單片機(jī)系列—美國(guó)Intel公司（8096/8796/8396）淘汰第二節(jié)單片機(jī)應(yīng)用一、單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性技術(shù)（接地、屏蔽、隔離、濾波等）1、接地技術(shù)（1）接地種類：安全接地、工作接地。

1）安全接地——外殼接地，保證與大地相連接。2）工作接地——電路參考點(diǎn)，不一定和大地相連。（2）實(shí)際接地系統(tǒng)1）弱信號(hào)地——工作地，就是電路參考點(diǎn)。2）功率地——工作地，通常不和弱信號(hào)地大面積接在一起。3）機(jī)殼地——安全接地。正確接地方法：圖13-1a)——相互獨(dú)立、圖13-1b)——傘狀連接不正確接地方法：圖13-2——大面積連接第二節(jié)單片機(jī)應(yīng)用練習(xí)題：一、填空題4、接地系統(tǒng)包括

地、

地和

地。三、簡(jiǎn)答題1、接地有哪幾種？答：接地有兩種：

（1）安全接地——為安全而設(shè)置的。

（2）工作接地——為電路工作提高參考點(diǎn)正確接地方法：（3）其它接地問(wèn)題1）雙絞線傳輸、同軸電纜：圖13-3、圖13-42）工作地與安全地的連接——只能在一點(diǎn)相連；圖13-53）變壓器屏蔽層的接地——靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽圖13-6a）——單屏蔽層（電磁屏蔽）：?jiǎn)味私釉吜憔€。屏蔽層：用銅、鋁箔，或漆包線。圖13-6b）——三明治繞法（次級(jí)夾初級(jí)或初級(jí)夾次級(jí)——靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽）：初級(jí)磁屏蔽接原邊零線、次級(jí)磁屏蔽和電磁屏蔽接副邊工作地。2、屏蔽技術(shù)

（1）抑制電磁干擾，屏蔽靜電、電磁、磁干擾；

（2）最佳措施：同時(shí)加裝靜電屏蔽、電磁屏蔽、磁屏蔽。練習(xí)——簡(jiǎn)答題：2、屏蔽的作用是什么？答：用金屬板、金屬網(wǎng)絡(luò)或金屬盒把電子設(shè)備或系統(tǒng)包圍起來(lái)，利用其吸收和反射原理，達(dá)到削弱電磁干擾影響的目的。3、隔離技術(shù)（1）物理隔離——遠(yuǎn)離（2）光電隔離——利用光電器件，隔斷兩個(gè)電路的電連接。光電隔離的功能：光電耦合器的作用：

1）電平轉(zhuǎn)換2）隔離練習(xí)——填空題5、隔離有_________隔離和_________隔離兩種。4、濾波技術(shù)濾波的目的是為了抑制噪聲的干擾1）低通濾波——大電容旁路、大電感串聯(lián)2）高通濾波——RC電路（無(wú)源、有源）3）帶通濾波——RC無(wú)源帶通濾波器3）帶通濾波——RC有源帶通濾波器4）帶阻濾波——串聯(lián)諧振濾波5、反電動(dòng)勢(shì)干擾抑制技術(shù)——消除線圈通斷干擾（1）直流驅(qū)動(dòng)線圈——并聯(lián)二極管（2）直流驅(qū)動(dòng)線圈——并聯(lián)二極管和穩(wěn)壓管（3）并聯(lián)電阻電容——適宜交流或直流驅(qū)動(dòng)線圈二、MCS-51單片機(jī)應(yīng)用1、單片機(jī)單片機(jī)通常是指芯片本身。2、單片機(jī)系統(tǒng)在單片機(jī)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展其它電路或芯片構(gòu)成的具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在單片機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)處于核心地位，是構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件基礎(chǔ)。3、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是為控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，該系統(tǒng)與控制對(duì)象結(jié)合在一起使用，是單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的成果。4、單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)調(diào)試的工具。主要有：

邏輯分析儀：只能用于簡(jiǎn)單的單片機(jī)系統(tǒng)；

微型計(jì)算機(jī)：用于復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)；

在線仿真器：進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件開(kāi)發(fā)和EPROM寫(xiě)入。5、