单片机论文_小型机器人.doc

单片机期末论文在社会迅速发展的今天，单片机的的运用已经渗透到我们生活的每个角落，也似乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹。智能仪表、医疗器械，导弹的导航装置，智能监控、通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，汽车的安全保障系统，动控制领域的机器人，数码像机、电视机、全自动洗衣机的控制，电话机以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。 所以，单片机的学习、开发与应用将对于现代社会的发展，经济的繁荣，和提高满足人类日益增长的物质文化需求有着至关重要的作用。也成就了一批又一智能化控制的工程师和科学家。科技越发达，智能化的东西就越多。学习单片机是社会发展的必然需求，也是我们现代高级技工所必须要掌握的技能。（1）单片机的简介:一微型计算机（Single Chip Microcomputer）微型计算机的主要特点：CPU集成于一个芯片中。 单片机（Micro Controller Unit）是把组成微型计算机的各功能部件：CPU、RAM、ROM、定时/计数器、中断控制器、并行和串行接口均集成在一个芯片中。其一个芯片就构成了一个比较完整的计算机系统。 微型计算机与单片机是微电子领域的两个分支。微型计算机的特点是运算速度快、存储容量大，适合于信息管理、科学计算等领域；而单片机的特点为体积小、价格低，适合于仪器、设备的控制，常常嵌入到仪器、设备中。故单片机也称作微控制器（Microcontroller）。二单片机的生产与发展（1）.单片机的生产：目前世界上单片机的生产公司有上百家，如Intel、Philips、Microchip、Motorola、Siemens、NEC、AMD、Zilog、TI、Atmel等。但在国内广泛应用的只有Intel 系列和Microchip PIC系列，（2）.单片机的发展：第1阶段（19761980）：单片机发展初级阶段。集成了8位CPU、RAM、ROM、定时器、并行口（无串行口）等部件，但性能低，寻址范围小（4KB），中断系统、定时器也简单。典型机型：Intel MCS-48系列。第2阶段（19801983）：高性能单片机阶段。此阶段的单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时/计数器，片内ROM、RAM的容量加大，寻址范围达64KB。典型机型：Intel MCS-51系列。第3阶段（198380年代末）：16位单片机和高性能8位机并行发展阶段。此阶段Intel推出16位单片机MCS-96系列，其他公司也推出了各种16位单片机。同时高性能8位单片机的性能更为完善。第4阶段（90年代）：单片机在集成度、功能、速度、可靠性等方面全面发展，如采用Flash ROM，加入了一些特殊功能部件（AD转换器，PWM输出，监视定时器WDT，DMA，调制解调器，通信控制器，浮点运算单元等）。如今，单片机的性能已比较完善，且专业化的特点很强，为各种应用提供了很大的方便。三、单片机的应用单片机由于体积小，价格低，功耗低、控制功能强且控制逻辑可由软件来实现，因此可以很方便地完成由一般数字电路很难实现的控制逻辑。所以在测控系统，智能仪表，机电一体化产品，智能接口，智能民用产品，机器人等领域得以广泛应用。 1.在智能仪器仪表上的应用（如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量）只需结合不同类型的传感器即可控制，使得仪表达到数字化。智能化、微型化（示波器）。2.在工业控制中的应用（如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等）多用于构成多样的控制系统，数字采集系统。设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构，在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。3.在家用电器中的应用（洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、及其他音响视频器材，电子秤量设备等）极大的方便了我们的生活。4.在计算机网络和通信领域中的应用（手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、集群移动通信，无线电对讲机等）利用单片机的通讯接口可以方便的与计算机进行数据通，为在计算机网络通讯设备间的应用提供了很好的物质条件。7.单片机在汽车设备领域中的应用（如汽车中的发动机控制器，基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器，GPS导航系统，abs防抱死系统，制动系统等）此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。8多机应用利用单片机的串行接口和并行接口，多个单片机子系统可以彼此进行通信，构成一个网络。可以构成一个集散式的控制系统，从而控制和处理大量的控制对象和信息，且可以通过并行运算方式来提高处理速度。总之在单片机系统中，单片机是作为控制中枢，数字电路器件是作为外围电路，二者是相辅相成的。四：单片机的发展趋势 目前，为了适应各种嵌入式系统的应用需求，单片机将向着高集成度、增强工能。提高速度、降低成本和功耗等方向发展。这组要表现在以下几个方面。1、处理性能的增强：单片机的处理性能取决于其内部数据总线宽度、指令执行速度、片内存储器容量等指标。近几年发展起来的16位和32位单片机就体现了这个发展趋势。 2、增强功能：未来单片机的增强功能主要在网络功能。A/D和D/A功能、ISP功能、DMA功能、显示器驱动等方面另外为了能有效地保护嵌入式系统的知识产权，对单片机内部软件的加密是必要的，单片机的内部的程序代码存储器带有加密特性是单片机的一种增强功能。 3、高集成度：随着集成电路技术的和工艺的不断提高，单片机技术的发展及其应用领域不断拓展提高单片机的集成度，增加片内功能器件，减少外围器件的扩展，实现真正的“单片”系统已成为发展趋势集成更多的I/O端口和特殊接口，直接驱动LED、VFD、LCD等显示器，带有直接中断方式键盘端口等。近年来，单片机结合专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）和精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer, RISC）技术，发展为嵌入式处理器（Embedded Processor），适用于数据与数值分析、信号处理、智能机器人及图像处理等高技术领域。由于我做的小实验用的是AT89S51单片机所以下面我就详细介绍AT89S51通过它来反映单片机的开发应用过程！我们知道Atmel公司的单片机主要为89C51、89C52、89C2051、89C55WD等 以及高性能的AT89LV51、AT89C4051、AT89S51、AT89S52 AT89S53等 我所用的AT89S51是一个低功耗，高性能的8位单片机片内含有8KISPD(in-system programmable Downloadable)串行编程可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器器件采用ATMEI公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准的MCS-51指令系统及80C51引脚的结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的AT89S51可为许多嵌入式应用式控制性应用系统提供高性价比的解决方案！AT89S51管脚介绍： EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号/编程电源 ALE/PROG：低8位地址锁存信号/编程脉GND：地线。VCC：+5 V电源。RST/VPD：复位、备用电源 RXD：串行通信收接口(SCI) TXD：串行通信发接口(SCI)INT0 外部中断0INT1 外部中断1T0定时器0 TXAL2 接外部晶振 T1定时器1 TXAL1 接外部晶振P0.0 P0.7：P0口8位双向口线。P1.0 P1.7 ：P1口8位双向口线。P2.0 P2.7 ：P2口8位双向口线。P3.0 P3.7 ：P3口8位双向口线。AT89S51具有以下特性： 兼容MCS-51指令系统，32个双向I/O口，